阅读说明：本技术 一种外加热气氛干燥热解装置 (External heating atmosphere drying pyrolysis device ) 是由 刘永清 王�义 郭伟强 易锡平 蒋德忠 李正强 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种外加热气氛干燥热解装置,包括：进料系统、用于热解并在转动时传输物料的热解干燥筒体、用于外加热热解干燥筒体的外加热装置、用于驱动热解干燥筒体转动的动力装置、出料系统、用于冷却热解干燥筒体热解后的物料的冷却系统、密封装置、气氛控制系统、收尘系统、电控系统及操作平台。在干燥热解筒体对物料进行热解时,启动气氛控制系统,气氛控制系统向热解干燥筒体内充入惰性气体,以稳定热解物料,得到所需的产品。由于在热解干燥筒体的进料端和出料系统的进料端均设置密封装置,使物料传递过程保证密封性,防止其他气体进入。利用气氛控制系统控制干燥热解筒体内的充入的气体可以实现气氛的可控性。(The invention discloses an external heating atmosphere drying pyrolysis device, which comprises: the device comprises a feeding system, a pyrolysis drying barrel body used for pyrolysis and conveying materials when rotating, an external heating device used for externally heating the pyrolysis drying barrel body, a power device used for driving the pyrolysis drying barrel body to rotate, a discharging system, a cooling system used for cooling the materials pyrolyzed by the pyrolysis drying barrel body, a sealing device, an atmosphere control system, a dust collecting system, an electric control system and an operation platform. When the drying pyrolysis cylinder pyrolyzes the material, the atmosphere control system is started, and the atmosphere control system fills inert gas into the pyrolysis drying cylinder to stabilize the pyrolysis material and obtain the required product. Because all set up sealing device at the feed end of pyrolysis drying barrel and discharge system's feed end, make material transfer process guarantee the leakproofness, prevent that other gas from getting into. The gas filled in the drying pyrolysis cylinder is controlled by the atmosphere control system, so that the controllability of the atmosphere can be realized.)

一种外加热气氛干燥热解装置

技术领域

本发明涉及材料制备炉窑技术领域，更具体地说，涉及一种外加热气氛干燥热解装置。

背景技术

废旧锂电池破碎后得到正负极电池粉和石墨精矿粉，正负极电池粉主要成分为镍钴锰锂氧化物、石墨以及碳酸酯和PVDF等有机物，石墨精矿粉主要成分为石墨；其中的石墨在温度超过400℃时在氧气氛下易氧化；正负极电池粉在氧浓度高的情况下，易燃烧放热，造成热解温度不可控，同时导致正负极粉料烧结，不利于后续浸出。故在热解或干燥上述两种物料时，必须在保护气氛下操作，以防止物料氧化。传统设备存在密封性能差，气氛不可控，物料处理得到的产品不稳定等缺点。

综上所述，如何提供一种密封性强、气氛可控的干燥热解装置，以得到稳定的产品，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种密封性强、气氛可控的外加热气氛干燥热解装置。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种外加热气氛干燥热解装置，包括：进料系统、用于热解并在转动时传输物料的热解干燥筒体、用于外加热所述热解干燥筒体的外加热装置、用于驱动所述热解干燥筒体转动的动力装置、出料系统、用于冷却所述热解干燥筒体热解后的物料的冷却系统、第一密封装置、第二密封装置、用于向所述热解干燥筒体中充入惰性气体的气氛控制系统、收尘系统、电控系统及操作平台；

所述进料系统连接于所述热解干燥筒体的进料端，所述外加热装置设置于所述热解干燥筒体的外部，所述出料系统设置于所述热解干燥筒体的出料端，所述冷却系统设置于所述热解干燥筒体的出料端与所述出料系统之间，所述第一密封装置设置于所述热解干燥筒体的进料端，所述第二密封装置设置于所述出料系统的进料端，所述气氛控制系统分别与所述热解干燥筒体和所述出料系统的内部气连通，所述收尘系统设置于所述进料系统的出料端和所述热解干燥装置的进料端之间，所述进料系统、收尘系统、所述动力装置、所述冷却系统、所述出料系统、所述气氛控制系统均与所述电控系统信号连接，所述进料系统、所述收尘系统、所述热解干燥筒体、所述出料系统及所述气氛控制系统均设置于所述操作平台上，所述热解干燥筒体的进料端高于所述热解干燥筒体的出料端。

