[實用新型]一種單臥管式炭質中間體連續熱處理裝置

有效

• 申請號: 201420507865.2
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN204063910U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 杜輝玉;馬軍旗;劉軍強;李鵬
• 申請（專利權）人: 郴州杉杉新材料有限公司
• 主分類號: F27B9/02
• 分類號: F27B9/02;F27B9/20;F27B9/30;F27D9/00
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210
• 代理人: 劉熙

技術領域

本實用新型涉及一種單臥管式炭質中間體連續熱處理裝置，主要針對以粉體或小顆粒為主的炭質中間體物料進行連續熱處理，并且本裝置可以滿足物料被加熱時隔絕空氣和排除可燃性揮發份的要求，更具體地說，其主要應用領域為鋰離子電池負極材料中間體的炭化處理。

背景技術

在鋰離子電池用炭負極材料的工業生產中，經常要對炭質中間體的進行1000℃左右的熱處理，業內通常稱之為炭化處理，與之對應的設備稱為炭化爐。部分種類炭質中間體經過炭化處理后，可以直接作為負極產品進行使用或銷售。還有一部分炭質中間體需要最終進行石墨化處理，而石墨化處理屬于高能耗產業，隨石墨化排放的尾氣也會造成環境污染。在石墨化前對它們預先進行炭化會顯著提高材料振實密度，降低揮發分，從而提高石墨化爐單爐產量，大幅度降低石墨化生產成本，減輕環保壓力。

目前，對于以粉體或小顆粒為主的炭質中間體物料的熱處理裝置主要有兩類，推板道窯和井式爐。上述兩種熱處理裝置有其各自的優點但都存在相當多的明顯不足。

推板窯作為以粉體或小顆粒為主的炭質中間體物料的熱處理裝置，具有難以克服的多個缺點：1、加熱元件及坩堝的損耗很大，設備運轉維護費用大；?2、被熱處理炭質中間體物料為間接加熱，推板及坩堝的加熱屬于無效加熱，熱效率低，能耗大。3、大量惰性的保護氣體的使用，進一步提高了生產成本；4、人工對坩堝進行裝、出料作業，操作麻煩，多污染，增大了作業者勞動量且不利于作業者的健康；5、高揮發分物料產生的揮發分在高溫下會在推板窯的加熱元件上積碳，從而造成加熱元件頻繁損壞，因此推板窯無法對高揮發分物料進行處理。

井式爐作為以粉體或小顆粒為主的炭質中間體物料的熱處理裝置，其缺點也同樣是很明顯的：1、間歇操作，生產周期較長，無法實現大規模連續生產，單位設備產能低；?2、在每次生產過程中其加熱裝置對爐甄的加熱同樣屬于無效加熱，存在著較大的能源浪費，熱效率低下；3、爐甄反復急冷急熱，造成爐甄使用壽命普遍較低；4、由于爐甄多為深井形式，其作業過程麻煩且多粉塵彌漫，從而也存在作業者勞動量大和不利于作業者健康的情況。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于提供一種低能耗、低成本、操作簡單、最大程度降低污染、滿足物料在高溫時隔絕空氣及排放可燃性氣體的要求的單臥管式炭質中間體連續熱處理裝置，主要的應用領域為鋰離子電池負極材料中間體的炭化處理。

為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種單臥管式炭質中間體連續熱處理裝置，包括依次連接的進料系統、加熱段、冷卻段和出料系統；進料系統是一個底部帶漏斗口的錐形料倉和給料機；進料系統、加熱段、冷卻段和出料系統均通過傳感電路和測控系統相連接；加熱段為一兩端有封蓋封閉的長形筒體，長形筒體由耐高溫的導熱材料一體構成，其中一端上方有進料口，另端下方有出料口；在長形筒體的頂部還有與筒體內腔相通的一個或多個揮發成分排出口；這些揮發成分排出口通過管道接尾氣系統；在長形筒體進料口和出料口之間部分，水平地置于長筒加熱爐的爐膛中；長形筒體橫截面為左右對稱直邊，上下對稱半圓弧邊；在整段長形筒體的下半圓弧邊內全程置有一根第一螺旋桿，第一螺旋桿的最大外徑與長形筒體下半圓弧的弧面相匹配；第一螺旋桿傳動主軸從出料口一端的封蓋穿出，經水冷軸承、風冷翅片軸段，接第一減速驅動電機；上述冷卻段是一根兩端有封蓋封閉的金屬長圓筒體，水平安置；金屬長圓筒體外表有夾層水套；夾層水套上有進水口和回水口，進水口和回水口通過管道外接循環冷卻水系統；金屬長圓筒體一端上方有熟料進口，另端下方有一個或兩個互相靠近的熟料出口；金屬長圓筒體內全程置有一根第二螺旋桿，第二螺旋桿的最大外徑與金屬長圓筒體的內徑相匹配；第二螺旋桿傳動主軸是中空的，內通循環冷卻水；第二螺旋桿傳動主軸從熟料出口一端的封蓋穿出接第二減速驅動電機；上述出料系統是由接料拉缸和兩個密封接料罐組合而成；上述的進料系統、加熱段和冷卻段均分別安裝有維檢修平臺。

上述的依次連接是進料系統給料機通過鎖風閥連接加熱段的進料口，加熱段的出料口通過波紋管連接下方冷卻段的熟料進口；冷卻段的一個或兩個互相靠近的熟料出口通過接料拉缸連接密封接料罐。