废旧锂离子电池的处理系统技术方案

本发明专利技术提供了一种废旧锂离子电池的处理系统。该系统包括破碎装置、低温气化裂解炉、燃烧装置、烟气净化装置、细碎筛分装置、金属回收装置、酸浸装置及正极材料前驱体制备装置，破碎装置用于将废旧锂离子电池的电芯进行破碎；低温气化裂解炉用于将电芯碎料进行低温气化裂解得到裂解气和固体剩余物；燃烧装置的进气口分别与裂解气出口和挥发有机物出口相连；烟气净化装置包括净化炉、石灰乳喷射装置和除尘器；金属回收装置，用于回收金属片中的铁、铝及铜；酸浸装置，用于对粉体进行酸浸得到滤液；正极材料前驱体制备装置用于利用滤液制备前驱体材料。本发明专利技术能够对废旧锂离子电池进行资源化和无害化处理，是废旧锂离子电池的有效处理系统。 1

Treatment system for waste lithium ion batteries

The invention provides a processing system for waste lithium ion batteries. The system includes crushing device, low temperature gasification cracking furnace, combustion device, flue gas purification device, fine crushing screening device, metal recovery device, acid leaching device and positive electrode material precursor preparation device. The breakage device is used to break the waste lithium ion battery's electric core, and the low temperature gasification cracking furnace is used to carry on the core material. Pyrolysis gas and solid residue are obtained by pyrolysis of low temperature; the intake port of the combustion device is connected to the exits of cracked gas and the exits of volatile organic matter respectively; the flue gas purification device includes a purifier, a lime milk ejector and a dust collector; a metal recovery device is used to recover iron, aluminum and copper in the metal sheet; an acid leaching device is used for the use of the gas. The powder is obtained by acid leaching and the precursor preparation device is used to prepare precursor materials by filtrate. The invention is capable of recycling and harmless disposal of waste lithium ion batteries, and is an effective processing system for waste lithium ion batteries. One

