一种排气组件及窑炉系统技术方案

本实用新型专利技术涉及新能源电池材料生产技术领域，公开一种排气组件及窑炉系统，排气组件包括：排气管道，所述排气管道中设有亲水疏气膜。在上述排气组件中，由于排气管道内设有亲水疏气膜，亲水疏气膜位于排气管道的排气路径上，当排气经过亲水疏气膜时，其中的水蒸气会经亲水疏气膜凝结排出，氧气等干燥气体则被拦截，可以重新回到窑炉内，以达到过水阻气的作用，减少氧气的浪费，同时减少氧气带走的热量，降低热量损失。降低热量损失。降低热量损失。

【技术实现步骤摘要】
一种排气组件及窑炉系统


[0001]本技术涉及新能源电池材料生产
，特别涉及一种排气组件及窑炉系统。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车销量的高速增长，三元正极材料的需求量也保持着高速增长。工业生产中，镍钴锰三元正极材料最成熟的生产方法为高温烧结法，其主要设备为辊道窑。
[0003]在高镍三元材料的煅烧过程中，往往需要通入99.9％的纯氧，并维持气氛炉内部氧浓度95％以上，才能正常烧结正极材料，但在气氛炉内部，化学反应为LiOH
·
H2O+Ni(1
‑
x
‑
y)CoxMnyOH2＝LiNi(1
‑
x
‑
y)CoxMnyO2+2H2O，在反应过程中只产生H2O，99％以上的氧气不参加产品反应，只提供反应的氧气氛围，及时带出反应产生的H2O，高浓度的氧气随着排气管道排到大气中造成氧气的浪费。煅烧过程中的产气体积大于耗气体积，所以，在煅烧过程中既要保证产生的废气及时排出，也要保证足够的氧气供应。若废气排出不及时或氧气短缺，会造成煅烧炉的炉膛内氧分压不断降低，反应平衡向左移动，影响材料性能。
[0004]当前生产三元材料的辊道窑通排气方式为大通大排，以保证废气的及时排出和足够的氧气供应。这种方式虽然保证了生产的正常进行，但排气过程中会有大量氧气及热量的损失，造成资源的浪费和生产成品的增加。

