KR101830312B1 - 배터리 소성 처리장치 - Google Patents

배터리 소성 처리장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101830312B1
KR101830312B1 KR1020170121702A KR20170121702A KR101830312B1 KR 101830312 B1 KR101830312 B1 KR 101830312B1 KR 1020170121702 A KR1020170121702 A KR 1020170121702A KR 20170121702 A KR20170121702 A KR 20170121702A KR 101830312 B1 KR101830312 B1 KR 101830312B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
battery
unit
tube
firing
Prior art date
Application number
KR1020170121702A
Other languages
English (en)
Inventor
이광범
변석현
이강명
정철원
장선우
Original Assignee
성일하이텍㈜
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성일하이텍㈜ filed Critical 성일하이텍㈜
Priority to KR1020170121702A priority Critical patent/KR101830312B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101830312B1 publication Critical patent/KR101830312B1/ko
Priority to US16/134,646 priority patent/US11002483B2/en
Priority to HUE18195855A priority patent/HUE054045T2/hu
Priority to EP18195855.4A priority patent/EP3460327B1/en
Priority to PL18195855T priority patent/PL3460327T3/pl
Priority to ES18195855T priority patent/ES2863407T3/es

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06—Spray cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/02—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined of multiple-chamber or multiple-drum type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/34—Arrangements of heating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/38—Arrangements of cooling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/008—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases cleaning gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예는 배터리가 폐쇄형 관을 통해 이송되며 소성되는 소성부; 상기 소성부로부터 발생하는 가스를 냉각 및 집진 처리하는 가스 처리부;를 포함하는, 배터리 소성 처리장치를 제공한다.

Description

배터리 소성 처리장치{FIRING APPARATUS FOR BATTERY}
본 발명은 배터리를 소성 처리하고, 발생하는 유해가스를 처리하는 장치에 관한 것이다.
최근 단위 배터리셀을 복수 개 포함하는 배터리 팩의 사용이 증가하고 있다. 배터리 팩은 전기적으로 연결되어 있는 배터리 모듈을 복수 개 포함하고 있는데, 배터리 모듈에는 전기적으로 연결되어 있는 배터리 셀들이 포함되어 있다. 이러한 배터리 팩은 큰 전기용량이 필요한 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등에 많이 사용되고 있다.
전기자동차 및 하이브리드 전기자동차는 차세대 이동수단으로 각광받고 있으며, 생산대수는 급격히 증가할 것으로 예상된다. 이에 전기자동차에서 발생하는 폐 배터리 팩, 리튬 이차전지 역시 향후 급격히 증가할 것으로 예상되지만, 현재 폐 배터리 팩을 처리하는 방법은 배터리 방전 - 파분쇄 - 입도 분리 - 자력 선별 등으로 이루어지고 있어, 상당한 시간 및 비용이 소모되고 있다. 따라서, 배터리의 폭발 위험 없이 효율적으로 방전 및 분쇄 처리하여 배터리의 유가금속을 회수할 수 있는 장치에 대한 연구가 필요한 실정이다.
관련 선행기술로, 한국 등록특허공보 제10-1149762호에 개시된 "폐배터리팩으로부터 유가금속을 회수하는 방법"이 있다.
한국 등록특허공보 제10-1149762호
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 폐 배터리의 해체 시 공정 처리시간 및 인건비를 절감할 수 있고, 간소화된 공정으로 배터리의 유가금속 외 성분을 손쉽게 제거할 수 있으며, 발생하는 유해가스를 용이하게 처리하는 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 양태는 배터리가 폐쇄형 관을 통해 이송되며 소성되는 소성부; 상기 소성부로부터 발생하는 가스를 냉각 및 집진 처리하는 가스 처리부;를 포함하는, 배터리 소성 처리장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 소성부는 하강 경사지어 배터리가 이송되고, 일단에 제1가열수단이 구비된 제1관; 및 상기 제1관과 연통되고, 하강 경사지어 구비된 제2관;을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1관 및 제2관은 로터리 킬른(rotary kiln) 형태인 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1가열수단은 상기 배터리의 이송방향 또는 이송 반대 방향으로 화염을 분사하거나, 상기 폐쇄형 관 외주면에 구비되어 폐쇄형 관의 가열이 수행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 배터리 호퍼; 상기 배터리 호퍼로부터 배터리를 공급받아 상기 소성부로 투입하는 컨베이어;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 가스 처리부는 상기 소성부 상부와 연통되어 소성부의 가스의 열처리가 이루어지는 가스 열처리부; 상기 가스 열처리부로부터 연통되어 이송된 가스를 냉각하는 열교환부; 상기 열교환부로 냉각수를 순환시키는 냉각타워; 상기 열교환부에서 배출된 가스를 집진 처리하는 제2집진부;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 가스 열처리부는 상기 소성부 상부와 연통되어 소성부의 가스를 이송하는 제3관; 상기 제3관 일단에 구비되고 상기 가스의 이송방향으로 화염을 분사하는 제2가열수단을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 냉각타워는 상기 소성부로부터 배출되는 처리물질을 냉각시키는 냉각수를 공급할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 가스 처리부는 상기 열교환부 및 제2집진부와 연통되고, 상기 열교환부에서 배출된 가스를 분사수단을 통해 분사되도록 한 다음 상기 제2집진부로 배출하는 분사타워를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 가스 처리부는 상기 제2집진부로부터 배출된 가스에 물을 분사시키는 물 분사수단을 구비하고, 물 분사 처리된 가스를 대기 중으로 배출하는 습식 스크러버를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 배터리를 소성 처리하되, 발생하는 유해가스 성분을 최소화할 수 있다.