优选的，所述热解干燥筒体包括筒体，所述筒体的内壁上设有用于翻抄物料的翻抄板，所述筒体的外周设有振打机构，所述筒体的外周设有若干挡水圈。

优选的，所述外加热装置包括外壳，所述外壳内壁上设有保温层，所述保温层的内侧设有硅碳棒，所述外壳的外部设有用于控制所述外壳内部温度的控温热电偶，所述控温热电偶与所述电控系统信号连接。

优选的，所述动力装置包括变频电机，所述变频电机的输出轴连接于减速机，所述减速机的输出轴上设有主动链轮，所述热解干燥筒体的外部设有从动链轮，所述主动链轮与所述从动链轮之间通过链条传动连接。

优选的，所述出料系统包括料筒，所述料筒的侧面设有与热解干燥筒体连接的进料口，所述料筒的底部设有出料端，所述料筒的出料端设有蝶阀，所述料筒的侧面设有用于连接所述气氛控制装置的出气管的进气管。

优选的，所述气氛控制系统包括气瓶，所述气瓶的出气管与所述料筒的进气管之间设有电磁阀。

优选的，所述冷却系统为水冷系统，所述水冷系统包括冷却水箱、水泵、套装于所述热解干燥筒体与所述出料系统之间的传输筒外部的水冷腔，所述水冷腔的顶部和侧部设有若干雾化喷嘴，所述水冷腔的底部设有出水嘴，所述水冷腔的内壁上设有衬板，所述水泵设置于所述冷却水箱外。

优选的，所述收尘系统包括沉降室、布袋收尘、喷淋塔、风机，所述沉降室设置于所述进料系统和所述热解干燥筒体之间，所述第一密封装置设置于所述沉降室与所述热解干燥筒体的进料端之间，所述布袋收尘连接于所述沉降室，所述喷淋塔连接于所述布袋收尘，所述风机连接于所述喷淋塔，所述风机还连接于烟囱。

优选的，所述第一密封装置包括第一耐高温密封圈和第一密封阀门，所述第二密封装置包括第二耐高温密封圈和第二密封阀门。

本发明提供的一种外加热气氛干燥热解装置，包括：进料系统、用于热解并在转动时传输物料的热解干燥筒体、用于外加热热解干燥筒体的外加热装置、用于驱动热解干燥筒体转动的动力装置、出料系统、用于冷却热解干燥筒体热解后的物料的冷却系统、密封装置、气氛控制系统、收尘系统、电控系统及操作平台；进料系统连接于热解干燥筒体的进料端，外加热装置设置于热解干燥筒体的外部，出料系统设置于热解干燥筒体的出料端，冷却系统设置于热解干燥筒体的出料端与出料系统之间，密封装置分别设置于热解干燥筒体的进料端和出料系统的进料端，气氛控制系统分别与热解干燥筒体和出料系统的内部气连通，收尘系统设置于进料系统的出料端和热解干燥装置的进料端之间，进料系统、收尘系统、动力装置、冷却系统、出料系统、气氛控制系统均与电控系统信号连接，进料系统、收尘系统、热解干燥筒体、出料系统及气氛控制系统均设置于操作平台上，热解干燥筒体的进料端高于热解干燥筒体的出料端。

通过操作电控系统，物料由进料系统进入，经过收尘系统的除尘后进入热解干燥筒体中，启动动力装置，动力装置带动热解干燥筒体转动，由于热解干燥筒体的进料端高于热解干燥筒体的出料端，在重力的作用下，物料会沿热解干燥筒体的进料端运动至出料端，启动外加热装置，利用热解干燥筒体的热传导将热量传递至热解干燥筒体内部对物料进行热解，热解后的物料由热解干燥筒体的出料端排出，启动冷却系统，对热解干燥筒体排出的物料进行冷却，冷却后进入出料系统排出。上述过程中，在干燥热解筒体对物料进行热解时，启动气氛控制系统，气氛控制系统向热解干燥筒体内充入惰性气体，以稳定热解物料，得到所需的产品。

