基于热辐射资源化处理废锂电池的系统的制作方法

本技术涉及废旧电池回收，具体而言，涉及一种基于热辐射资源化处理废锂电池的系统，特别是针对铁酸磷锂废旧电池的资源化处理。

背景技术：

1、磷酸铁锂电池具有体积小、重量轻的特点，同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池的1/3，重量是铅酸电池的1/3，因此广泛应用在大型电动车辆、轻型电动车辆以及太阳能(或风能)发电的储能设备上。

2、1只铁酸磷锂电池循环寿命达3000次，超过3000次电池就会退役，并且近来年我国为了实现30碳达峰、60碳中和的目标，大力发展新能源产业，因此产生了大量的锂电池，其中铁酸磷锂电池占有比例为46.3％，当铁酸磷锂电池达到退役年限后，到时会产生大量废旧的铁酸磷锂电池。

3、废旧的铁酸磷锂电池中含有大量的铜、铝、锂、铁等金属，具有资源化回收价值，并且其中的电解液、正、负极材料都具有高品位的回收价值。目前对废旧锂电池处置之前均需要放电后再进行拆分破碎，若直接拆分会造成锂电池爆炸和引起火灾，并且此种回收方式也会使锂电池不能进行资源化最大程度的回收。

4、因此，市场上亟需一种性价比高、处理安全、资源化高的废锂电池处理系统。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种基于热辐射资源化处理废锂电池的系统，使废旧磷酸铁锂电池在处理时不需放电，使废旧锂电池中的所有材料都进行了资源化利用，且处理过程安全。

2、为实现本实用新型目的，采用的技术方案为：基于热辐射资源化处理废锂电池的系统，包括依次设置的热辐射处理单元、冷却拆分破碎分选单元、资源化回收单元；

3、热辐射处理单元包括热辐射反应器，热辐射反应器内沿输送方向依次设置有进料区、热解区和出料区；

4、冷却拆分破碎分选单元包括沿输送方向依次设置的隧道冷却窑、人工拆解单元、破碎机和浮选设备；

5、资源化回收单元包括沿输送方向依次设置磷酸铁锂分离槽、压滤机ⅰ、除铁槽、压滤机ⅱ、碳酸锂反应槽和压滤机ⅲ。

6、进一步的，所述热辐射反应器包括内部腔体和外部腔体，进料区、热解区和出料区均位于内部腔体内，外部腔体包裹在热解区外围。

7、进一步的，所述进料区、热解区和出料区内均设有传送带，三个传送带依次对接，且内部腔体两端、进料区与热解区之间、热解区与出料区之间均设置有液压切断阀。

8、进一步的，所述外部腔体内还设置有导流板，且内部腔体的内壁上还设有导流柱，导流柱位于热解区内。

9、进一步的，所述热辐射反应器还包括燃烧器，燃烧器的燃烧筒与外部腔体的热源进口连通。

10、进一步的，所述热辐射处理单元还包括冷凝器、油回收罐、脱酸塔、naf结晶器，冷凝器的进料口与热解区的出气口连接，冷凝器的出料口与油回收罐连接，且冷凝器的出气口与脱酸塔的进气口连接，脱酸塔的出液口与naf结晶器的进料口连接。

11、进一步的，所述naf结晶器的热源进口与外部腔体的热源出口连通。

12、进一步的，所述冷凝器为u型管式换热器、管板式换热器或浮头换热器。

13、进一步的，所述热辐射处理单元还包括naoh制备箱，naoh制备箱的出液口与脱酸塔内的喷淋结构连接。

14、进一步的，所述热辐射处理单元还包括气液分离器，且脱酸塔的出气口与气液分离器的进气口连接。

15、进一步的，所述隧道冷却窑包括内腔体和外腔体，外腔体包裹在内腔体外，且外腔体上设置有冷却介质进口和冷却介质出口。

16、进一步的，所述磷酸铁锂分离槽的进水口与冷却介质出口连接。

17、进一步的，所述除铁槽的进水口与冷凝器的换热介质出口连接。

18、进一步的，所述资源化回收单元还包括蒸发结晶器和干燥器，蒸发结晶器的进料口与压滤机ⅲ的液体出口连接，干燥器的进料口与压滤机ⅲ的固体出口连接，且干燥器的出气口还连接有烟气处理装置。

19、本实用新型的有益效果是：

20、1、将废旧锂电池中原有的电解质盐溶液放电、破碎、热解工艺路线转变为热解、放电后再拆解破碎，利用高温碳化电解质内粘结剂等有机物，减少了传统工艺中电解液在破碎过程中电解液析出，有效避免放电不完全易导致发生燃爆等现象，提高了生产效率，更易破碎的同时保证生产的安全性；同时，针对拆解后的正、负极材料采用不同化学处理工艺，提高产品的纯度，增加了效益。

21、2、通过对热解过程中产生的热解气进行处理，彻底将电解液的蒸发气无害化。

技术特征：

1.基于热辐射资源化处理废锂电池的系统，其特征在于，包括依次设置的热辐射处理单元、冷却拆分破碎分选单元、资源化回收单元；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热辐射反应器包括内部腔体(102)和外部腔体(103)，进料区(104)、热解区(105)和出料区(106)均位于内部腔体(102)内，外部腔体(103)包裹在热解区(105)外围。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述进料区(104)、热解区(105)和出料区(106)内均设有传送带(107)，三个传送带(107)依次对接，且内部腔体(102)两端、进料区(104)与热解区(105)之间、热解区(105)与出料区(106)之间均设置有液压切断阀(101)。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述外部腔体(103)内还设置有导流板，且内部腔体(102)的内壁上还设有导流柱，导流柱位于热解区(105)内。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述热辐射反应器还包括燃烧器(108)，燃烧器(108)的燃烧筒与外部腔体(103)的热源进口连通。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热辐射处理单元还包括冷凝器(2)、油回收罐(3)、脱酸塔(4)、naf结晶器(6)，冷凝器(2)的进料口与热解区(105)的出气口连接，冷凝器(2)的出料口与油回收罐(3)连接，且冷凝器(2)的出气口与脱酸塔(4)的进气口连接，脱酸塔(4)的出液口与naf结晶器(6)的进料口连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述naf结晶器(6)的热源进口与外部腔体(103)的热源出口连通。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述冷凝器(2)为u型管式换热器、管板式换热器或浮头换热器。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述热辐射处理单元还包括naoh制备箱(5)，naoh制备箱(5)的出液口与脱酸塔(4)内的喷淋结构连接。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述热辐射处理单元还包括气液分离器(7)，且脱酸塔(4)的出气口与气液分离器(7)的进气口连接。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述隧道冷却窑(8)包括内腔体和外腔体，外腔体包裹在内腔体外，且外腔体上设置有冷却介质进口和冷却介质出口。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述磷酸铁锂分离槽(12)的进水口与冷却介质出口连接。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述除铁槽(14)的进水口与冷凝器(2)的换热介质出口连接。

14.根据权利要求1至13中任意一项所述的系统，其特征在于，所述资源化回收单元还包括蒸发结晶器(18)和干燥器(17)，蒸发结晶器(18)的进料口与压滤机ⅲ(20)的液体出口连接，干燥器(17)的进料口与压滤机ⅲ(20)的固体出口连接，且干燥器(17)的出气口还连接有烟气处理装置(19)。

技术总结
本技术公开了一种基于热辐射资源化处理废锂电池的系统,涉及废旧电池回收技术领域，包括依次设置的热辐射处理单元、冷却拆分破碎分选单元、资源化回收单元；热辐射处理单元包括热辐射反应器，热辐射反应器内沿输送方向依次设置有进料区、热解区和出料区；冷却拆分破碎分选单元包括沿输送方向依次设置的隧道冷却窑、人工拆解单元、破碎机和浮选设备；资源化回收单元包括沿输送方向依次设置磷酸铁锂分离槽、压滤机Ⅰ、除铁槽、压滤机Ⅱ、碳酸锂反应槽和压滤机Ⅲ。本技术能使废旧磷酸铁锂电池在处理时不需放电，使废旧锂电池中的所有材料都进行了资源化利用，且处理过程安全。

技术研发人员：张贤彬,雷光玖
受保护的技术使用者：成都启川新能源科技有限公司
技术研发日：20221230
技术公布日：2024/1/12