【技术实现步骤摘要】
废旧锂离子电池的处理系统
本专利技术涉及固体废弃物回收处理领域，具体而言，涉及一种废旧锂离子电池的处理系统。
技术介绍
锂离子电池是一种综合性能较好的可充电化学电池，具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、自放电小等优点，被广泛应用于移动通信、笔记本电脑、便携式工具、电动汽车等领域。由于锂离子电池的消耗量很大，会对环境造成严重污染，同时废旧锂离子电池尤其是电芯中含有大量铁、铝、铜、锂、石墨等资源，也会造成资源的浪费。因此，有必要对废旧锂离子电池进行回收。然而，我国现在废旧锂离子电池回收目前处于产业化前期，还没有形成完整的资源化、无害化的绿色环保回收工艺。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种废旧锂离子电池的处理系统，以解决现有技术中废旧锂离子电池资源化、无害化程度低的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种废旧锂离子电池的处理系统，其包括：破碎装置，破碎装置设置有电芯碎料出口和挥发有机物出口，破碎装置用于将废旧锂离子电池的电芯进行破碎得到电芯碎料和挥发有机物；低温气化裂解炉，低温气化裂解炉设置有电芯碎料进口、裂解气出口及固体剩余物出口，电芯碎料进口与电芯碎料出口相连，低温气化裂解炉用于将电芯碎料进行低温气化裂解得到裂解气和固体剩余物；燃烧装置，燃烧装置设置有进气口和烟气出口，进气口分别与裂解气出口和挥发有机物出口相连；烟气净化装置，烟气净化装置包括净化炉、石灰乳喷射装置和除尘器，净化炉设置有烟气进口和脱酸烟气出口，烟气进口与烟气出口相连；石灰乳喷射装置用于向净化炉中喷射石灰乳以将烟气中的含磷酸性气体转化成磷酸钙，并将含氟酸性气体转化成氟化钙；除尘器与脱酸烟气出口相连；细碎筛分装置，细碎筛分装置设置有固体剩余物进口、金属片出口及粉体出口，细碎筛分装置用于对固体剩余物进行细碎筛分得到粉体和金属片；金属回收装置，与金属片出口相连，用于回收金属片中的铁、铝及铜；酸浸装置，酸浸装置与粉体出口相连，用于对粉体进行酸浸得到滤液；以及正极材料前驱体制备装置，与酸浸装置相连，用于利用滤液制备锂离子电池正极材料的前驱体材料。进一步地，低温气化裂解炉包括：壳体，设置有电芯碎料进口、裂解气出口、固体剩余物出口及过热蒸汽进口，壳体用于为低温气化裂解提供反应场所；夹套，设置在壳体的外部，夹套设置有热烟气进口，热烟气进口用于向夹套中通入热烟气以对低温气化裂解进行补热。进一步地，处理系统还包括热烟气供应装置，热烟气供应装置与热烟气进口相连，用于向夹套中补充燃烧燃油和/或天然气产生的热烟气。进一步地，低温气化裂解炉的电芯碎料进口处设置有第一密封部，裂解气出口处设置有第二密封部，固体剩余物出口处设置有第三密封部；处理系统还包括惰性气体供应装置，惰性气体供应装置分别于第一密封部、第二密封部及第三密封部相连。进一步地，燃烧装置为余热锅炉，燃烧装置还设置有蒸汽出口，处理系统还包括高频加热器，高频加热器的入口与蒸汽出口相连，高频加热器的出口与过热蒸汽出口相连。进一步地，烟气净化装置还包括活性炭喷射装置，活性炭喷射装置用于向净化炉中喷射活性炭以吸附脱除烟气中的二噁英和异味。进一步地，除尘器还设置有尘渣出口，处理系统还包括熔融炉，熔融炉与尘渣出口相连，用于对尘渣出口排出的尘渣进行熔融无害化处理。进一步地，金属回收装置为磁选装置、重选装置或风选装置。进一步地，处理系统还包括浮选装置，浮选装置设置在粉体出口与酸浸装置之间的管路上，用于对粉体进行浮选除碳。进一步地，酸浸装置还设置有碳粉出口；处理系统还包括熔融炉，熔融炉设置有燃料进口，燃料进口与碳粉出口相连。进一步地，正极材料前驱体制备装置包括：第一沉淀装置，第一沉淀装置设置有滤液进口、压缩空气进口和二次滤液出口，滤液进口与酸浸装置的滤液出口相连，第一沉淀装置用于对滤液进行除铁；第二沉淀装置，第二沉淀装置设置有二次滤液进口、沉淀剂进口和前驱体材料出口，二次滤液进口与二次滤液出口相连，第二沉淀装置用于将二次滤液进口排出的二次滤液进行沉淀反应生成前驱体材料；以及沉淀剂供应装置，与沉淀剂进口相连，用于向第二沉淀装置中供应沉淀剂进行沉淀反应。进一步地，第一沉淀装置还设置有铁渣出口，处理系统还包括熔融炉，熔融炉与铁渣出口相连，用于对铁渣出口排出的铁渣进行熔融无害化处理。进一步地，处理系统还包括放电装置，放电装置用于对废旧锂离子电池的电芯进行放电处理，放电装置与破碎装置相连，用于将放电处理后的电芯输送至破碎装置中。应用本专利技术的技术方案，提供了一种废旧锂离子电池的处理系统。利用本专利技术提供的上述处理系统，利用破碎装置对电芯进行破碎时会产生一些挥发有机物，将电芯碎料在低温气化裂解炉中进行低温气化裂解可以将其中的有机物发生裂解气化反应，产生裂解气(主要是一些裂解烷烃气体和烯烃气体)和固体剩余物(主要为正极材料、石墨粉以及金属)，使得废旧锂离子电池中的有机物直接转化为气态与固体物质等彻底分离，有效避免了有机电解液对正极材料等的后续污染。随后，本专利技术将挥发有机物和裂解气在燃烧装置进行燃烧，产生的烟气进入烟气净化装置，利用石灰乳喷射装置向净化炉的烟气中喷入石灰乳进行脱酸反应，以将烟气中的含磷酸性气体转化成磷酸钙，含氟酸性气体转化成氟化钙；利用除尘器对脱酸反应后的烟气进行除尘后，排放。另外，利用细碎筛分装置将裂解后的固体产物进行细碎筛分，可以将其中的正极材料和石墨进行细碎形成粉体，并与金属片分开。其次，利用酸浸装置对粉体进行酸浸即可使正极材料和酸反应，将其中的锂、镍、钴等金属转化为离子进入滤液，进而在正极材料前驱体制备装置中制备成锂离子电池正极材料的前驱体材料。同时金属片中的铁、铝及铜也可以通过金属回收装置进行回收。本专利技术为废旧锂离子电池提供了一套完整的处理系统，能够对其中的金属资源(来自正极材料、有机电解液等处)进行了有效的回收，而且能将废旧锂离子电池中的有机物和有害物质无害化，是针对废旧锂离子电池的资源化、绿色环保的处理系统。除此以外，上述系统还具有易于工程化、先进经济的优势，非常适合工业化大规模应用。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术的一种废旧锂离子电池的处理系统的示意图；图2示出了根据本专利技术的一种废旧锂离子电池的处理方法的流程示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、破碎装置；20、低温气化裂解炉；30、燃烧装置；31、高频加热器；40、烟气净化装置；41、净化炉；42、活性炭喷射装置；43、石灰乳喷射装置；44、除尘器；50、细碎筛分装置；60、金属回收装置；70、酸浸装置；80、正极材料前驱体制备装置；81、第一沉淀装置；82、第二沉淀装置；83、沉淀剂供应装置；90、惰性气体供应装置；100、浮选装置；110、熔融炉；120、放电装置。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。正如
技术介绍
部分所描述的，现有技术中废旧锂离子电池的回收存在资源化差、不够环保的问题。为了解决这一问本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废旧锂离子电池的处理系统，其特征在于，包括：

