[實用新型]一種帶壓縮空氣制氮系統的氫化還原爐

有效

• 申請號: 201920236293.1
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN209923402U
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 張家順
• 申請（專利權）人: 湖南五創循環科技有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;H01M10/54;C01B21/04
• 代理公司: 43213 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 錢朝輝

本實用新型公開了一種帶壓縮空氣制氮系統的氫化還原爐，包括送料機構、加熱還原機構和出料機構，所述送料機構的輸出端與加熱還原機構的輸入端連接，所述加熱還原機構的輸出端與出料機構的輸入端連接，所述加熱還原機構上連接有氫氣管，所述出料機構上連接有氮氣管和用于加熱還原機構的出料冷卻的冷卻系統。本實用新型中的氫化還原爐主要包括送料機構、加熱還原機構與出料機構，結構簡單，組成部件少，并且可實現氫化爐中的高效氫化還原，有利于促進鋰離子電池正極材料的高效回收。

技術領域

本實用新型屬于鋰離子電池回收領域，尤其涉及一種用于鋰離子電池正極材料還原的氫化還原爐。

背景技術

鋰離子電池自商業化以來，由于其能量密度高，工作電壓高，無記憶效應，循環壽命長被廣泛用作各種移動設備的電源。鋰離子電池的結構由正極和負極等主要部分組成，正極一般是正極活性物質、乙炔黑、粘結劑均勻混合涂布在鋁箔集流體上。在鋰離子電池體系中，正極材料的成本約占電池總成本的30-40％，因此如果需要將鋰電池正極材料進行回收利用，以節約成本和保護環境。

中國專利文獻CN104577248A中公開了一種鋰離子正極材料回收方法，該方法先將鋰正極材料經前處理得到鈷酸鋰粉末，再將鈷酸鋰粉末經氫化處理、水解除鋰、固液分離即可實現鋰與鈷的分離，并實現鋰與鈷的高效回收。該回收方法中，氫化過程中所用到的裝置結構復雜，能源利用率不高，能耗較大，不符合可持續發展的要求。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種結構簡單、能源利用率高、可高效氫化鋰離子正極材料的氫化還原爐。為解決上述技術問題，本實用新型提出的技術方案為：

一種帶壓縮空氣制氮系統的氫化還原爐，包括送料機構、加熱還原機構和出料機構，所述送料機構的輸出端與加熱還原機構的輸入端連接，所述加熱還原機構的輸出端與出料機構的輸入端連接，所述加熱還原機構上連接有氫氣管，所述出料機構上連接有氮氣管和用于加熱還原機構的出料冷卻的冷卻系統；

所述氮氣管上連接有壓縮空氣制氮系統，所述壓縮空氣制氮系統包括空氣壓縮機、第一空氣儲罐、凍干機、活性炭過濾器、第二空氣儲罐、吸附塔與氮氣儲罐；所述空氣壓縮機通過第一管路與第一空氣儲罐連接，所述第一空氣儲罐通過第二管路與凍干機連接，所述凍干機通過第三管路與活性炭過濾器連接，所述活性炭過濾器通過第四管路與第二空氣儲罐連接，所述第二空氣儲罐通過第五管路與吸附塔連接，所述吸附塔通過第六管路與氮氣儲罐連接，所述氮氣儲罐通過第七管路與氮氣管連接；所述第二管路、第三管路、第四管路上設有過濾器。

上述氫化還原爐中，優選的，所述氫化還原爐還包括用于控制加熱還原機構內腔溫度的溫度控制系統、用于控制加熱還原機構內腔氫氣濃度的氫氣流量控制系統和用于控制出料機構中氮氣濃度的氮氣流量控制系統。

上述氫化還原爐中，優選的，所述溫度控制系統包括設于加熱還原機構內腔的自動溫度感應器和用于依據自動溫度感應器的反饋數據控制加熱還原機構內腔溫度的溫控系統。在還原鋰離子電池正極材料時，還原溫度的控制是很重要的參數，上述溫度控制系統可以方便的控制加熱還原機構內腔的溫度，以精確控制待加工物料的加熱還原溫度，達到氫化還原的效果。

上述氫化還原爐中，優選的，所述氫氣流量控制系統包括設于加熱還原機構內腔的氫氣濃度感應器與設有氫氣管上的、用于依據氫氣濃度感應器的反饋數據控制進入加熱還原機構內腔氫氣流量的氫氣自動控制閥門。加熱還原機構內腔的氫氣濃度需要得到合理的控制，上述氫氣流量控制系統可以實現加熱還原機構內腔氫氣濃度的控制。

上述氫化還原爐中，優選的，所述氮氣流量控制系統包括設于出料機構內腔的氮氣濃度感應器與設有氮氣管上的、用于依據氮氣濃度感應器的反饋數據控制進入加熱還原機構內腔氮氣流量的氮氣自動控制閥門。出料機構中的通入氮氣是為了防止空氣與加熱還原爐中的氫氣混合，防止爆炸，氮氣的濃度一般控制為爆炸極限以外即可。