[發明專利]石墨負極材料高溫熱處理防爆裝置及方法

在審

• 申請號: 201710646949.2
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107421345A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 王杰;孫毅;申君來;楊正宏
• 申請（專利權）人: 河南易成新能源股份有限公司
• 主分類號: F27D21/00
• 分類號: F27D21/00;H01M10/0525;H01M4/583
• 代理公司: 河南科技通律師事務所41123
• 代理人: 樊羿,靳錦

技術領域

本發明涉及一種石墨負極材料高溫熱處理防爆裝置及方法，屬于石墨負極材料的生產技術領域。

背景技術

鋰離子二次電池目前主要用石墨微粉作為其導電負極的負極材料，其粒度通常介于3μm～30μm。石墨負極材料在生產的過程中常常需要將原料在高溫情況下進行熱處理，使其發生化學反應，進而使負極材料的內部構造產生變化。高溫熱處理通常在熱處理爐中進行。

石墨負極材料在高溫熱處理時，隨著溫度的變化和反應的進行，爐內產生大量的熱量，導致爐內壓力也會相應產生變化，并且這種變化是非線性的變化，非常復雜，它隨著熱處理工藝的進程而增大或減少。

不斷變化的爐內壓力對生產造成極大的安全隱患，導致熱處理爐易于發生爆炸安全事故，對生產的正常進行造成嚴重影響，同時對生產操作人員造成極大的傷害。

發明內容

本發明的目的是提供一種石墨負極材料高溫熱處理防爆裝置及方法，以解決現有技術中熱處理爐容易發生爆炸安全事故的問題。

為解決上述技術問題，本發明所采用的具體方案是：

設計一種石墨負極材料高溫熱處理防爆裝置，安裝在熱處理爐中，按泄壓順序依次包括爐尾卸壓機構、爐底抬水封機構、爐頂放散機構、霧化噴淋降溫機構和升降式爐門；所述熱處理爐后壁的中部設有煙道，頂部設有放散管；在煙道上安裝所述爐尾泄壓機構，所述路尾泄壓機構包括安裝于所述煙道上煙道控制閥，和安裝于所述熱處理爐內、監控爐內壓力的至少兩個壓力變送器；所述爐底抬水封機構包括爐底兩側及尾部分別安裝的抬升機以及抬升機頂部安裝的儲水槽，爐體兩側壁及尾部底部固定聯接有擋板、儲水槽內的安裝有液位控制儀，儲水槽上方安裝有補水閥及補水回路；所述爐頂放散機構包括在放散管上由下至上依次安裝的壓力控制器和放散閥；所述爐頂噴淋機構包括頂液壓推桿，所述液壓推桿穿過爐頂安裝噴桿，在所述噴桿末端聯接的霧化噴頭、爐頂固定安裝的噴淋球閥噴桿內通冷卻水噴淋管路，所述噴桿上安裝有控制球閥，所述霧化噴頭孔徑為0.1～0.5mm。

所述煙道控制閥為擋板閥，所述擋板由耐火材料制成，其內部設有中空結構的金屬為骨架，所述金屬骨架由304不銹鋼制成，所述中空結構連通冷卻水。

所述升降式爐門包括爐門和帶動爐門移動的爐門起升機。所述爐尾煙道內壁設有硅基耐火澆注料。在所述液壓推桿兩端設有行程開關。所述爐底抬水封機構中的抬升機為曲柄連桿升降機構，抬升機連接的的驅動元件為電機驅動。

一種石墨負極材料高溫熱處理中防爆方法，使用上述的石墨負極材料高溫熱處理防爆裝置，包括如下步驟：

（１）安裝檢測元件：在熱處理爐的爐尾設置煙道控制閥，在熱處理爐的爐底設置起泄壓作用的水封機構，在熱處理爐的爐頂設置放散閥；

（２）爐尾煙道卸壓：當壓力變送器一監測到爐內壓力超過50pa的時候，打開爐尾煙道進口處安裝的煙道控制閥進行卸壓，并通過煙道控制閥的開度，控制卸壓的大小；

（３）爐底水槽水封卸壓：當步驟（２）中煙道控制閥開度打開到最大，爐內壓力仍然大于50pa并繼續升高到100pa時，爐內壓力超過爐底水封槽的水封壓力，則自動通過兩側及尾部爐底的水封槽對爐內壓力進行卸壓，以降低高溫熱處理時爐內的壓力；

（４）爐頂放散卸壓：經過上述步驟后，若爐內壓力仍然繼續升高，當升高至400pa達到爐頂壓力控制器設定壓力值時，爐頂放散管安裝的放散閥自動打開，進行卸壓；在壓力控制器和放散閥前端安裝手動控制球閥目的是熱處理爐正常工作時，若放散管上安裝的壓力控制器或放散閥出現故障，可采用手動關閉手動控制球閥，再對壓力控制器或放散閥進行維修或更換處理，保證熱處理爐工作的正常進行；

（５）爐頂霧化噴淋降溫：經過步驟（4），若爐內壓力仍然高于500pa，則打開爐頂噴淋球閥，然后液壓推桿驅動噴桿及噴頭進入爐內，再啟動噴桿上的控制閥，對爐內進行霧化噴淋處理，通過外界霧化噴淋水來強制降低爐內的溫度和壓力；

（６）爐門升降卸壓：若經過上述所有步驟，爐內壓力仍然繼續升高，當壓力變送器二監測到爐內壓力升高至700pa時，通過開啟爐門進行卸壓，啟動爐門起升機，將爐門升至半開位置，若爐內壓力繼續升高，當升高至800pa時，再將爐門升至全開位置。

本發明的有益技術效果在于：