锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统技术方案

一种锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统，包括与烧结窑的排气口连通的夹套换热器（1）；与夹套换热器（1）的出气口连通、并联连接的第一切换阀（2）和第二切换阀（3）；与第一切换阀（2）的出气口连通的第一换热器（4）；与第二切换阀（3）的出气口连通的第二换热器（5）；与第一换热器（4）的出气口连通的第三切换阀（6）；与第二换热器（5）的出气口连通的第四切换阀（7）；与第三切换阀（6）和第四切换阀（7）的出气口连通的引风机（8）；与引风机（8）的出气口连通的过滤器（9）；与过滤器（9）的出气口连通的压缩机（11）；与压缩机（11）的出气口连通的分子筛（12）。

【技术实现步骤摘要】
锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统
本技术涉及锂离子正极材料生产
，尤其是涉及一种锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统。
技术介绍
随着全球环境污染和能源危机问题日益严重，锂离子正极材料作为一种重要的新能源材料，越发引人注目。正极材料主要包括LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4、镍钴锰酸锂，高镍多元材料。高镍多元材料因其能量密度高，受到广泛关注，并且市场占有量正在逐步提升。高镍多元材料大多采用烧结窑高温烧结而成。在空气气氛中，Ni2+很难转化为Ni3+，很难合成，因此高镍多元材料烧结过程中要在高浓度氧气气氛中进行，1h要消耗50m3以上的高纯氧气，这不但增加了企业成本，也会带出废气，污染大气。CN206022518U公开了一种高镍多元锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统，包括冷却塔、袋式除尘器、二氧化硫处理器、冷干机和空气压缩机，所述冷却塔的进气口通过管道分别与烧结窑的排气口连通，冷却塔的出气口通过管道与袋式除尘器的进气口连通，袋式除尘器的出气口通过管道跟二氧化硫处理器的进气口连通，所述二氧化硫处理器的排气口通过管道与冷干机的进气口连通，冷干机的出气口跟空气压缩机的进气口连通，空气压缩机的出气口通过管道通入烧结窑的氧气主管道中。使用时，烧结窑中排出的高温气体通过管道进入冷却塔中，冷却塔将气体降温到室温，然后进入袋式除尘器，袋式除尘器将气体中的粉尘颗粒过滤去除，剩下的气体进入二氧化硫处理器，当气体经过废气处理器中，SO2跟NaOH溶液充分反应，生成Na2SO3，锂的化合物也溶在溶液中。经过以上反应，剩下的气体经过冷干机进行干燥处理，然后通入空气压缩机，将气体压缩成跟氧气主管道一样压力的压缩气体后，通入氧气主管道，循环使用。锂离子正极材料窑炉利用纯氧作为介质，使烧结过程中在高浓度氧气气氛中进行，排出的尾气温度为400～600℃，其中氧气含量约为90%。该方案烧结窑中排出的高温气体通过管道进入冷却塔中，采用冷却塔将气体降温到室温，冷却过程中高温高氧气体对设备的氧化破坏较大，设备完好率难以保障。积灰问题不易处理。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本技术提供一种运行可靠，节能效率显著的锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统。为了解决上述技术问题，本技术提供一种锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统，包括进气口与烧结窑的排气口连通的夹套换热器；进气口与所述夹套换热器的出气口连通、并联连接的第一切换阀和第二切换阀；进气口与所述第一切换阀的出气口连通的第一换热器；进气口与所述第二切换阀的出气口连通的第二换热器；进气口与所述第一换热器的出气口连通的第三切换阀；进气口与所述第二换热器的出气口连通的第四切换阀；进气口与所述第三切换阀和第四切换阀的出气口连通的引风机；进气口与所述引风机的出气口连通的过滤器；进气口与所述过滤器的出气口连通的压缩机；进气口与所述压缩机的出气口连通的分子筛。作为进一步改进技术方案，本技术提供的锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统，还具有与第三切换阀和第四切换阀串联连接的流量调节阀。作为进一步改进技术方案，本技术提供的锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统，所述夹套换热器包括供烧结窑尾气流过的内管，贴附在所述内管外壁上的冷却水管，至少一个与所述内管连通的进气口，至少二个与所述内管连通的出气口。作为进一步改进技术方案，本技术提供的锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统，所述冷却水管为半圆形管道，所述半圆形管道的直径面与内管的外壁面连接。作为进一步改进技术方案，本技术提供的锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统，在引风机进气口之前设有至少二套中温尾气换热机构；所述中温尾气换热机构包括第一切换阀、第二切换阀、第一换热器、第二换热器、第三切换阀、第四切换阀，第一切换阀和第二切换阀并联连接，它们的进气口与所述夹套换热器的出气口连通，第一换热器的进气口与所述第一切换阀的出气口连通，第二换热器的进气口与所述第二切换阀的出气口连通，第三切换阀的进气口与所述第一换热器的出气口连通，第四切换阀的进气口与所述第二换热器的出气口连通。