由于在热解干燥筒体的进料端和出料系统的进料端均设置密封装置，使物料传递过程保证密封性，防止其他气体进入。利用气氛控制系统控制干燥热解筒体内的充入的气体可以实现气氛的可控性，相对于现有技术，本外加热气氛干燥热解装置热解物料后得到的产品纯度高、稳定性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的外加热气氛干燥热解装置的示意图；

图2为本发明所提供的热解干燥筒体外设置翻抄板和振打机构的示意图；

图3为本发明所提供的外加热装置的示意图；

图4为本发明所提供的动力装置的示意图；

图5为本发明所提供的出料系统的示意图；

图6为本发明所提供的气氛控制系统的示意图；

图7为本发明所提供的冷却水箱的示意图；

图8为本发明所提供的收尘系统的示意图。

图1-8中：

1-进料系统、2-一级沉降室、3-热解干燥筒体、4-外加热装置、5-动力装置、6-出料系统、7-冷却系统、8-操作平台、9-电控系统、10-料位计、11-热电偶、12-水冷腔、13-进气管、14-水泵、15-翻抄板、16-挡水圈、17-振打机构、18-保温层、19-硅碳棒、20-链轮防护罩、21-从动链轮、22-主动链轮、23-料筒、24-蝶阀、25-进气软管、26-电磁阀、27-气瓶、28-注水口、29-出水口、30-回水球阀、31-烟囱、32-风机、33-喷淋塔、34-管道、35-布袋收尘、36-二级沉降室。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种密封性强、气氛可控的外加热气氛干燥热解装置。

请参考图1-8，图1为本发明所提供的外加热气氛干燥热解装置的示意图；图2为本发明所提供的热解干燥筒体外设置翻抄板和振打机构的示意图；图3为本发明所提供的外加热装置的示意图；图4为本发明所提供的动力装置的示意图；图5为本发明所提供的出料系统的示意图；图6为本发明所提供的气氛控制系统的示意图；图7为本发明所提供的冷却水箱的示意图；图8为本发明所提供的收尘系统的示意图。

一种外加热气氛干燥热解装置，包括：进料系统1、用于热解并在转动时传输物料的热解干燥筒体3、用于外加热热解干燥筒体3的外加热装置4、用于驱动热解干燥筒体3转动的动力装置5、出料系统6、用于冷却热解干燥筒体3热解后的物料的冷却系统7、第一密封装置、第二密封装置、用于向热解干燥筒体3中充入惰性气体的气氛控制系统、收尘系统、电控系统9及操作平台8；

进料系统1连接于热解干燥筒体3的进料端，外加热装置4设置于热解干燥筒体3的外部，出料系统6设置于热解干燥筒体3的出料端，冷却系统7设置于热解干燥筒体3的出料端与出料系统6之间，第一密封装置设置于热解干燥筒体3的进料端，第二密封装置设置于出料系统6的进料端，气氛控制系统分别与热解干燥筒体3和出料系统6的内部气连通，收尘系统设置于进料系统1的出料端和热解干燥装置的进料端之间，进料系统1、收尘系统、动力装置5、冷却系统7、出料系统6、气氛控制系统均与电控系统9信号连接，进料系统1、收尘系统、热解干燥筒体3、出料系统6及气氛控制系统均设置于操作平台8上，热解干燥筒体3的进料端高于热解干燥筒体3的出料端。

需要说明的是，进料装置可以为真空进料系统1，的真空进料系统1由真空上料机、带料位计10的料仓、电动阀门、螺旋给料机等几部分构成，通过料位计10的信号反馈，控制好真空上料机的上料，然后再通过调节螺旋给料机给料速度，控制进料速度和进料量。真空上料可杜绝粉尘污染。

电控系统9包括PLC、电磁继电器、时间继电器、变频器、料位计10、热电偶11等，通过各传感器反馈的信息，PLC自动控制进料装置进料、外加热装置4加热、冷却系统7冷却冷却、气氛控制系统的进风量等。