또한, 폐 배터리 해체 처리시간 및 인건비를 현저하게 절감할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 소성 처리장치의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 소성 처리장치의 일례를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 처리부의 일례를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 소성부의 일례를 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 소성부 및 가스 처리부의 일례를 나타낸 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 소성부의 일례를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 소성부의 일례를 나타낸 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 소성부의 일례를 나타낸 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
나아가, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 양태는
배터리가 폐쇄형 관(110)을 통해 이송되며 소성되는 소성부(100);
상기 소성부로부터 발생하는 가스를 냉각 및 집진 처리하는 가스 처리부(200);를 포함하는, 배터리 소성 처리장치(1000)를 제공한다.
이하, 본 발명의 일 양태에 따른 배터리 소성 처리장치(1000)에 대하여, 도 1 내지 도 8을 참조하여 각 구성 별로 설명한다.
본 발명의 일 양태에 따른 배터리 소성 처리장치(1000)에 있어서, 상기 소성부(100)는 도 7에 도시한 바와 같이 하강 경사지어 배터리가 이송되고, 일단에 제1가열수단(113)이 구비된 제1관(111); 및 상기 제1관과 연통되고, 하강 경사지어 구비된 제2관(112)를 포함할 수 있다. 상기 제1관 및 제2관은 회전하며 소성되는 로터리 킬른(rotary kiln)형태일 수 있다.
상기 제1관 및 제2관의 경사각은 지면으로부터 10 ° 내지 35 ° 경사지도록 구비될 수 있다. 상기의 경사각 범위에서 배터리의 이송 및 열처리가 용이하게 수행될 수 있다.
상기 제1가열수단(113)은 도 7에 도시한 바와 같이 제1관(111) 일단에 구비되되 배터리가 하강 이송되는 방향 또는 이송 반대 방향으로 화염을 분사하거나, 상기 폐쇄형 관 외부에 구비되어 열 복사, 전도 등을 통한 가열을 수행할 수 있다. 이 때 열처리 온도는 400 ℃ 내지 1000 ℃인 것이 바람직하다. 상기 제1가열수단을 통한 열처리 온도가 400 ℃ 미만이라면, 배터리 내의 고분자 성분이 용이하게 분해되지 못할 우려가 있고, 상기 제1가열수단을 통한 열처리 온도가 1000 ℃ 초과라면, 배터리의 고분자 및 전해질 등을 제거하는 데 있어 과도한 에너지 낭비가 발생할 우려, 유가금속 회수율이 저하될 우려가 발생할 수 있다.
상기 제1가열수단(113)은 경유, 정제유, LNG, LPG, 재생유 등으로 이루어진 군 중 선택된 하나 이상을 연료로 하여, 이를 분사시키며 점화할 수 있다.
상기 제1가열수단(113)은 또한 상기 제1관(111) 외주면에 구비되어 열복사, 전도 등을 통해 상기 제1관을 가열시킬 수 있다.
상기 제1관(111) 및 제2관(112)은 폐쇄형 관일 수 있으며, 상기 제1가열수단(113)의 배터리 열처리에 의해 발생하는 가스는 후술할 가스 처리부(200)로 이송되어 유해성분의 대기 중 노출을 차단할 수 있도록 한다.