技术实现思路

[0005]本技术公开了一种排气组件及窑炉系统，用于减少氧气及热量的损失。
[0006]为达到上述目的，本技术提供以下技术方案：
[0007]第一方面，提供一种排气组件，该排气组件包括：排气管道，所述排气管道中设有亲水疏气膜。
[0008]在上述排气组件中，由于排气管道内设有亲水疏气膜，亲水疏气膜位于排气管道的排气路径上，当排气经过亲水疏气膜时，其中的水蒸气会经亲水疏气膜凝结排出，氧气等干燥气体则被拦截，可以重新回到窑炉内，以达到过水阻气的作用，减少氧气的浪费，同时减少氧气带走的热量，降低热量损失。
[0009]可选地，所述亲水疏气膜为非平面膜。
[0010]可选地，所述亲水疏气膜为凸起状薄膜。
[0011]可选地，所述亲水疏气膜呈圆锥面状或者球面状。
[0012]可选地，所述亲水疏气膜包括依次交替设置的双氢氧化物纳米片层和羧甲基纤维素钠层。
[0013]可选地，所述亲水疏气膜为超亲水超疏气膜。
[0014]可选地，所述亲水疏气膜的上游与所述亲水疏气膜相邻的位置连通有回流管段。
[0015]可选地，所述亲水疏气膜的下游设有抽风口和排水口，所述抽风口设有抽风设备。
[0016]可选地，所述亲水疏气膜的上游设有喷淋设备。
[0017]第二方面，提供一种窑炉系统，该窑炉系统包括窑炉和上述任一技术方案提供的排气组件，所述排气管道的进气口与所述窑炉的炉膛连通；且当所述排气组件包括回流管段时，所述回流管段远离所述亲水疏气膜的一端与所述窑炉的炉膛连通。
[0018]所述的窑炉系统与上述的排气组件相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
[0019]图1为本申请实施例提供的窑炉系统的示意图；
[0020]图2为图1中亲水疏气膜附近的局部结构放大图；
[0021]图3表示图1所示窑炉系统中排气到达亲水疏气膜附近时的状态示意图；
[0022]图4表示图3中排气到达亲水疏气膜时水蒸气被凝结后的状态示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0024]为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种排气组件1及窑炉系统。
[0025]参考图1和图2，本申请实施例提供的排气组件1具体可以应用于氢氧化锂为锂源生产三元材料的场景中，排气组件1包括：排气管道11，排气管道11具体可以是从A端至B端的管段，A端可以与窑炉2的炉膛顶部接通，以便于排气可以从顶部进入排气管道11，排气管道11中设有亲水疏气膜15，且亲水疏气膜15的边缘与排气管道11的内壁密闭连接。
[0026]氢氧化锂为锂源生产三元材料时，排气系统排出的废气包含水蒸气a和氧气b。在上述排气组件1中，由于排气管道11内设有亲水疏气膜15，且亲水疏气膜15的边缘沿着排气管道11的内壁延伸，亲水疏气膜15位于排气管道11的排气路径上，当排气经过亲水疏气膜15时，其中的水蒸气a会经亲水疏气膜15凝结排出，氧气b等干燥气体则被拦截，可以重新回到窑炉2内，以达到过水阻气的作用，减少氧气b的浪费，同时减少氧气b带走的热量，降低热量损失，节约资源，降低企业生产成本。
[0027]具体地，参考图3，水蒸气a与氧气b的混合排气排放过程中会接触亲水疏气膜15，当接触到该膜时，水蒸气a会迅速凝结成水珠，在表面张力的作用下，水珠会迅速铺展开并形成一层水膜(见图4)，由于分子间作用力的不同，水分子会渗透到亲水疏气膜15的另一侧，从而实现水气分离，达到过水阻气的效果。
[0028]以上，亲水疏气膜15可以实现水蒸气a的快速排出，反应平衡右移，反应更完全；亲水疏气膜15能在保证氧分压的前提下阻止氧气b的排出，减少氧气浪费，减少氧气需求；排气总量减少，相应带走的热量也减少，减少能量损耗。有利于减少生产过程对液氧供应的需求，降低企业的生产成本。
[0029]在一个具体的实施例中，亲水疏气膜15为非平面膜，以便于增加与排气的接触面积，亲水疏气膜15接触更多的水蒸气a，从而，便于凝结更多的水蒸气a，使水蒸气a液化为液态渗透，提高水蒸气a转化为水的效率。
[0030]具体地，亲水疏气膜15为凸起状薄膜，向单侧凸起，有利于在增加接触面积的前提下简化亲水疏气膜15的形状，亲水疏气膜15在具体设置时，可以使其向排气的下游方向凸起，相当于凸起方向与排气方向一致，可以使排气压力自动保持亲水疏气膜15的凸起方向，且避免撕裂亲水疏气膜。而当亲水疏气膜15的凸起方向与排气方向相反时，亲水疏气膜15则可能被排气反向吹至凸起效果不好，降低接触面积，甚至可能撕裂亲水疏气膜。
[0031]在一个更具体的实施例中，亲水疏气膜15呈圆锥面状或者球面状，两者均相对于平面膜可以增加接触面积，圆锥面状具有稳定的结构，球面状相对于圆锥面状具有更大的接触面积。
[0032]在一个具体的实施例中，亲水疏气膜15包括依次交替设置的双氢氧化物纳米片层和羧甲基纤维素钠层。通过逐层组装来制造由层状双氢氧化物(LDH)纳米片和羧甲基纤维素钠(CMC)组成的多层膜。二维LDH纳米片的高纵横比和高取向性，导致气体渗透的途径显着增加，因此，所得的(LDH/CMC)n膜具有优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排气组件，其特征在于，包括：排气管道，所述排气管道中设有亲水疏气膜；所述亲水疏气膜的上游与所述亲水疏气膜相邻的位置连通有回流管段。2.根据权利要求1所述的排气组件，其特征在于，所述亲水疏气膜为非平面膜。3.根据权利要求2所述的排气组件，其特征在于，所述亲水疏气膜为凸起状薄膜。4.根据权利要求3所述的排气组件，其特征在于，所述亲水疏气膜呈圆锥面状或者球面状。5.根据权利要求3所述的排气组件，其特征在于，所述亲水疏气膜包括依次交替设置的双氢氧化物纳米片层和羧甲基纤维素钠层。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷军，彭海龙，涂建海，刘永孝，邹昱凌，
申请(专利权)人：宁波容百新能源科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：