CN217544719U - 一种废旧锂离子电池处理系统 - Google Patents

Abstract

一种废旧锂离子电池处理系统，包括无氧破碎机、碳化炉、焚烧炉、尾气处理装置和废渣处理装置，碳化炉与废渣处理装置连接，焚烧炉与尾气处理装置连接，无氧破碎机分别与碳化炉和焚化炉连接，尾气处理装置包括依次连接的喷淋洗气塔、碱液池、碱液再生池和碱液存储槽，碱液存储槽通过管道与喷淋洗气塔内的喷头连接，喷淋洗气塔的上部通过管道与活性炭吸附塔、净化排气塔连接，废渣处理装置包括依次连接的锤式破碎机、振动筛、磨粉机、气流分选机、旋风除尘机、布袋除尘机和收集料仓。本实用新型提供了一种高效、简单和环保的废旧锂离子电池破碎、碳化、尾气处理和分选的装置系统，具有简单、高效、无环境污染的特点，非常适用于工业化。

Description

一种废旧锂离子电池处理系统

技术领域

本实用新型涉及电池回收技术领域，特别是涉及一种废旧锂离子电池处理系统。

背景技术

新能源的大力发展引起了Li、Ni、Co等金属元素的消耗加剧，近年来，原材料的不断上涨也在制约着新能源企业的发展。而锂离子电池的寿命一般为5-8年，未来将会有大批的锂离子电池亟需处理，这些废旧锂离子电池中蕴含着丰富的有价资源，将这些城市矿若随意丢弃不仅会带来污染（有机物污染、F污染、金属元素污染等），而且会造成资源的浪费。将这些城市矿山资源进行有效利用不仅能够降低对环境的污染，而且也能够实现新能源行业的良性发展。通过有效的手段提取锂离子电池中的有价金属，实现锂离子电池资源的循环利用对实现碳达峰和碳中和具有重要意义。

通过物理法对废旧电池进行分选，将电池中的铜、铝和极片进行分离，最后分别进行后续的提取是废旧电池回收的关键部分，分选的效果直接影响着后续的浸出过程。传统通过直接燃烧法处理废旧电池不仅会带来巨大的能源消耗，而且直接燃烧带来的污染较大。而通过人工拆解电池，将电池进行分离并分别提取其中的有价元素不仅耗费大量的人工，而且电池拆解过程中有机电解液泄漏也会引起环境的污染。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种低能耗、低耗费、无污染的废旧锂离子电池处理系统。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种废旧锂离子电池处理系统，包括无氧破碎机、碳化炉、焚烧炉、尾气处理装置和废渣处理装置，所述碳化炉与废渣处理装置连接，所述焚烧炉与尾气处理装置连接，所述无氧破碎机分别与碳化炉和焚化炉连接，所述尾气处理装置包括依次连接的喷淋洗气塔、碱液池、碱液再生池和碱液存储槽，所述碱液存储槽通过管道与喷淋洗气塔内的喷头连接，所述喷淋洗气塔的上部通过管道与活性炭吸附塔、净化排气塔连接，所述废渣处理装置包括依次连接的锤式破碎机、振动筛、磨粉机、气流分选机、旋风除尘机、布袋除尘机和收集料仓。

进一步，所述碱液再生池通过管道与板框压滤机连接。

进一步，所述锤式破碎机和振动筛通过管道与旋风除尘机连接。

进一步，所述振动筛通过管道与收集料仓连接。

进一步，所述无氧破碎机包括电池撕裂机构、真空密闭机构、安全检测机构和安全保护机构，所述真空密闭机构为充有N₂的插板阀，所述安全检测机构主要包括温感探头、O₂探头、可燃气体探头、压力传感器，所述安全保护机构包括注水装置、注液体CO₂装置和注液氮装置。

进一步，所述无氧破碎机的进料口设有过渡仓。

进一步，所述碳化炉、焚烧炉通过管道连接。

本实用新型提供了一种高效、简单和环保的废旧锂离子电池破碎、碳化、尾气处理和分选的装置系统，通过绝氧条件下对电池进行拆解处理，通过高温管道防止电解液的凝露。经过低温蒸发和高温裂解的方式将电池中的有价元素和其他组分分离。通过高温并在尾气吸收通过碱液的循环实现了电池中有毒气体的无害化处理。经过电池分选实现了有价值元素的简单高效提取，该方法不仅简单、高效、无环境污染，而且非常适用于工业化。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图中：1.无氧破碎机；2.碳化炉；3.焚烧炉；4.喷淋洗气塔；5.Ca(OH)₂碱液池；6.碱液再生池；7.板框压滤机；8.碱液存储槽；9.活性炭吸附塔；10.净化排气塔；11.锤式破碎机；12.振动筛；13.磨粉机；14.气流分选机；15.旋风除尘；16.布袋除尘；17.物料收集料仓。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，本实施例包括无氧破碎机1、碳化炉2、焚烧炉3、尾气处理装置和废渣处理装置，所述碳化炉2与废渣处理装置连接，所述焚烧炉3与尾气处理装置连接，所述无氧破碎机1分别与碳化炉2和焚化炉3连接，所述尾气处理装置包括依次连接的喷淋洗气塔4、碱液池5、碱液再生池6和碱液存储槽8，所述碱液存储槽8通过管道与喷淋洗气塔4内的喷头连接，依次连接的喷淋洗气塔4、碱液池5、碱液再生池6、碱液存储槽8、喷淋洗气塔4构成碱液循环系统，所述喷淋洗气塔4的上部通过管道与活性炭吸附塔9、净化排气塔10连接，所述废渣处理装置包括依次连接的锤式破碎机11、振动筛12、磨粉机13、气流分选机14、旋风除尘机15、布袋除尘机16和物料收集料仓17。