상기 소성부(100)는 배터리 호퍼; 및 상기 배터리 호퍼로부터 배터리를 공급받아 상기 소성부로 투입하는 컨베이어(114)를 포함할 수 있다. 상기 컨베이어는 도 7에 도시한 바와 같이 제1관(111)의 말단에 배터리가 투입될 수 있도록 상기 컨베이어 말단으로부터 상기 제1관을 향하도록 하는 슬라이딩 수단을 구비할 수 있다.
상기 제2관(112)는 상기 제2관 외주면에 냉각수를 분사하는 수단(미도시)을 구비하여 냉각이 이루어질 수 있다.
상기 소성부(100)는 상기 제2관(112) 말단에 상기 제1가열수단(113)에 의해 열처리되어 상기 제2관을 통해 하강하는 물질을 수용하는 수집부(121); 및 수집된 물질을 이송하는 이송수단(115)를 포함할 수 있다.
상기 소성부(100)는 상기 제2관(112) 말단과 연통되어 상기 제2관을 하강하는 물질 외의 가스를 집진 처리하는 제1집진부(122)를 구비할 수 있다.
상기 제1집진부(122)는 백 필터(bag filter)를 구비하여 가스의 집진이 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 배터리 소성 처리장치(1000)에 있어서, 상기 가스 처리부(200)는 상기 소성부(100)로부터 발생하는 가스를 냉각 및 집진 처리한다.
상기 가스 처리부(200)는 도 1에 도시한 바와 같이 상기 소성부(100) 상부, 구체적으로 상기 제1관(111) 상부와 연통되어 소성부의 가스를 열처리하는 가스 열처리부(210); 상기 가스 열처리부로부터 연통되어 이송된 가스를 냉각하는 열교환부(220); 상기 열교환부로 냉각수를 순환시키는 냉각타워(230); 상기 열교환부를 거쳐 배출된 가스를 집진 처리하는 제2집진부(250);를 포함할 수 있다.
상기 가스 열처리부(210)는 구체적으로 상기 소성부 상부, 상기 제1관(111) 상부와 연통되어 소성부의 가스를 이송하는 제3관(211); 상기 제3관 일단에 구비되고 상기 가스의 이송방향으로 화염을 분사하는 제2가열수단(212)을 포함할 수 있다. 상기 제2가열수단을 통해 상기 이송가스를 700 ℃ 내지 900 ℃의 온도로 열처리할 수 있다. 상기의 온도 범위로 열처리함으로써 가스 내 고분자 성분이 완전 분해될 수 있도록 한다.
상기 제2가열수단(212)은 경유, 정제유, LNG, LPG, 재생유 등으로 이루어진 군 중 선택된 하나 이상을 연료로 하여 이를 분사하여 점화시키는 것이 바람직하며, 고분자의 열 분해 효율을 높일 수 있다.
상기 열교환부(220)는 상기 가스 열처리부(210)에서 배출된 가스와 열교환부 내부를 순환하는 냉각수와의 열교환이 이루어진다. 상기 열교환으로 인해 가스 온도는 150 ℃ 내지 250 ℃로 냉각될 수 있다.
상기 가스 처리부(210)는 상기 열교환부(220) 및 상기 제2집진부(250)와 연통되고, 상기 열교환부에서 배출된 가스를 분사수단을 통해 분사되도록 한 다음 상기 제2집진부로 배출하는 분사타워(240)를 포함할 수 있다. 상기 분사타워는 수분이 응결되지 않도록 100 ℃ 내지 150 ℃의 온도 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 냉각타워(230)는 상기 열교환기(220) 및 상기 소성부(100)에서 소성 처리되어 배출되는 말단에 냉각수를 공급 순환시키도록 할 수 있다. 구체적으로, 상기 소성부의 제2관(112) 말단에 냉각수를 공급하도록 하여, 상기 제2관에서 배출되는 물질의 온도를 70 ℃ 내지 100 ℃로 냉각시키도록 한다. 이에, 상기 제2관을 통해 배출되는 가스는 상기의 온도 범위로 냉각되어 상기 제1집진부(122)를 통해 용이하게 집진될 수 있고, 상기 제2관을 통해 배출되는 소성 처리된 물질은 이송수단(115)를 통해 수집될 수 있다.
상기 제2집진부(250)는 상기 열교환부(220)에서 열교환이 이루어진 가스를 백 필터(bag filter)를 통해 집진할 수 있다.