【技术特征摘要】
1.一种废旧锂离子电池的处理系统，其特征在于，包括：破碎装置(10)，所述破碎装置(10)设置有电芯碎料出口和挥发有机物出口，所述破碎装置(10)用于将所述废旧锂离子电池的电芯进行破碎得到电芯碎料和挥发有机物；低温气化裂解炉(20)，所述低温气化裂解炉(20)设置有电芯碎料进口、裂解气出口及固体剩余物出口，所述电芯碎料进口与所述电芯碎料出口相连，所述低温气化裂解炉(20)用于将所述电芯碎料进行低温气化裂解得到裂解气和固体剩余物；燃烧装置(30)，所述燃烧装置(30)设置有进气口和烟气出口，所述进气口分别与所述裂解气出口和所述挥发有机物出口相连；烟气净化装置(40)，所述烟气净化装置(40)包括净化炉(41)、石灰乳喷射装置(43)和除尘器(44)，所述净化炉(41)设置有烟气进口和脱酸烟气出口，所述烟气进口与所述烟气出口相连；所述石灰乳喷射装置(43)用于向所述净化炉(41)中喷射石灰乳以将所述烟气中的含磷酸性气体转化成磷酸钙，并将含氟酸性气体转化成氟化钙；所述除尘器(44)与所述脱酸烟气出口相连；细碎筛分装置(50)，所述细碎筛分装置(50)设置有固体剩余物进口、金属片出口及粉体出口，所述细碎筛分装置(50)用于对所述固体剩余物进行细碎筛分得到粉体和金属片；金属回收装置(60)，与所述金属片出口相连，用于回收所述金属片中的铁、铝及铜；酸浸装置(70)，所述酸浸装置(70)与所述粉体出口相连，用于对所述粉体进行酸浸得到滤液；以及正极材料前驱体制备装置(80)，与所述酸浸装置(70)相连，用于利用所述滤液制备锂离子电池正极材料的前驱体材料。2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述低温气化裂解炉(20)包括：壳体，设置有所述电芯碎料进口、所述裂解气出口、所述固体剩余物出口及过热蒸汽进口，所述壳体用于为所述低温气化裂解提供反应场所；夹套，设置在所述壳体的外部，所述夹套设置有热烟气进口，所述热烟气进口用于向所述夹套中通入热烟气以对所述低温气化裂解进行补热。3.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括热烟气供应装置，所述热烟气供应装置与所述热烟气进口相连，用于向所述夹套中补充燃烧燃油和/或天然气产生的热烟气。4.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于，所述低温气化裂解炉(20)的所述电芯碎料进口处设置有第一密封部，所述裂解气出口处设置有第二密封部，所述固体剩余物出口处设置有第三密封部；所述处理系统还包括惰性气体供应装置(90)，所述惰性气体供应装置(90)分别于所述第一密封部、所述第二密封部及所述第三密封部相连。5.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于，所述燃烧装...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘诚，陈学刚，孙宁磊，宋磊，郝朋越，余跃，裴忠冶，陈宋璇，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11