本发明专利技术提供一种辊道窑炉氮气重复利用的装置系统及方法，所述装置系统包括：在窑炉本体的恒温区设置的第一气体出口；与所述第一气体出口依次通过氮气管道相连的第一送风装置、冷却装置、除尘装置和氧气浓度检测装置；所述氧气浓度检测装置通过氮气管道与所述窑炉本体的氮气入口相连。所述方法利用第一送风装置从第一气体出口抽出待回收气体，所述待回收气体依次经冷却装置进行冷却和除尘装置进行除尘，得到回收的氮气，并检测氧浓度达到标准范围后循环送入窑炉本体的恒温区和降温区。本发明专利技术能够将辊道窑炉内的氮气重复回收利用，解决了现有技术中存在的大量氮气浪费、燃烧产生氮氧化合物造成资源浪费、污染环境等技术问题。污染环境等技术问题。污染环境等技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种辊道窑炉氮气重复利用的装置系统及方法
[0001]本专利技术涉及废气分离回收重复利用
，尤其涉及一种辊道窑炉氮气重复利用的装置系统及方法。
技术介绍
[0002]目前锂离子电池应用在不断扩大，锂离子电池重要组成部分——正极材料生产加工就需要进行烧结，目前锂离子正极材料无论是磷酸铁锂还是三元正极材料，使用的烧结设备基本上都是辊道窑炉。
[0003]辊道窑炉包含窑炉本体、自动线体及脱臭炉，传统辊道窑将窑炉本体内所有气体通过送风装置抽入脱臭炉，打入天然气和空气混合进行燃烧后排放，比如CN216592724U公开了一种锂电池负极材料碳化生产辊道窑，包括输送辊道以及所述输送辊道依次穿过的入口段、升温段、恒温段、降温段和出口段，所述升温段上方还设有废气处理段，所述废气处理段与所述升温段连通，所述入口段设有入口置换室，所述匣钵从所述入口置换室进入，所述降温段设有散热室、冷却水管和冷却风管，所述废气处理段通过烟气管道与所述升温段连通，所述升温段产生的烟气能够通过所述烟气管道进入所述废气处理段。
[0004]而窑炉内99%以上氮气排出窑炉外部无法重新再利用，同时需要大量的天然气进行燃烧，产生氮氧化合物，造成资源浪费、污染环境。
[0005]因此，需要开发一种新的技术解决氮气浪费和污染环境的问题。
[0006]CN209221808U公开了一种锂离子电池负极材料生产线废气治理和余热利用装置，其包括辊道窑，辊道窑的一端连接有气体进口，辊道窑的另一端通过管道连接有吸附装置，用于将辊道窑内的废气输送至吸附装置，吸附装置连接有用于排出尾气的第一排气管；还包括换热器，换热器的一端通过管道连接吸附装置，吸附装置内的高温氮气通过管道输送至换热器，换热器的另一端还设有氮气进口，用于向换热器内输送新制氮气，新制氮气与高温氮气在换热器内进行热交换；换热器与气体进口连通，用于将升温后的新制氮气输送至辊道窑内；换热器上还连接有第二排气管，用于排放降温后的高温氮气。
[0007]CN208595823U公开了一种智能化节能辊道窑，辊道窑上层炉体上安装有排气管和排气汇集管，排气汇集管内设置有多排U型排列的冷气体进气管，冷气体进气管的直管部分从排气汇集管出来后和进气汇集管相连，进气汇集管上分布有进气支管，进气支管上装有耐高温气体流量计、温度传感器、压力传感器、耐高温控制阀并和装有控制软件的计算机相连，进气支管再次进入到辊道窑内。
[0008]但上述装置和流程均未涉及到对其中氮气的回收利用，仅涉及到对余热的利用，仍然存在氮气资源浪费和燃烧后环境污染的问题。
技术实现思路
[0009]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种辊道窑炉氮气重复利用的装置系统及方法，通过从辊道窑的恒温区将氮气引出，并将氮气简单冷却和除尘处理后即可循环利
用，避免了氮气资源的浪费。
[0010]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种辊道窑炉氮气重复利用的装置系统，所述装置系统包括：在窑炉本体的恒温区设置的第一气体出口；与所述第一气体出口依次通过氮气管道相连的第一送风装置、冷却装置、除尘装置和氧气浓度检测装置；所述氧气浓度检测装置通过氮气管道与所述窑炉本体的氮气入口相连。
[0011]本专利技术通过在窑炉本体的恒温区设置第一气体出口，并采出气体，其采出的气体氮气纯度高，并通过设置的冷却装置和除尘装置后即可实现氮气的重复利用，其氮气重复利用率达95%以上。而且本专利技术提供的装置系统在原有辊道窑炉的基础上进行简单改进即可，改造建议可行。
[0012]本专利技术对所述除尘装置没有特殊要求，可采用本领域技术人员熟知的除尘装置，例如可以是布袋除尘器等，而且本领域技术人员可根据正极材料生产的特性采用初效除尘、中效除尘或高效除尘中的任意一种，没有特殊限制。
[0013]优选地，所述第一送风装置的内侧设置有内涂层。
[0014]优选地，所述内涂层的材质为特氟龙。
[0015]优选地，所述氮气管道的材质包括不锈钢管。
[0016]优选地，所述氮气管道的外侧设置有保温层。
[0017]优选地，所述保温层的材质包括硅酸铝棉等。
[0018]优选地，所述冷却装置包括盘管风冷装置或盘管水冷装置。本专利技术能够通过盘管风冷装置或盘管水冷装置回收待回收气体中的余热。
[0019]优选地，所述冷却装置和除尘装置均为密闭装置。
[0020]优选地，所述装置系统还包括设置在氧气浓度检测装置与窑炉本体的氮气入口之间的第一阀门。
[0021]优选地，所述装置系统还包括设置在第一送风装置与第一气体出口之间的第二阀门。
[0022]优选地，所述第二阀门为节流阀。
[0023]优选地，所述装置系统还包括根据所述氧气浓度检测装置检测得到的氧气浓度值控制所述第一阀门和/或第二阀门的开闭状态的第一控制系统。
[0024]由于本专利技术所述辊道窑炉主要是用于生产磷酸铁锂系正极材料、三元正极等锂离子电池的正极材料，而所述正极材料的生产过程中对氧气浓度要求严格，本专利技术优选增设第一阀门和第二阀门，当循环氮气不达标时及时关闭第一阀门和第二阀门，优先保障正极材料产品的生产。
[0025]优选地，所述装置系统还包括与所述氧气浓度检测装置相连的氮气另排管道。
[0026]本专利技术优选设置氮气另排管道，当氧气浓度检测不合格时，可将氮气排入空气中或另排至其他工业用途中。
[0027]优选地，所述窑炉本体自炉头至炉尾依次包括升温区、恒温区和降温区。
[0028]优选地，所述升温区的长度占窑炉本体长度的18~27%，例如可以是18%、19%、20%、
21%、22%、23%、24%、25%、26%或27%等。
[0029]优选地，所述恒温区的长度占窑炉本体长度的36~46%，例如可以是36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%或46%等。
[0030]优选地，所述降温区的长度占窑炉本体长度的27~36%，例如可以是27%、28%、29%、30%、31%、32%、34%、35%或36%等。
[0031]优选地，所述第一气体出口设置在恒温区靠近升温区的一端。
[0032]优选地，所述第一气体出口与所述升温区的距离占所述恒温区的7.7~23%，例如可以是7.7%、8%、9%、10%、12%、15%、18%、20%、22%或23%等。
[0033]本专利技术中第一气体出口的采出位置十分关键，这是由于辊道窑炉的窑炉本体内并非仅含有氮气，而是在升温区正极材料的煅烧过程中将产生小分子有机物，导致升温区的气体无法简单冷却和过滤后回收，仅仅是恒温区和降温区的氮气在作为保护气后其纯度仍然较高，而窑炉本体内具有气体相通的通道，而在后续恒温区和降温区需要高纯的氮气对正极材料起到保护作用，当在恒温区增加第一气体出口且设置第一送风装置后，将影响整个窑炉本体内的气体流向，容易导致升温区的气体串入恒温区和降温区影响正极材料产品本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种辊道窑炉氮气重复利用的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括：在窑炉本体的恒温区设置的第一气体出口；与所述第一气体出口依次通过氮气管道相连的第一送风装置、冷却装置、除尘装置和氧气浓度检测装置；所述氧气浓度检测装置通过氮气管道与所述窑炉本体的氮气入口相连。2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述装置系统还包括设置在氧气浓度检测装置与窑炉本体的氮气入口之间的第一阀门；所述装置系统还包括设置在第一送风装置与第一气体出口之间的第二阀门；所述装置系统还包括根据所述氧气浓度检测装置检测得到的氧气浓度值控制所述第一阀门和/或第二阀门的开闭状态的第一控制系统。3.根据权利要求1或2所述的装置系统，其特征在于，所述第一气体出口设置在恒温区靠近升温区的一端；所述第一气体出口与所述升温区的距离占所述恒温区的7.7~23%。4.根据权利要求2所述的装置系统，其特征在于，所述窑炉本体的升温区设置有第二气体出口；所述第二气体出口与脱臭装置相连；在所述第二气体出口与所述脱臭装置之间还设置有第二送风装置；所述装置系统还包括设置在第一气体出口的第一压力检测器和设置在第二气体出口的第二压力检测器；所述装置系统还包括根据第一压力检测器和第二压力检测器检测得到的压力值调控所述第一送风装置的功率、第二送风装置的功率或第二阀门的开度中任意一种或至少两种的第二控制系统。5.一种辊道窑炉氮气重复利用的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1~4任一项所述的辊道窑炉氮气重复利用的装置系统进行。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括：窑炉本体的恒温区和降温区通入氮气；所述第一送风装置从第一气体出口抽出待回收气体，所述待回收气体依次经冷却装置进行冷却和除尘装置进行除尘，得到回收...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵强琳，
申请(专利权)人：苏州田边热能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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