상기 가스 처리부(200)는 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 제2집진부(250)로부터 배출된 가스에 물을 분사시키는 물 분사수단을 구비하고, 물 분사 처리된 가스를 대기 중으로 배출하는 습식 스크러버(260);를 포함할 수 있다.
상기 습식 스크러버(260)는 상기 물 분사수단 하부에 다공성 필터를 구비할 수 있고, 상기 필터를 통과하는 가스와 물이 접촉하면서 집진이 이루어질 수 있으며, 상기 물은 별도 구비된 염기성 용액 탱크에 의해 pH가 5 내지 9로 조절될 수 있다. 구체적으로 상기 염기성 용액은 수산화나트륨 용액을 수 있고, 상기의 pH 범위에서 가스 내 유해성분의 제거가 용이하게 이루어질 수 있다.
상기 백 필터를 통해서는 먼지, 매연, 수은, 카드뮴, 구리, 납, 니켈 성분의 포집이 이루어질 수 있고, 상기 습식 스크러버(260)을 통해서는 황산화물(SOx), 암모니아, 염화수소, 탄화수소, 포름알데히드의 제거가 이루어질 수 있으며, 상기 제2가열수단(212)을 통해서는 일산화탄소 및 벤젠의 제거가 이루어질 수 있다.
즉, 본 발명의 일 양태에 따른 배터리 소성 처리장치는 폐 배터리를 폐쇄형 관(110)을 통해 이송과 동시에 소성 처리하고, 소성 처리된 물질을 수집하여 유가금속을 회수할 수 있도록 하며, 소성 시 발생하는 유해가스를 제1집진부(122), 제2집진부(250), 제2가열수단(212) 및 습식 스크러버(260) 등을 통해 분해, 집진 처리한 다음 대기 중으로 방출할 수 있도록 한다.
이하, 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1> 폐 배터리 소성 처리장치
지면과 5 ° 내지 15 ° 경사지어 전기자동차 폐 배터리가 이송되고, 일단에 경유, 정제유, LNG, LPG, 재생유 등으로 이루어진 군 중 선택된 하나 이상을 연료로 하여 배터리 이송방향 반대 방향으로 불꽃을 분사하며 600 ℃ 내지 800 ℃의 온도로 열처리하는 제1가열수단(113)이 구비된 제1관(111); 상기 제1관과 연통되고, 지면과 5 ° 내지 15 ° 경사지어 구비된 제2관(112); 상기 제2관의 외주면에 냉각수를 분사하는 냉각수 분사수단; 전기자동차 폐 배터리 호퍼; 상기 배터리 호퍼로부터 배터리를 공급받아 상기 소성부로 투입하는 컨베이어(114); 상기 제2관 말단에 처리되는 물질을 수집하는 수집부(121); 상기 수집부의 물질을 이송하는 이송수단(115); 및 상기 제2관 말단과 연통되어 상기 제2관으로부터 배출되는 가스를 집진 처리하는 백 필터가 구비된 제1집진부(122);를 포함하는 소성부(100)를 마련하였다.
상기 제1관(111) 상부와 연통되어 소성부(100)의 가스를 이송하는 제3관(211); 상기 제3관 일단에 구비되고 경유, 정제유, LNG, LPG, 재생유 등으로 이루어진 군 중 선택된 하나 이상을 연료로 하여 상기 가스의 이송방향으로 600 ℃ 내지 800 ℃의 온도로 불꽃을 분사하는 제2가열수단(212); 상기 제3관과 연통되어 제3관으로부터 배출된 가스를 냉각하는 열교환부(220); 상기 열교환부 및 상기 제2관(112) 말단에 냉각수를 공급 순환시키는 냉각타워(230); 상기 열교환부와 연통되어 열교환부에서 배출된 가스를 분사수단을 통해 분사 및 냉각되도록 하는 분사타워(240); 상기 분사타워와 연통되고 분사타워에서 배출된 가스를 집진 처리하는 백 필터가 구비된 제2집진부(250); 상기 제2집진부와 연통되어 상기 제2집진부로부터 배출된 가스에 물을 분사시키는 물 분사수단을 구비하고, 물 분사 처리된 가스를 대기 중으로 배출하는 습식 스크러버(260);를 포함하는 가스 처리부(200);를 마련하였다.