热热解干燥筒体3可以设置一定倾角，便于物料传递。可以在操作平台8上设置炉体倾角调节系统，炉体倾角调节系统与电控系统9信号连接，炉体倾角调节系统可以将回转窑倾斜角度在3°～5°范围内调节。

操作平台8主要有一小平台(可调角度)与一大平台构成。小平台由22#槽钢构成，主要用来支撑热解干燥筒体3及附属系统。在尾部设一对铰链，可用液压千斤顶调整筒体倾斜角度，前部设有两吊耳，也可用行车调整角度。大平台用来支撑整个系统以及操作检修，主要有16#工字钢及16#槽钢构成。

通过操作电控系统9，物料由进料系统1进入，经过收尘系统的除尘后进入热解干燥筒体3中，启动动力装置5，动力装置5带动热解干燥筒体3转动，由于热解干燥筒体3的进料端高于热解干燥筒体3的出料端，在重力的作用下，物料会沿热解干燥筒体3的进料端运动至出料端，启动外加热装置4，利用热解干燥筒体3的热传导将热量传递至热解干燥筒体3内部对物料进行热解，热解后的物料由热解干燥筒体3的出料端排出，启动冷却系统7，对热解干燥筒体3排出的物料进行冷却，冷却后进入出料系统6排出。上述过程中，在干燥热解筒体对物料进行热解时，启动气氛控制系统，气氛控制系统向热解干燥筒体3内充入惰性气体，以稳定热解物料，得到所需的产品。

由于在热解干燥筒体3的进料端设有第一密封装置，在出料系统6的进料端均设置第二密封装置，使物料传递过程保证密封性，防止其他气体进入。利用气氛控制系统控制干燥热解筒体内的充入的气体可以实现气氛的可控性，相对于现有技术，本外加热气氛干燥热解装置热解物料后得到的产品纯度高、稳定性强。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，热解干燥筒体3包括筒体，筒体的内壁上设有用于翻抄物料的翻抄板15，筒体的外周设有振打机构17，筒体的外周设有若干挡水圈16。

需要说明的是，筒体采用316L材质离心铸造，筒体内壁设有抄板，翻动物料，增加换热面积。物料随着筒体转动向前移，抄板翻动物料，使物料接触面积增大，加速物料裂解和干燥。在筒体的外周设置振打机构17可以防止粉料因粘接堆积。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，外加热装置4包括外壳，外壳内壁上设有保温层18，保温层18的内侧设有硅碳棒19，外壳的外部设有用于控制外壳内部温度的控温热电偶11，控温热电偶11与电控系统9信号连接。

需要说明的是，外壳的形状为长方体形，外壳的上部设有可拆卸的上盖，可以拆下上盖将筒体安装于外壳内部后，再将上盖安装好。内壁上设有保温层18，可以减少热量的散失，提升热效率，硅碳棒19为电热元件，与控温热电偶11配套使用，可得到精确的恒定温度，又可根据生产工艺的需要按曲线自动调温。使用硅碳棒19加热既方便，又安全可靠。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，动力装置5包括变频电机，变频电机的输出轴连接于减速机，减速机的输出轴上设有主动链轮22，热解干燥筒体3的外部设有从动链轮21，主动链轮22与从动链轮21之间通过链条传动连接。

需要说明的是，在驱动热解干燥筒体3时，启动变频电机，变频电机输出动力经过减速机到达减速机输出轴上的主动链轮22，主动链轮22转动时可带动链条传动，链条传动可以带动从动链轮21转动，主动链轮22与从动链轮21处于同一平面内，且转动方向相同，从而实现驱动热解干燥筒体3转动。主动链轮22和从动链轮21的外部可以设置链轮防护罩20来进行防尘。本实施例通过链传动的驱动方式驱动热解干燥筒体3转动，该方式无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，出料系统6包括料筒23，料筒23的侧面设有与热解干燥筒体3连接的进料口，料筒23的底部设有出料端，料筒23的出料端设有蝶阀24，料筒23的侧面设有用于连接气氛控制装置的出气管的进气管13。