作为进一步改进技术方案，本技术提供的锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统，还具有进气口与所述过滤器的出气口连通、出气口与所述压缩机的进气口连通的第三换热器。在不冲突的情况下，上述改进方案可单独或组合实施。本技术提供的技术方案，夹套换热器作为锂离子正极材料烧结窑的尾气汇集通道和烧结窑尾气的第一级冷却器，可实现对夹套换热器和尾气的降温，保证后续降温的可靠性，控制尾气汇集通道内壁金属温度低于100℃，保证尾气通道不被氧化。经过夹套换热器后的尾气，再进入第一换热器或第二换热器，第一换热器和第二换热器采用一用一备的冗余设计，可使尾气温度降至50℃以内，当第一换热器或第二换热器出现故障时可以将故障换热器拆下进行维护，确保烧结窑运行的稳定性。烧结窑尾气经夹套换热器降温后，降低了进入第一换热器或第二换热器的尾气温度，从而减小了氧对换热器的氧化腐蚀。烧结窑尾气经夹套换热器、第一换热器、第二换热器降温后，进入过滤器除去尾气中的粉尘，然后经压缩机压缩后，经分子筛除去SO2、水等杂质成份，分离出纯氧，纯氧可送入烧结窑内重复使用。锂离子正极材料烧结窑利用纯氧作为介质，进行保护，排出的尾气温度为400～600℃，含氧量约为90%。高温、高氧的尾气经降温、除尘等处理后，进行分离得到的纯氧，可重新进入烧结窑内使用，降低窑炉用氧成本。回收高温尾气余热产生的热水，可用于系统工艺加热或其它应用，实现节能目的。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是实施例氧气循环使用系统的结构原理示意图；图2是实施例氧气循环使用系统的夹套换热器的结构原理示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施方式作进一步的详细说明。如图1所示的锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统，包括进气口与烧结窑的排气口连通的夹套换热器1，进气口与夹套换热器1的出气口连通、并联连接的第一切换阀2和第二切换阀3，进气口与第一切换阀2的出气口连通的第一换热器4，进气口与第二切换阀3的出气口连通的第二换热器5，进气口与第一换热器4的出气口连通的第三切换阀6，进气口与第二换热器5的出气口连通的第四切换阀7，进气口与第三切换阀6和第四切换阀7的出气口连通的引风机8，进气口与引风机8的出气口连通的过滤器9，进气口与过滤器9的出气口连通的压缩机11，进气口与压缩机11的出气口连通的分子筛12。工作原理：锂离子正极材料烧结窑利用纯氧作为介质，进行保护，排出的尾气温度为400～600℃，含氧量约为90%。高温、高氧的尾气经降温、除尘等处理后，进行分离得到的纯氧，可重新进入系统循环，降低窑炉用氧成本。回收高温尾气余热产生的热水，可用于系统工艺加热或其它应用，实现节能目的。夹套换热器1一方面作为锂离子正极材料烧结窑的尾气汇集通道，另一方面作为烧结窑尾气的第一级冷却器，在烧结窑的尾气汇集通道外侧加冷却水管，可实现对夹套换热器1和尾气的降温，保证后续降温的可靠性，控制尾气汇集通道内壁金属温度低于100℃，保证尾气通道不被氧化。经过夹套换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统，其特征在于，包括进气口与烧结窑的排气口连通的夹套换热器（1）；进气口与所述夹套换热器（1）的出气口连通、并联连接的第一切换阀（2）和第二切换阀（3）；进气口与所述第一切换阀（2）的出气口连通的第一换热器（4）；进气口与所述第二切换阀（3）的出气口连通的第二换热器（5）；进气口与所述第一换热器（4）的出气口连通的第三切换阀（6）；进气口与所述第二换热器（5）的出气口连通的第四切换阀（7）；进气口与所述第三切换阀（6）和第四切换阀（7）的出气口连通的引风机（8）；进气口与所述引风机（8）的出气口连通的过滤器（9）；进气口与所述过滤器（9）的出气口连通的压缩机（11）；进气口与所述压缩机（11）的出气口连通的分子筛（12）。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统，其特征在于，包括进气口与烧结窑的排气口连通的夹套换热器（1）；进气口与所述夹套换热器（1）的出气口连通、并联连接的第一切换阀（2）和第二切换阀（3）；进气口与所述第一切换阀（2）的出气口连通的第一换热器（4）；进气口与所述第二切换阀（3）的出气口连通的第二换热器（5）；进气口与所述第一换热器（4）的出气口连通的第三切换阀（6）；进气口与所述第二换热器（5）的出气口连通的第四切换阀（7）；进气口与所述第三切换阀（6）和第四切换阀（7）的出气口连通的引风机（8）；进气口与所述引风机（8）的出气口连通的过滤器（9）；进气口与所述过滤器（9）的出气口连通的压缩机（11）；进气口与所述压缩机（11）的出气口连通的分子筛（12）。2.根据权利要求1所述的锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统，其特征在于，还具有与第三切换阀（6）和第四切换阀（7）串联连接的流量调节阀（13）。3.根据权利要求1所述的锂离子正极材料烧结窑的氧气循环使用系统，其特征在于，所述夹套换热器（1）包括供烧结窑尾气流过的内管（101），贴附在所述内管（101）外壁上的冷却水管（102），至少一个与所述内...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭波，
申请(专利权)人：长沙为明节能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43