< 실험예 1> 대기오염물질 배출 농도 측정
상기 실시예 1에서 마련된 배터리 소성 처리장치를 이용하여, 전동공구 배터리, 원형 셀, 리튬폴리머 배터리 및 전기자동차 배터리의 소성 처리 후 최종적으로 배출되는 가스의 오염물질 농도를 측정하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
측정항목 전동공구 배터리 원형 셀 리튬폴리머 셀 전기자동차 셀
먼지(mg/Sm3) 11.9
황산화물(SOx)(ppm) 357
질소산화물(NOx)(ppm) 51
CO(ppm) 895
매연(도) 4도
암모니아(ppm) 56 37.27 155.92 42.19
염화수소(ppm) 2.83 24.3
탄화수소(ppm) 40.2
포름알데히드(ppm) 33.113 1.268 0.073
벤젠(ppm) 0.12
수은(mg/Sm3) 0.101
카드뮴(mg/Sm3) 1.524 0.153 0.091
구리(mg/Sm3) 0.87 0.08 1.21
납(mg/Sm3) 0.19
니켈(mg/Sm3) 1.838 0.22 3.632 0.113
표 1을 참조하면, 전기자동차 셀의 소성 처리 후 발생하여 집진된 가스의 경우, 대부분의 유해 성분은 배출허용 기준을 만족하는 것을 확인할 수 있었다. 모든 유형의 배터리 소성 처리에서, 이황화탄소, 황화수소, 불소화물, 시안화수소, 브롬, 스티렌, 페놀, 염화비닐, 비소, 크롬, 아연, 인, 망간, 디클로로로메탄 및 트리클로로에틸렌은 불검출되었다.
지금까지 본 발명의 일 양태에 따른 배터리 소성 처리장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 소성부
110 : 폐쇄형 관
111 : 제1관
112 : 제2관
113 : 제1가열수단
114 : 컨베이어
115 : 이송수단
121 : 수집부
122 : 제1집진부
200 : 가스 처리부
210 : 가스 열처리부
211 : 제3관
212 : 제2가열수단
220 : 열교환부
230 : 냉각타워
240 : 분사타워
250 : 제2집진부
260 : 습식 스크러버
1000 : 배터리 소성 처리장치

Claims (10)

  1. 전기자동차 폐 배터리가 폐쇄형 관을 통해 이송되며 소성되는 소성부;
    상기 소성부로부터 발생하는 가스를 냉각 및 집진 처리하는 가스 처리부;를 포함하고,
    상기 가스 처리부는 상기 소성부 상부와 연통되어 소성부의 가스의 열처리가 이루어지는 가스 열처리부; 상기 가스 열처리부로부터 연통되어 이송된 가스를 냉각하는 열교환부; 상기 열교환부로 냉각수를 순환시키는 냉각타워; 상기 열교환부에서 배출된 가스를 집진 처리하는 제2집진부;를 포함하고,
    상기 냉각타워는 상기 폐쇄형 관 말단에 냉각수를 공급하고, 순환시키는 것을 특징으로 하는, 배터리 소성 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소성부는,
    하강 경사지어 배터리가 이송되고, 일단에 제1가열수단이 구비된 제1관; 및
    상기 제1관과 연통되고, 하강 경사지어 구비된 제2관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 소성 처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1관 및 제2관은,
    지면과 5 ° 내지 30 °경사진 로터리 킬른(rotary kiln) 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 소성 처리장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1가열수단은,
    상기 배터리의 이송방향 또는 이송 반대 방향으로 화염을 분사하거나, 상기 폐쇄형 관 외주면에 구비되어 폐쇄형 관의 가열이 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 소성 처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    배터리 호퍼; 상기 배터리 호퍼로부터 배터리를 공급받아 상기 소성부로 투입하는 컨베이어;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 소성 처리장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가스 열처리부는,
    상기 소성부 상부와 연통되어 소성부의 가스를 이송하는 제3관; 상기 제3관 일단에 구비되고 상기 가스의 이송방향으로 화염을 분사하는 제2가열수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 소성 처리장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가스 처리부는,
    상기 열교환부 및 제2집진부와 연통되고, 상기 열교환부에서 배출된 가스를 분사수단을 통해 분사되도록 한 다음 상기 제2집진부로 배출하는 분사타워;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 소성 처리장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가스 처리부는,
    상기 제2집진부로부터 배출된 가스에 물을 분사시키는 물 분사수단을 구비하고, 물 분사 처리된 가스를 대기 중으로 배출하는 습식 스크러버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 소성 처리장치.