本实施例中，所述无氧破碎机1的进料口设有过渡仓。

本实施例中，所述碱液再生池6通过管道与板框压滤机7连接。所述锤式破碎机11和振动筛12通过管道与旋风除尘机15连接。所述振动筛12通过管道与物料收集料仓17连接。

本实施例中，所述无氧破碎机包括电池撕裂机构、真空密闭机构、安全检测机构和安全保护机构，无氧破碎机1中的电池撕裂方式为单轴撕碎，所述真空密闭机构为充有N₂的插板阀，所述安全检测机构主要包括温感探头、O₂探头、可燃气体探头、压力传感器，所述安全保护机构包括注水装置、注液体CO₂装置和注液氮装置。

本实用新型的工作过程如下：

首先将带电电池经过无氧破碎机1的料口投入，电池经过无氧破碎机1上充满氮气的过渡仓进行无氧处理后，进入无氧破碎机1的料仓内，电池经过粉碎后成为小片，最后经过无氧破碎机1的下料口进入到碳化炉2内。在碳化炉2内的碎电池经过低温蒸发出其中的电解液成分，再经过高温煅烧使得极片中的CMC、PVDF、隔膜和一些塑料等裂解实现了活性物质和集流体的分离。再经过高温冷却使得物料温度迅速降低，经过氮气保护和低温冷却后使得物料达到安全温度。而无氧破碎机1中带出的含电解液和隔膜的气体以及碳化炉2内的气体经过高温管道能够以气体形态进入到焚烧炉3内。焚烧炉3内的一些有机物和气体经过高温碳化成为CO₂、SO₂、HF等气体进入到喷淋洗气塔4。经过和碱液存储槽通来的NaOH溶液反应，气体的温度快速降低，而且其中的有害成分经过Ca(OH)₂碱液池反应转化为CaF₂和CaSO₄等无害固体，剩余的液体经过碱液再生池6重新转化为NaOH，而CaF₂和CaSO₄等无害固体经过板框压滤机7被提取出来。重新转化的NaOH被储存在碱液存储槽8内并经过管道重新进入喷淋洗气塔4，实现了尾气的无害化处理。无害的尾气经过活性炭吸附装置9和净化排气塔10可以直接外排至空气中。

经过碳化炉2碳化后的电池碎片直接进入锤式破碎机11，经过破碎分离后活性物质彻底和集流体（铜箔、铝箔）分离，并经过振动筛12进入物料收集管道，而铜、铝经过磨粉机13磨成颗粒大小和物理性能差异较大的粉末，通过气流分选机14进行分离，气流分选机14中筛网角度和气流大小的调节可实现对集流体铜和铝的分离。分选中的一些轻的颗粒粉末和碳化后的杂质经过旋风除尘机15和布袋除尘被16筛选出来，不会造成车间粉尘污染。而收集到的活性物质经过物料输送管道进入到物料收集料仓17。

本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本实用新型的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种废旧锂离子电池处理系统，包括无氧破碎机、碳化炉、焚烧炉、尾气处理装置和废渣处理装置，所述碳化炉与废渣处理装置连接，所述焚烧炉与尾气处理装置连接，其特征在于：所述无氧破碎机分别与碳化炉和焚化炉连接，所述尾气处理装置包括依次连接的喷淋洗气塔、碱液池、碱液再生池和碱液存储槽，所述碱液存储槽通过管道与喷淋洗气塔内的喷头连接，所述喷淋洗气塔的上部通过管道与活性炭吸附塔、净化排气塔连接，所述废渣处理装置包括依次连接的锤式破碎机、振动筛、磨粉机、气流分选机、旋风除尘机、布袋除尘机和收集料仓。

2.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池处理系统，其特征在于：所述碱液再生池通过管道与板框压滤机连接。

3.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池处理系统，其特征在于：所述锤式破碎机和振动筛通过管道与旋风除尘机连接。

4.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池处理系统，其特征在于：所述振动筛通过管道与收集料仓连接。

5.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池处理系统，其特征在于：所述无氧破碎机包括电池撕裂机构、真空密闭机构、安全检测机构和安全保护机构，所述真空密闭机构为充有N₂的插板阀，所述安全检测机构主要包括温感探头、O₂探头、可燃气体探头、压力传感器，所述安全保护机构包括注水装置、注液体CO₂装置和注液氮装置。

6.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池处理系统，其特征在于：所述无氧破碎机的进料口设有过渡仓。

7.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池处理系统，其特征在于：所述碳化炉、焚烧炉通过管道连接。

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