[發明專利]連續裂解煅燒設備

在審

• 申請號: 202010562685.4
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111765470A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 杜茂松
• 申請（專利權）人: 自貢佳源爐業有限公司
• 主分類號: F23G5/027
• 分類號: F23G5/027;F23G5/14;F23G5/44;F23G5/46;F23J15/02;F23J15/04;H01M10/54
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 管高峰

本發明公開一種連續裂解煅燒設備，包括供料系統、熱裂解煅燒系統、冷卻系統、成品及收料系統和尾氣處理系統。本發明設備具備從物料的熱裂解、煅燒、冷卻、爐內氣氛、廢氣排放的全流程控制及處理能力。使回收物料中的有機物質大分子首先在少、無氧條件下裂解成基本小分子，轉化為“碳氫”類液、氣相物質，不產生二噁英，并在高溫下即時焚燒。與直接煅燒相比，減少了氣體的毒性，廢氣處理相對簡單、易實現達標排放，同時為熱裂解、煅燒補充熱源，解決了熱裂解設備能耗高的難題，實現了低能耗、高效處理連續化運行。解決了目前針對如廢鋰電池回收料等尚無有效處理手段的難題。極大的提高了回收價值，可廣泛用于其它屬性相同的固廢的處理。

技術領域

本發明涉及處理設備技術領域，尤其涉及一種連續裂解煅燒設備。

背景技術

傳統的干電池和鉛酸電池含汞、鎘、鉛等有毒重金屬，如果回收和處理不當會對環境造成巨大危害，相比之下，鋰離子電池被普遍認為是環保無污染的“綠色電池”，實際上鋰離子電池是由正負極片、粘結劑、電解液和隔膜等組成，通常主要使用鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰三元材料和磷酸亞鐵鋰等作為鋰離子電池的正極材料，以天然石墨和人造石墨作為負極活性物質，其中鋰離子電池中正負極材料、電解質溶液等物質對環境和人體健康仍有很大影響。因此，對廢舊鋰電池處理不當(包括填埋、焚燒、堆肥等處理方式)，電池里含有的鈷、鎳、鋰、錳等金屬以及無機、有機化合物必將對大氣、水、土壤造成嚴重的污染，此外廢舊鋰離子電池的電解質及其轉化產物，如LiPF₆、LiAsF₆、 LiCF₃SO₃、HF、P₂O₅等，溶劑及其分解和水解產物，如DME、甲醇、甲酸等有毒有害物質，可對人畜造成傷害，有甚者能致其死亡。

隨著2012年開始鋰離子電池在手機領域的全面投入使用以及近年來電動汽車的逐步推廣普及，預計伴隨第一批投入使用的鋰離子電池集中進入退役期，2018年鋰離子電池的回收處理和再利用有望迎來高峰，一方面系統化回收處理廢舊鋰離子電池材料能盡可能的避免造成重金屬污染或有機物污染，降低廢舊鋰離子電池不當處理給環境質量和人類健康造成的風險；另一方面通過對廢舊鋰電池進行回收，將鈷(Co)、鋰(Li)、鎳(Ni)、錳(Mn)、銅(Cu)等有價金屬及有用化學品進行提取進行循環再利用，是規避上游原材料稀缺和價格波動風險的有效途徑，具有顯著的經濟效益。按提取工藝分類，電池的回收方法主要可分為：干法回收、濕法回收和生物回收3大類技術，其中干法回收是指不通過溶液等媒介，直接實現材料或有價金屬的回收，主要使用的方法有物理分選法和高溫熱解法。高溫熱解法是指將經過物理破碎等初步分離處理的鋰電池材料，進行高溫熱裂解煅燒，使有機粘合劑，電解液、石墨碳等，在少無氧態下高溫裂解產生氣、液相物，再即時高溫焚燒，大副降低其毒害。然后再經降溫噴淋降解處理達標排放。該處理方法處理技術工藝簡單，操作方便，在高溫環境下反應速度快，效率高，分解充分徹底、余熱被有效利用，并且該方法對原料的篩選要求不嚴，比較適合對回收料或復雜成份的電池廢料進行處理。

目前專用于鋰離子電池回收料處理的煅燒裝置比較少，常規采用的內熱式回轉爐，其主要結構和處理原理在于：設備主體為一個滾筒、送料系統和排煙除塵系統布置在爐了的進料端，與滾筒前端相連，而燃燒系統則設置于爐子的出料端既滾筒的后端，原料自送料系統送入滾筒，在抄板或滾筒內壁作用下沿著滾筒自進料端往出料端移動，由低溫區進入高溫區，在滾筒內處理的物料沿著輸送方向是逐漸靠近爐子的高溫區，即爐體內的溫度梯度沿著出料方向逐漸升高至出爐處為最高溫度區，滾筒內氣流方向與物料進爐逆向。進爐物料在高溫區域前沿就開始分解，產生的有害氣體隨氣流從進料端帶出爐外。這種爐型的缺點在于：爐管內，出料端燃燒器火焰熱強度高，容易造成對有利用價值的料造成過燒，導致原料中待回收提取的貴重金屬和有用化學品大量損失，回收價值降低，同時料的出爐溫度很高，帶走大量熱量，能耗高；另一方面爐子結構形成的溫度梯度，導致物料在低溫區釋放的大量液氣相物不能進入高溫區域進一步被焚化降低毒性，隨煙氣帶出爐外，給后續處理造成很大的難度，導致外排煙氣難以達到排放標準，無法達到綠色排放的環評要求。