利用液氮汽化冷却物料循环降耗的冷却设备的制作方法

本发明涉及锂离子电池正极材料加工领域，具体为一种利用液氮汽化冷却物料循环降耗的冷却设备。

背景技术：

锂离子电池正极材料在生产过程中需要对物料在窑炉中进行高温焙烧，焙烧后的物料装在匣钵中，经传输辊道送入窑炉冷却段进行冷却。现有的物料冷却方式主要有水冷和风冷两种方式，其中水冷需要在冷却设备外的夹套内储水，有漏水的风险且需要配套单独的水循环系统，比较复杂；而风冷有两种方式，①直接利用风机鼓风去给物料降温，这种方法容易引入异物，需要对进风进行过滤并定期维护清理；②夹套内鼓风，这种方法冷却效率较低。无论采用哪种方式，在冷却过程中均需额外耗能。另外某些锂电正极材料在冷却过程中，为了防止待冷却物料接触空气，需要对其进行氮气保护。而氮气的储存和运输均是以液氮的形式进行的，使用前，需将液氮通过汽化器汽化成氮气，汽化过程中需要吸收大量的热。汽化器独立于冷却设备，造成能耗浪费。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用液氮汽化冷却物料循环降耗的冷却设备，其利用液氮汽化的吸热过程为待冷却物料降温，不需其它降温介质，有效降低能耗，并同时实现对物料的氮气保护。

为此，本发明的技术方案如下：

一种利用液氮汽化冷却物料循环降耗的冷却设备，设置于窑炉输出侧或者窑炉输出侧或窑炉焙烧段输出侧；包括冷却腔体、汽化器、气室和传输辊道；

所述传输辊道贯穿所述冷却腔体，用于运送待冷却物料，所述冷却腔体在所述传输辊道进、出处均设置有密封闸门，实现冷却腔体内部的密封；

所述汽化器设置于所述冷却腔体的内部，位于其上侧和/或下侧，所述汽化器的进口设置在冷却腔体的前端(以物料进入冷却腔体侧为前，以物料出冷却腔体侧为后端)，所述汽化器的出口设置于所述冷却腔体的尾端；所述汽化器的进口与液氮储罐相连；

所述气室相邻设置于所述冷却腔体的上侧和/或下侧，与所述汽化器的出口通过管道连接；所述气室与所述冷却腔体的前端相通；

所述冷却腔体的尾端设置有带着有调压阀的排气口。

进一步，所述汽化器的管道为设置于同一平面上的蛇形管、双层或三层蛇形管。

进一步，所述冷却腔体的单侧设置有夹套，在夹套内通过循环水或冷风，进行常规冷却。

进一步，所述传输辊道为窑炉的传输辊道的延长。

进一步，在冷却腔体前端，所述气室的长度大于所述汽化器的长度，气室与冷却腔体相连，在连接处设置有多个气孔，实现气室与冷却腔体相通。

该利用液氮汽化冷却物料循环降耗的冷却设备，将液氮的汽化器设计到冷却设备内部，在冷却腔体内侧设置汽化盘管，利用液氮汽化会吸收大量热给冷却腔体内的物料降温。而液氮汽化后产生的氮气进入气室内，从后到前的流动，又一次吸收腔体内的余热，氮气从气室前端的气孔均匀送入冷却腔体前端，对其中的物料进行氮气保护，冷却腔体尾端的排气口可排出多余的氮气，保持腔体内压力稳定，同时还能保证冷却腔体内各处的氮气气氛均匀分布。

附图说明

图1为本发明提供的利用液氮汽化冷却物料循环降耗的冷却设备的结构示意图；

图2为图1去掉气室后的俯视示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行详细描述。

如图1、2所示，一种利用液氮汽化冷却物料循环降耗的冷却设备，设置于窑炉输出侧或窑炉焙烧段输出侧；包括冷却腔体1、汽化器2、气室3和传输辊道4；传输辊道4贯穿冷却腔体1，用于运送待冷却物料，冷却腔体1在传输辊道4进、出处均设置有密封闸门，实现冷却腔体内部的密封；汽化器2设置于冷却腔体1的内部，位于其上侧和/或下侧，汽化器2的进口设置在冷却腔体1的前端(以物料进入冷却腔体侧为前，以物料出冷却腔体侧为后端)，汽化器2的出口设置于冷却腔体1的尾端；汽化器2的进口与液氮储罐相连；气室3相邻设置于冷却腔体1的上侧和/或下侧，与汽化器2的出口通过管道连接；气室3与冷却腔体1的前端相通；具体来说，冷却腔体1的前端，气室3的长度大于汽化器2的长度，气室3与冷却腔体1相连，在连接处设置有多个气孔6，实现气室3与冷却腔体1相通。冷却腔体1的尾端设置有带着有调压阀的排气口5。

实施时，汽化器2的管道为设置于同一平面上的蛇形管、双层或三层蛇形管。传输辊道4为窑炉的传输辊道的延长，或者可与窑炉的传输辊道相通即可。

在实施时，还可在冷却腔体1的单侧设置夹套，在夹套内通循环水或冷风，进行常规冷却。虽然也会产生部分能耗，但是相较现有技术，至少可减少50％的能耗。

使用时，高温物料(即待降温物料)装在匣钵7中放在传输辊道4上，进入密封的冷却腔体1，外部氮气储罐中的液氮进入汽化器2进口，在汽化器中进行汽化，吸收大量热能，令冷却腔体1内部迅速降温，冷却物料；汽化后的氮气通过汽化器2与气室3之间的管道进入气室3；从后到前，再次吸收冷却腔体内的热量；然后氮气通过气孔6均匀进入冷却腔体1内部，使腔体内氮气浓度达到指定要求，对物料起到保护作用；位于冷却腔体末端的排气口5可调整排气量来控制冷却腔体内部的气压；冷却后的物料经传输辊道4运送出冷却腔体1。

该设备充分利用了液氮汽化时需要吸收大量热的原理，使物料降温，汽化后的氮气同时用于保护物料，保证产品质量，冷却效率高且节能环保。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种利用液氮汽化冷却物料循环降耗的冷却设备，设置于窑炉输出侧或窑炉焙烧段的输出侧；包括冷却腔体、汽化器、气室和传输辊道；传输辊道贯穿冷却腔体，用于运送待冷却物料，冷却腔体在传输辊道进、出处均设置有密封闸门；汽化器设置于冷却腔体的内部，位于其上侧和/或下侧，汽化器的进口设置在冷却腔体的前端，出口设置于冷却腔体的尾端；汽化器的进口与液氮储罐相连；气室相邻设置于冷却腔体的上侧和/或下侧，与汽化器的出口通过管道连接；气室与冷却腔体的前端相通；冷却腔体的尾端设置有带着有调压阀的排气口。该冷却设备利用液氮汽化的吸热过程为待冷却物料降温，不需其它降温介质，有效降低能耗。

技术研发人员：吕超;徐宁;吴孟涛
受保护的技术使用者：天津巴莫科技股份有限公司
技术研发日：2017.07.05
技术公布日：2017.09.15