需要说明的是，料筒23上部为圆柱状，下部为倒圆锥状，设置料筒23时，将侧面的进料口连接于热解干燥筒体3，使料筒23的内部与热解干燥筒体3的内部连通，从而保证物料可以进入料筒23中，进入料筒23中的物料会在重力的作用下向下运动至底部的出料端，通过控制蝶阀24的开闭可以实现物料的排出或停止排出，气氛控制装置通过出气管连接于料筒23的进气管13，以向料筒23内及热解干燥筒体3内进惰性气体，以保护物料防止氧化。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，气氛控制系统包括气瓶27，气瓶27的出气管与料筒23的进气管13之间设有电磁阀26。气瓶27的出气管与料筒23的进气管13之间通过进气软管25连接，电磁阀26可控制气瓶27向料筒23内进气的时间和量，电磁阀26与电控系统9连接，电控系统9通过操控电磁阀26以操控料筒23和热解干燥筒体3内的进气量，可以实现自动进气和自动切断进气。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，冷却系统7为水冷系统，水冷系统包括冷却水箱、水泵14、套装于热解干燥筒体3与出料系统6之间的传输筒外部的水冷腔12，水冷腔12的顶部和侧部设有若干雾化喷嘴，水冷腔12的底部设有出水嘴，水冷腔12的内壁上设有衬板，水泵14设置于冷却水箱外。需要说明的是，冷却水箱用于储水，冷却水箱包括用于向内注水的注水口28、用于连接水泵的出水口29和用于连接出水嘴的回水口，回水口上设置回水球阀30，水冷腔12与冷却水箱之间通过泵水管和回水管连接，水泵14设置于冷却水箱和水冷腔12之间的泵水管上，泵水管的一端连接于水泵14的泵水口，另一端连接于若干雾化喷嘴，水泵14泵出的水直接经过雾化喷嘴喷在热解干燥筒体3的顶部和侧部，喷在热解干燥筒体3上的水会向下流动至水冷腔12的底部，由出水嘴排出，出水嘴通过回水管连接于冷却水箱，排出的水再次回到冷却水箱中，从而实现循环冷却。在水冷腔12的内壁上设置衬板可以防止水冷腔12生锈，增加水冷腔12的使用寿命。本实施例通过循环冷却的方式对热解后的物料进行冷却，冷却效果显著，并且可以节约用水。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，收尘系统包括沉降室、布袋收尘35、喷淋塔33、风机32，沉降室设置于进料系统1和热解干燥筒体3之间，第一密封装置设置于沉降室与热解干燥筒体3的进料端之间，布袋收尘35连接于沉降室，喷淋塔33连接于布袋收尘35，风机32连接于喷淋塔33，风机32还连接于烟囱31。需要说明的是，沉降室和布袋收尘35之间、布袋收尘35和喷淋塔33之间、喷淋塔33和风机32之间、风机32和烟囱31之间均通过管道34连接。沉降室包括一级沉降室2和二级沉降室36，沉降室是使含尘气流中的尘粒借助重力作用自然沉降，来达到净化气体的装置。驱动风机32后，气体由沉降室进入布袋收尘35，沉降室可以使排出的气体得到第一次净化，之后通过布袋收尘35进行第二次除尘，气体进入喷淋塔33后喷淋塔33内喷洒液体，粘连喷淋塔33内部气体中的杂质下降，进一步净化排出的气体，气体经过喷淋塔33后由烟囱31排出。本实施例可以净化排入大气中的气体，使排放达到标准。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第一密封装置包括第一耐高温密封圈和第一密封阀门，第二密封装置包括第二耐高温密封圈和第二密封阀门。

需要说明的是，第一耐高温密封圈和第一密封阀门可以实现热解干燥筒体3与沉降室的动态密封，第二耐高温密封圈和第二密封阀门可以保证热解干燥筒体3和出料系统6的动态密封，可阻止外部空气进入及热解干燥筒体3内部气氛外泄，保热解干燥筒体3内部的气氛。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的外加热气氛干燥热解装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。