KR1020170121702A 2017-09-21 2017-09-21 배터리 소성 처리장치 KR101830312B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170121702A KR101830312B1 (ko) 2017-09-21 2017-09-21 배터리 소성 처리장치
US16/134,646 US11002483B2 (en) 2017-09-21 2018-09-18 Battery thermal treatment apparatus and method for battery thermal treatment
HUE18195855A HUE054045T2 (hu) 2017-09-21 2018-09-21 Akkumulátor hõkezelõ berendezés, és eljárás akkumulátor hõkezelésére
EP18195855.4A EP3460327B1 (en) 2017-09-21 2018-09-21 Battery thermal treatment apparatus and method for battery thermal treatment
PL18195855T PL3460327T3 (pl) 2017-09-21 2018-09-21 Aparat do obróbki cieplnej akumulatora i sposób obróbki cieplnej akumulatora
ES18195855T ES2863407T3 (es) 2017-09-21 2018-09-21 Aparato de tratamiento térmico de batería y método para el tratamiento térmico de batería

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170121702A KR101830312B1 (ko) 2017-09-21 2017-09-21 배터리 소성 처리장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101830312B1 true KR101830312B1 (ko) 2018-02-21

Family

ID=61525272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170121702A KR101830312B1 (ko) 2017-09-21 2017-09-21 배터리 소성 처리장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101830312B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102209517B1 (ko) * 2019-11-08 2021-01-28 안효수 자동차용 폐이차전지 재활용시스템 및 방법
KR20240088601A (ko) * 2022-12-13 2024-06-20 성일하이텍 주식회사 리튬이차전지 재활용 공정을 위한 전처리 방법
WO2024128714A1 (ko) * 2022-12-13 2024-06-20 성일하이텍 주식회사 리튬이차전지 재활용 공정을 위한 전처리 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001250594A (ja) * 2000-01-18 2001-09-14 Internatl Metals Reclamation Co Inc:The バッテリーを循環使用処理するための回転式熱酸化装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001250594A (ja) * 2000-01-18 2001-09-14 Internatl Metals Reclamation Co Inc:The バッテリーを循環使用処理するための回転式熱酸化装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102209517B1 (ko) * 2019-11-08 2021-01-28 안효수 자동차용 폐이차전지 재활용시스템 및 방법
KR20240088601A (ko) * 2022-12-13 2024-06-20 성일하이텍 주식회사 리튬이차전지 재활용 공정을 위한 전처리 방법
WO2024128714A1 (ko) * 2022-12-13 2024-06-20 성일하이텍 주식회사 리튬이차전지 재활용 공정을 위한 전처리 방법
KR102703136B1 (ko) * 2022-12-13 2024-09-05 성일하이텍 주식회사 리튬이차전지 재활용 공정을 위한 전처리 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3460327B1 (en) Battery thermal treatment apparatus and method for battery thermal treatment
KR101830312B1 (ko) 배터리 소성 처리장치
CN101466779B (zh) 废轮胎回收系统
KR101830309B1 (ko) 배터리 소성 및 소성가스 집진 처리방법
CN221150122U (zh) 一种锂电池正极片热解脱粉装置
KR101302482B1 (ko) 가연성 폐기물 처리장치
KR101167362B1 (ko) 소결 공정의 배가스를 이용한 활성탄 재생방법
CN116371142B (zh) 烟气低温吸附再生系统和吸附剂加热输送装置
CN212842863U (zh) 一种电池焙烧处理装置
KR101699057B1 (ko) 폐자원 전량 유용 에너지 전환시스템
CN112023653A (zh) 一种活性焦生产用尾气净化装置
CN112097512A (zh) 一种电池焙烧处理装置
CN216698489U (zh) 废旧三元动力电池处理系统
CN112002953A (zh) 一种电池焙烧及焙烧气体集尘处理方法
KR102146647B1 (ko) 열교환장치가 구비된 폐기물의 친환경 처리시스템
CN213873852U (zh) 一种烧结机烟气治理系统
US20230080243A1 (en) Method for processing waste using low-temperature plasma and device therefor
CN113483331A (zh) 一种绝氧式飞灰解毒系统及方法
KR20170009564A (ko) 급속 열분해를 이용한 멀티플 화장로 시스템
KR102618272B1 (ko) 친환경 가스처리 시스템
KR102131179B1 (ko) 열병합 발전이 가능한 집진기 일체형의 소각 시스템
CN106610023A (zh) 一种工业危险废弃物等离子熔融固化处理装置
CN207527617U (zh) 一种煤炭颗粒干燥处理装置
CN206339069U (zh) 一种废气处理装置
CN219511301U (zh) 一种回收窑炉尾气处理系统

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant