本发明涉及锂电池回收,具体涉及一种带电锂电池的破碎回收系统和方法。
背景技术:
1、随着锂电池的广泛应用,废旧锂电池的产出量也逐渐增加。废旧锂电池中包含有价金属、有机物等大量有回收利用价值的成分,因此如何安全且科学的回收废旧锂电池中的各种成分、提高废旧锂电池的资源利用率是一项重要的课题。
2、现有技术中,对具有外壳的废旧锂电池进行整体回收的主流工艺为将废旧锂电池破碎后进行高温处理,使有机成分和杂质裂解气化,然后将剩余固体进行分选(常用分选工艺包括磁选、振动筛筛分、比重分选等),将破碎的废旧锂电池颗粒分选为较高纯度的铁粒和铁粉、含锂黑粉、铝粒、铜粒等产品,然后对几类不同的产品分别进行回收利用。
3、然而,废旧锂电池经常存有一定电量,若使用现有锂电池回收系统对这些带电锂电池直接进行破碎,则很容易在破碎过程中发生爆燃,产生巨大的安全隐患,因此现有工艺一般需要对这些带电锂电池进行放电处理后再进行破碎和后续处理,而实际应用中带电锂电池的种类繁多、存电量也各有不同,进行放电处理的耗时长、操作复杂,进而导致回收效率低;而对带电锂电池进行放电处理后仍然难以保证其完全不带电,破碎和后续处理过程中仍然存在爆燃的安全隐患。
技术实现思路
1、针对现有带电锂电池的回收工艺需要先进行放电处理,回收效率低,回收过程中存在安全隐患的技术问题,本发明提供一种带电锂电池的破碎回收系统和破碎回收方法,可以保证带电锂电池始终在含氧量极低的环境中进行破碎和高温裂解,无需对锂电池进行放电即可直接带电破碎,简化了电池处理的步骤;系统可不间断运行,且无需额外对物料进行转运,带电锂电池回收过程中的安全性强、回收效率高,同时可避免产生污染,改善车间环境。
2、第一方面,本发明提供一种带电锂电池的破碎回收系统,包括依次连接的进料装置、粉碎模块、裂解模块、分选模块;
3、粉碎模块包括料仓,料仓顶部设置有可开合的盖板,料仓依次与第一粉碎机和第二粉碎机密闭连接,第一粉碎机上设置有第一进气口、第二粉碎机上设置有第二进气口,第一进气口和第二进气口分别与氮气管道连接,料仓上设置有第一出气口,第一出气口与第一尾气管道连接;
4、裂解模块包括内部设置有无氧裂解仓的加热炉,加热炉与燃气管道连接,加热炉上设置第二出气口,第二出气口与第二尾气管道连接;无氧裂解仓与第二粉碎机密闭连接,无氧裂解仓上设置有第三进气口和第三出气口,第三进气口与氮气管道连接,第三出气口与第三尾气管道连接;
5、分选模块包括磁选装置,磁选装置分别与磁体料斗和筛分装置连接,筛分装置上设置有粉料出料口和颗粒出料口,颗粒出料口与分选装置连接,筛分装置选自振动筛、滚筒筛。
6、进一步的,进料装置为带式输送机。
7、进一步的,第二粉碎机依次与第一螺旋送料器、第一斗式提升机和无氧裂解仓密闭连接;无氧裂解仓依次与第二螺旋送料器、第二斗式提升机和磁选装置连接。
8、进一步的,无氧裂解仓倾斜设置于加热炉中,无氧裂解仓较高的一端为进料端,进料端与第二粉碎机连接,可使无氧裂解仓中的物料在重力作用下从较高的一端自发滑动至较低的一端,提高物料的输送效率。
9、进一步的,第一尾气管道、第三尾气管道均与加热炉连接,可将第一尾气管道和第三尾气管道中含有可燃气体的尾气输送至加热炉中作为燃料使用,提高尾气的资源利用率。
10、进一步的,第二尾气管道依次与第一换热装置、第二换热装置、尾气处理装置连接,第一换热装置与第三尾气管道连接,第二换热装置与第一尾气管道连接,可在第一换热装置中使用第二尾气管道中的尾气对第三尾气管道中的尾气预热,在第二换热装置中使用第二尾气管道中的燃气尾气对第一尾气管道中的尾气进行预热,减少能耗。
11、进一步的,第一尾气管道、第二尾气管道和第三尾气管道中均设置有负压引风机。
12、进一步的,分选装置选自风选装置、比重分选机、色选机。
13、第二方面,本发明提供一种使用上述破碎回收系统进行带电锂电池破碎回收的方法,步骤包括:
14、(1)进料粉碎,使用进料装置将带电锂电池输送进料仓中,带电锂电池依次被第一粉碎机和第二粉碎机粉碎,得到锂电池颗粒;粉碎过程中氮气管道通过第一进气口和第二进气口分别向第一粉碎机和第二粉碎机中输送氮气,使第一粉碎机和第二粉碎机中维持氮气气氛;带电锂电池破碎过程中产生的尾气和氮气混合后通过第一出气口进入第一尾气管道;
15、(2)无氧裂解,燃气管道向加热炉中输送燃气,点燃加热炉中的燃气对无氧裂解仓进行间接加热,燃气燃烧产生的烟气进入第二尾气管道中;将锂电池颗粒送入无氧裂解仓中,锂电池颗粒在高温下无氧裂解,得到裂解物料,过程中氮气管道通过第三进气口向无氧裂解仓中输送氮气,使无氧裂解仓中维持氮气气氛;锂电池颗粒无氧裂解产生的裂解气和氮气混合后通过第三出气口进入第三尾气管道中;
16、(3)物料分选,将裂解物料输送至磁选装置,磁选分离铁和其他物料,铁进入磁体料斗;其他物料进入振动筛分离黑粉,最后进入分选装置,分离为铝粒和铜粒。
17、进一步的,步骤(2)加热炉中燃气的燃烧温度为400-650℃;进入第三尾气管道的裂解气温度为250-350℃。
18、本发明的有益效果在于:
19、1. 本发明提供的带电锂电池的破碎回收系统,料仓、第一粉碎机、第二粉碎机、无氧裂解仓依次密闭连接,第一粉碎机、第二粉碎机和无氧裂解仓均与氮气管道连接,可通过氮气管道向第一粉碎机、第二粉碎机和无氧裂解仓中输送氮气,维持氮气气氛;料仓和无氧裂解仓分别与第一尾气管道和第三尾气管道连接,带电锂电池破碎过程中产生的可燃气体可通过第一尾气管道排出、锂电池颗粒无氧裂解产生的裂解气可通过第三尾气管道排出,可以保证带电锂电池始终在含氧量极低的环境中进行破碎和高温裂解,避免发生爆燃,因此无需对锂电池进行放电即可直接带电破碎,简化了电池处理的步骤,带电锂电池回收过程中的安全性强、回收效率高。
20、2. 本发明可实现带电锂电池的连续进料、破碎、无氧裂解和分选,无需等待上一批次处理结束后再进行下一批次的处理,可不间断运行,进一步提升工作效率。
21、3.本发明在带电锂电池的回收过程中无需额外对物料进行转运,特别是破碎和无氧裂解过程中物料不会暴露在外界环境中,进一步提高带电锂电池回收的安全性,同时可避免对外界环境产生污染,改善车间环境。
1.一种带电锂电池的破碎回收系统,其特征在于,包括依次连接的进料装置、粉碎模块、裂解模块、分选模块;
2.如权利要求1所述的破碎回收系统,其特征在于,进料装置为带式输送机。
3.如权利要求1所述的破碎回收系统,其特征在于,第二粉碎机依次与第一螺旋送料器、第一斗式提升机和无氧裂解仓密闭连接;无氧裂解仓依次与第二螺旋送料器、第二斗式提升机和磁选装置连接。
4.如权利要求1所述的破碎回收系统,其特征在于,无氧裂解仓倾斜设置于加热炉中,无氧裂解仓较高的一端为进料端,进料端与第二粉碎机连接。
5.如权利要求1所述的破碎回收系统,其特征在于,第一尾气管道、第三尾气管道均与加热炉连接。
6.如权利要求5所述的破碎回收系统,其特征在于,第二尾气管道依次与第一换热装置、第二换热装置、尾气处理装置连接,第一换热装置与第三尾气管道连接,第二换热装置与第一尾气管道连接。
7.如权利要求1所述的破碎回收系统,其特征在于,第一尾气管道、第二尾气管道和第三尾气管道中均设置有负压引风机。
8.如权利要求1所述的破碎回收系统,其特征在于,分选装置选自风选装置、比重分选机、色选机。
9.一种使用如权利要求1所述的破碎回收系统进行带电锂电池破碎回收的方法,其特征在于,步骤包括:
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,步骤(2)加热炉中燃气的燃烧温度为400-650℃;进入第三尾气管道的裂解气温度为250-350℃。
