CN114111324A - 电加热负极材料烧结回转窑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电加热负极材料烧结回转窑，包括进料机构、烧结炉、炉筒缓冷降温装置、出料装置和第一保护气氛发生装置，烧结炉包括一个以上的烧结炉单元和滚筒驱动装置，烧结炉单元包括加热炉体、炉内滚筒和加热器，相邻两个烧结炉单元的炉内滚筒相向的一端连接，最后端一个烧结炉单元的炉内滚筒的后端穿过炉筒缓冷降温装置，出料装置设置在炉筒缓冷降温装置的后方，最后方一个烧结炉单元的炉内滚筒的后端伸入出料装置内，整个烧结炉的炉内滚筒内温度从前向后逐渐升高，第一保护气氛发生装置自出料装置处伸入炉内滚筒。本发明总体长度大，锂电池负极材料进料、出料一次即完成烧结处理，相较于现有技术，本发明极大的缩短了烧结的周期。

Description

电加热负极材料烧结回转窑

技术领域

本发明涉及一种电加热负极材料烧结回转窑，属于热处理设备技术领域。

背景技术

随着新能源汽车及各种交通工具的普及，新能源锂电池得以广泛的应用，锂电池负极材料的合成及品质保证显得尤为重要，锂电池负极材料属于粉体材料的范畴。锂电池负极材料为炭，由于炭的形状不规则，其不规则的表面形状，在锂电池充放电时容易导致锂电池损坏，为了提高锂电池的质量，延长锂电池的使用寿命，锂电池负极材料的炭需处理成表面相对规则的球形，为了达到炭粒变成相对规则的球形，在炭粒的表面包覆沥青材料，再将包覆有沥青的炭粒在烧结炉内烧结处理，使沥青炭化，而为了使锂电池负极材料在烧结时不被氧化，该烧结过程一般在氮气作为保护气体的环境中进行。

现有的锂电池负极材料烧结炉的尺寸较小，而锂电池负极材料的烧结时间又相对较长，因此现有技术中锂电池负极材料的烧结需要在多个烧结炉内完成，因此需要进料、冷却、出料的循环进行，由此导致锂电池负极材料的烧结周期长，效率低；另一方面，由于包覆在炭粒表面的沥青在炭化过程中产生焦油，随烟气一同排出，焦油本身对大气是一种污染物，因此在烟气排放前需去除其中的焦油，现有技术的锂电池负极材料烧结炉缺少专门的去除焦油的装置，使锂电池负极材料烧结后所产生的烟气中焦油的去除较为困难；第三，由于锂电池负极材料在炭化后温度较高，为了避免烧结处理后由于温度过高以及与空气接触而被氧化，在锂电池负极材料烧结后需先对其在保护气体的环境下进行冷却再收集，现有技术在烧结炉的出料口一端设置有冷却筒，在冷却筒上设置喷头向冷却管上喷淋冷却水，以降低锂电池负极材料的温度，而在向冷却筒上喷淋冷却水时，冷却水喷淋到烧结炉的炉内滚筒上，存在冷却水沿炉内滚筒流向烧结炉内的风险，给烧结炉的使用带来安全问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电加热负极材料烧结回转窑，解决现有技术中锂电池负极材料烧结周期长的技术缺陷。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：电加热负极材料烧结回转窑，包括进料机构、烧结炉、炉筒缓冷降温装置、出料装置和第一保护气氛发生装置，烧结炉包括一个以上的烧结炉单元和滚筒驱动装置，烧结炉单元自后向前呈一字形排列，烧结炉单元包括加热炉体、炉内滚筒和加热器，炉内滚筒转动设置在加热炉体内并且炉内滚筒的两端分别从加热炉体的两端伸出，加热器设置在加热炉体内用于对炉内滚筒加热，炉内滚筒的内壁上固设有若干叶片用于在炉内滚筒转动时沿水平方向输送其内的锂电池负极材料，相邻两个烧结炉单元的炉内滚筒相向的一端连接，其中一个烧结炉单元的炉内滚筒与滚筒驱动装置连接，滚筒驱动装置驱动所有炉内滚筒转动，进料机构从最前端一个烧结炉单元的炉内滚筒的前端伸入该炉内滚筒用于向炉内滚筒内添加待烧结的锂电池负极材料，最后端一个烧结炉单元的炉内滚筒的后端穿过炉筒缓冷降温装置，由炉筒缓冷降温装置对由其中穿过的炉内滚筒及炉内滚筒内输送的烧结后的锂电池负极材料进行降温，出料装置设置在炉筒缓冷降温装置的后方用于接收烧结后的锂电池负极材料，最后方一个烧结炉单元的炉内滚筒的后端伸入出料装置内并且可相对出料装置转动，整个烧结炉的炉内滚筒内温度从前向后逐渐升高，并且最前端一个炉内滚筒前端的温度等于或大于沥青结块的温度，第一保护气氛发生装置自出料装置处伸入炉内滚筒，用于向炉内滚筒中充入保护气体并从烧结炉的前端排出炉内滚筒中的空气。本发明的烧结炉可由多个烧结炉单元连接而成，使烧结炉的长度增大，锂电池负极材料在烧结炉内输送的距离长，烧结处理的时间长，本发明可连续生产，一次上料完成烧结，不需在不同的烧结炉内多次烧结，因此无需重复的进料、冷却和出料，缩短锂电池负极材料烧结的周期，提高锂电池负极材料烧结处理的效率，本发明中的炉内滚筒滚动，一方向实现对锂电池负极材料的输送，另一方面锂电池负极材料在炉内滚筒内输送的同时相对炉内滚筒滚动，包覆有沥青的炭粒滚圆、滚实，提高锂电池负极材料的质量。

作为本发明的进一步改进，还包括烟气除焦油装置，烟气除焦油装置与最前端一个烧结炉单元的炉内滚筒相通，锂电池负极材料烧结产生的烟气通过烟气除焦油装置除去其中的焦油后排出。本发明设置有烟气除焦油装置，锂电池负极材料烧结产生的烟气中的焦油去除后再经其它处理，达到排放标准后再排放至大气中，降低烟气对空气的污染。

作为本发明的进一步改进，烟气除焦油装置包括冷凝单元、进气单元和排气单元，冷凝单元包括壳体和多根气体管道，壳体在使用状态下安装于固定物上，壳体上开有冷凝剂入口和冷凝剂出口，分别用于向壳体内充入冷凝剂和从壳体内排出冷凝剂，气体管道设置在壳体内并且贯穿壳体的上下两端，进气单元设置在冷凝单元的底部，进气单元的顶端与冷凝单元连接并且与所有的气体管道相通，进气单元上开设有烟气进口用于向进气单元内充入烟气，进气单元的底部开设有焦油出口，排气单元设置在冷凝单元的顶部并且与所有的气体管道相通，排气单元的顶部开设有排烟口，进气单元内的烟气经由气体管道向上流动时，其内的焦油与壳体内的冷凝剂换热冷凝后向气体管道底端流动，并从进气单元底部的焦油出口排出，其余烟气从排气单元顶部的排烟口排出。本发明中烟气由进气单元充入，烟气在向上经过冷凝单元时，与流经壳体内的冷却液热交换，烟气中的焦油冷凝后向下滴落并由焦油出口排出，剩余的烟气由排气单元的排烟口排出，从而去除烟气中的焦油，本发明设置进气单元便于烟气充入冷凝单元，排气单元方便剩余烟气的排出。

作为本发明的进一步改进，还包括单筒冷却机，单筒冷却机包括冷却筒、第一喷淋室、冷却驱装置和喷淋机构，冷却筒设置在第一喷淋室内并且其两端分别从第一喷淋室的两端伸出，冷却驱动装置用于驱动冷却筒转动，出料装置的底部设置有送料装置，送料装置伸入冷却筒内用于将出料装置处排出的经炉筒缓冷降温装置初步冷却的锂电池负极材料送入冷却筒内，冷却筒内壁固设有螺旋叶片，用于冷却筒转动时输送其内的锂电池负极材料，第一喷淋装置设置在第一喷淋室内并在使用状态下向冷却筒表面喷淋冷却液用于对冷却筒及其内的锂电池负极材料降温，冷却筒远离送料装置的一端设置有收料装置用于收集冷却后的锂电池负极材料，冷却筒的端部伸入收料装置并且与收料装置转动连接。本发明设置单筒冷却机，烧结处理后的锂电池负极材料在经过炉筒缓冷降温装置初步降温后再经单筒冷却机二次降温，提高锂电池负极材料烧结处理后的冷却效果，进一步的防止锂电池负极材料被氧化，更进一步的提高锂电池负极材料烧结处理的质量，本发明中第一喷淋室内向冷却筒喷淋冷却液，与冷却筒交换热量，冷却液将冷却筒和锂电池负极材料热量带走，降低锂电池负极材料的温度。

作为本发明的进一步改进，还包括第二保护气氛发生装置，第二保护气氛发生装置自收料装置伸入冷却筒内，用于向冷却筒内充入保护气体并将冷却筒内的空气自送料装置的一端排出。本发明设置第二保护气氛发生装置，使锂电池负极材料在冷却过程中不与空气接触，更进一步的提高烧结处理的质量。

作为本发明的进一步改进，冷却筒包括第一筒体单元、第二筒体单元和第三筒体单元，第一筒体单元和第三筒体单元分别与第二筒体单元的两端连接，并且第一筒体单元和第三筒体单元的外径均小于第二筒体单元的外径，第二筒体单元位于第一喷淋室内，第一筒体单元和第三筒体单元伸出第一喷淋室，第一喷淋室位于第二筒体单元的底部为集液槽，集液槽用于收集第一喷淋装置喷淋在第二筒体单元上并且由第二筒体单元流下的冷却液，第二筒体单元的底部浸在集液槽内的冷却液中，第一筒体单元、第二筒体单元和第三筒体单元内分别设置有第一螺旋叶片单元、第二螺旋叶片单元和第三螺旋叶片单元。本发明中第二筒体单元的上面喷淋冷却液，下面泡在冷却液中，上喷下泡的结构，使得第二筒体单元冷却的效果更好，而第二筒体单元与第一筒体单元和第三筒体单元的直径差，使第二筒体单元浸泡在冷却液中，而冷却液的液面低于第一筒体单元和第三筒体单元，因而不会沿着第一筒体单元和第三筒体单元的长度方向从第一喷淋室中流出。

作为本发明的进一步改进，还包括连接筒单元，连接筒单元为一端大一端小的喇叭状，连接筒单元直径较大的一端伸入第二筒体单元内并与第二筒体单元的内表面固定连接，连接筒单元直径较小的一端与第三筒体单元固定连接，连接筒单元内设置有连接螺旋叶片单元。本发明设置连接筒单元，第二筒体单元内的物料沿着连接筒单元输送至和三筒体单元，避免锂电池负极材料在第二筒体单元与第三筒体单元连接处产生堆积，一方面方便锂电池负极材料在冷却筒内的输送，另一方面可更加充分的将锂电池负极材料从冷却筒中排出。

作为本发明的进一步改进，集液槽内设置有液位计，用于检测集液槽内冷却液的液面高度，在集液槽内液面低于第二筒体单元最低点的高度时向集液槽内添加冷却液。本发明设置液位计，通过液位计检测集液槽内冷却液的液面高度而适时的向集液槽内添加冷却液，避免冷却液减少而减少对第二筒体单元的浸泡面积，进一步的提高锂电池负极材料的冷却效果。

作为本发明的进一步改进，炉筒缓冷降温装置包括第二喷淋室和第二喷淋装置，第二喷淋装置设置在第二喷淋室内，最后方一个烧结炉单元的炉内滚筒穿过第二喷淋室，第二喷淋装置位于炉内滚筒的上方并对炉内滚筒喷淋冷却液，炉内滚筒位于第二喷淋室内的部分设置有一个以上的挡板，用于阻止喷淋在炉内滚筒上的冷却液沿炉内滚筒的长度方向从第二喷淋室内流出。本发明在炉内滚筒上设置挡板，可有效的对冷却液在炉内滚筒表面沿水平方向的流动进行限制，避免冷却液从第二喷淋室流出，同时避免冷却液流入加热炉体内，提高本发明使用的安全性。

作为本发明的更进一步改进，相邻两个烧结炉单元之间设置有滚筒支撑单元，在相邻两个结烧炉单元的炉内滚筒的连接处由滚筒支撑单元连接并可相对滚筒支撑单元滚动。本发明在两个炉内滚筒的连接处设置滚筒支撑单元，便于所有炉内滚筒同步转动。

综上所述，本发明的有益效果是：本发明总体长度大，锂电池负极材料进料、出料一次即完成烧结处理，相较于现有技术，本发明极大的缩短了烧结的周期，本发明烧结后的锂电池负极材料先过两次冷却处理，最终温度较低，不会由于温度过高而氧化，提高了锂电池负极材料烧结的质量。

附图说明

图1是本发明的俯视图。

图2是本发明的主视图。

图3是图1中A处的局部放大图。

图4是图1中B处的局部放大图。

图5是图1中C处的局部放大图。

图6是图1中D处的局部放大图。

图7是本发明中烟气除焦油装置的主视图。

图8是本发明中烟气除焦油装置的纵向剖视图。

其中：1、进料机构；2、炉筒缓冷降温装置；3、出料装置；4、第一保护气氛发生装置；5、烧结炉单元；6、滚筒驱动装置；7、加热炉体；8、炉内滚筒；9、加热器；10、叶片；11、烟气除焦油装置；12、冷凝单元；13、进气单元；14、排气单元；15、壳体；16、气体管道；17、冷凝剂入口；18、冷凝剂出口；19、焦油出口；20、排烟口；21、单筒冷却机；22、冷却筒；23、第一喷淋室；24、冷却驱动装置；25、第一喷淋装置；26、送料装置；27、收料装置；28、第二保护气氛发生装置；29、第一筒体单元；30、第二筒体单元；31、第三筒体单元；32、集液槽；33、第一螺旋叶片单元；34、第二螺旋叶片单元；35、第三螺旋叶片单元；36、连接筒单元；37、连接螺旋叶片单元；38、第二喷淋室；39、第二喷淋装置；40、挡板；41、滚筒支撑单元；42、第一圆柱段；43、第一圆锥段；44、第二圆柱段；45、第二圆锥段；46、驱动支架；47、第一驱动齿轮；48、第一齿圈；49、第一支撑圈；50、齿圈护罩；51、支撑圈护罩；52、进料斗；53、卸料器；54、隔板；55、第一进料连接筒；56、第二进料连接筒；57、密封套；58、第二密封装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

如图1至图8所示的电加热负极材料烧结回转窑，包括进料机构1、烧结炉、炉筒缓冷降温装置2、出料装置3和第一保护气氛发生装置4，烧结炉包括一个以上的烧结炉单元5和滚筒驱动装置6，烧结炉单元5自后向前呈一字形排列，本发明优选的设置有两个烧结炉单元5，烧结炉单元5包括加热炉体7、炉内滚筒8和加热器9，炉内滚筒8转动设置在加热炉体7内并且炉内滚筒8的两端分别从加热炉体7的两端伸出，加热器9设置在加热炉体7内用于对炉内滚筒8加热，本发明可采用电加热或者气加热的方式，如采用电加热的方式，则加热器9是设置在加热炉体7内位于炉内滚筒8下方的加热棒，如采用气加热的方式，则加热器9是设置在加热炉体7内位于炉内滚筒8两则的烧嘴，本发明优选的采用电加热的方式，炉内滚筒8的内壁上固设有若干叶片10用于在炉内滚筒8转动时沿水平方向输送其内的锂电池负极材料，两个烧结炉单元5的炉内滚筒8相向的一端连接并且在连接处确保密封性，其中一个烧结炉单元5的炉内滚筒8与滚筒驱动装置6连接，滚筒驱动装置6驱动所有炉内滚筒8转动，进料机构1从最前端一个烧结炉单元5的炉内滚筒8的前端伸入该炉内滚筒8用于向炉内滚筒8内添加待烧结的锂电池负极材料，最后端一个烧结炉单元5的炉内滚筒8的后端穿过炉筒缓冷降温装置2，由炉筒缓冷降温装置2对由其中穿过的炉内滚筒8及炉内滚筒8内输送的烧结后的锂电池负极材料进行降温，出料装置3设置在炉筒缓冷降温装置2的后方用于接收烧结后的锂电池负极材料，最后方一个烧结炉单元5的炉内滚筒8的后端伸入出料装置3内并且可相对出料装置3转动，整个烧结炉的炉内滚筒8内温度从前向后逐渐升高，并且最前端一个炉内滚筒8前端的温度大于或等于沥青结块的温度，本发明中最前端一个炉内滚筒8前端内部的温度为300℃，并逐渐上升到600℃的烧结工作温度，本发明实现烧结炉内温度逐渐升高的方式可以是调整加热器9的密度，也可以是采用不同功率的加热器9等，本发明中靠近进料机构1的一端的炉内滚筒8内的温度高于300℃，高于沥青结块的温度，如此锂电池负极材料在进入炉内滚筒8时不会产生结块，第一保护气氛发生装置4自出料装置3处伸入炉内滚筒8，用于向炉内滚筒8中充入保护气体并从烧结炉的前端排出炉内滚筒8中的空气，本发明中的保护气体为氮气，在本发明烧结锂电池负极材料前，采用第一保护气氛发生装置4向炉内滚筒8中充入氮气，在炉内滚筒8内的空气全部排出后，再将待烧结的锂电池负极材料添加到炉内滚筒8中，并且在锂电池负极材料的烧结过程中，持续的向炉内滚筒8内充入氮气，使锂电池负极材料的烧结在氮气的气氛下完成。本发明中的出料装置3包括出料壳体，出料壳体设置于固定物上，出料壳体的下部为上端大下端小的结构，经炉筒缓冷降温装置2冷却后的锂电池负极材料被输送至出料壳体内，在出料壳体内向下掉落，由于出料壳体上大下小的形状，便于锂电池负极材料的聚集，本发明在出料壳体上开设有圆形的检修孔，检修孔的中心线与炉内筒8的中心线位于同一水平线上，出料壳体上转动安装有检修门，用于打开和关闭检修孔，本发明在检修门上设置有观察孔，观察孔处设置有透明板，通过透明板可观察炉内滚筒8内锂电池负极材料的输送状况，本发明通过打开检修孔，可进入出料装置3以及炉内滚筒8内，对出料装置3及炉内滚筒8内进行检修和清理。

本发明中相邻两个烧结炉单元5相向的一端处，炉内滚筒8伸出的位置设置有第一密封装置，第一密封装置包括固定（如焊接）在加热炉体7端部的密封套57，密封套57与炉内滚筒8同轴设置，并且密封套57的内径大于炉内滚筒8的外径，在密封套57与炉内滚筒8之间设置密封棉。

第一保护气氛发生装置4是第一氮气管道，第一氮气管道的一端伸入并穿过出料壳体进入最后方一个炉内滚筒8中，本发明优选的第一氮气管道伸入到炉内滚筒8位于加热炉体7内的部分，为了对第一氮气管道伸入炉内滚筒8内的一端进行支撑，避免其在向炉内滚筒8中充入氮气时发生摆动，本发明在炉内滚筒8内设置有支撑套，支撑套采用至少三根支撑杆与炉内滚筒8的内表面连接，其中支撑杆的两端与炉内滚筒8及支撑套均为焊接固定以确保其连接的强度，并且支撑杆沿圆周方向均匀分布，第一氮气管道伸入支撑套内并且支撑套随炉内滚筒8转动，在支撑套转动时，第一氮气管道保持相对静止，确保第一氮气管道可持续的向炉内滚筒8内充入氮气。

滚筒驱动装置6采用滚筒驱动电机，滚筒驱动电机的输出轴连接有传动轴，传动轴采用前后两根轴承转动设置在驱动支架46上，并且在传动轴上设置有第一驱动齿轮47，在最前方一个炉内滚筒8前端伸出加热炉体7的部分设置有第一齿圈48，第一驱动齿轮47与第一齿圈48相啮合，滚筒驱动电机驱动最前方一个炉内滚筒8转动，由于所有烧结炉单元5的炉内滚筒8相连，因此所有烧结炉单元5的炉内滚筒8同步转动。本发明在炉内滚筒8伸出加热炉体7的部分设置有第一支撑圈49，第一支撑圈的下方设置有支撑架，支撑架的左右两侧各对称的设置有一根转动支撑辊，转动支撑辊的长度方向与前后方向一致，并且转动支撑辊的前后两端与支撑架采用轴承转动连接，第一支撑圈49底部的前后两侧分别由两根转动支撑辊支撑，并且可在转动支撑辊上滚动，本发明在驱动支架46和支撑架上采用螺栓分别可拆卸的安装有齿圈护罩50和支撑圈护罩51，齿圈护罩50和支撑圈护罩51分别套在第一齿圈48和第一支撑圈49上。由于炉内滚筒8在加热时会发生膨胀形变，为对炉内滚筒8在水平方向上进行限位，本发明在支撑架上设置有前后两个限位轮，两个限位轮的中心线沿竖直方向设置，限位轮采用转动轴转动设置于支撑架上，第一支撑圈49的最低处位于两具限位轮之间，由两个限位轮对炉内滚筒8进行轴向限位。

进料机构1采用螺旋推料机，在炉内滚筒8的最前端设置有推料机支架，螺旋推料机安装在推料机支架上，螺旋推料机本身系现有技术，螺旋推料机的出料端伸入炉内滚筒8中，螺旋推料机的进料口处设置有进料斗52，进料斗52与螺旋推料机的进料口采用卸料器53连接，其中卸料器53也系现有技术，本发明不予详述，本发明将包裹有沥青的炭粒在加热至280℃以上之后再由进料斗52和螺旋推料机推送至炉内滚筒8中，避免由于沥青结块而影响上料，本发明在最前方一个炉内滚筒8内固定设置有隔板54，隔板54沿其中心线开设有贯穿其两侧的通孔，螺旋推料机的出料口一端从通孔穿过，本发明中的隔板54一方面用于防止待烧结的锂电池负极材料被向前输送，另一方面减少炉内滚筒8内热量的散失，提高热量的利用率。

在对锂电池负极材料烧结过程中，沥青中的焦油随烧结产生的烟气排出，为了除去烟气中的焦油，减少烟气排放对空气造成的污染，本发明设置有烟气除焦油装置11，烟气除焦油装置11与最前端一个烧结炉单元5的炉内滚筒8相通，锂电池负极材料烧结产生的烟气通过烟气除焦油装置11除去其中的焦油后排出。本发明中的烟气除焦油装置11包括冷凝单元12、进气单元13和排气单元14，冷凝单元12包括壳体15和多根气体管道16，壳体15在使用状态下安装于固定物上由固定物支持，壳体15呈圆筒状，壳体15的两端焊接有两个端板用于封闭壳体15的两端，壳体15上开有冷凝剂入口17和冷凝剂出口18，分别用于向壳体15内充入冷凝剂和从壳体15内排出冷凝剂，本发明中冷凝剂入口17开设在壳体15的下部，冷凝剂出口18开设在壳体15的上部，并且冷凝剂入口17和冷凝剂出口18分别位于壳体15的两侧，气体管道16设置在壳体15内并且贯穿壳体15的上下两端的端板，气体管道16的两端与壳体15两端的端板焊接固定以确保连接的密封性，避免壳体15内的冷凝剂从气体管道16和端板的连接处溢出；进气单元13设置在冷凝单元12的底部，进气单元13的顶端与冷凝单元12可拆卸的连接并且与所有的气体管道16相通，进气单元13上开设有烟气进口用于向进气单元13内充入烟气，进气单元13的底部开设有焦油出口19，使用状态下，在进气单元13的下方放置有一容器，用于接取从焦油出口19排出的焦油；排气单元14可拆卸的设置在冷凝单元12的顶部并且与所有的气体管道16相通，排气单元14的顶部开设有排烟口20，进气单元13内的烟气经由气体管道16向上流动时，其内的焦油与壳体15内的冷凝剂换热冷凝后向气体管道16底端流动，并从进气单元13底部的焦油出口19排出，其余烟气从排气单元14顶部的排烟口20排出，本发明中的排烟口20采用管道与烟气处理设备（图中未示出）连接，去除了焦油的烟气经过再次处理达到排放标准后再排放到大气中，其中后续处理的烟气处理设备系现有技术，非本发明的改进点，本发明不予详述。

本发明中进气单元13包括上部的第一圆柱段42和下部的第一圆锥段43，第一圆锥段43的顶部与第一圆柱段42的底端固定连接，本发明采用焊接的方式固定第一圆锥段43和第一圆柱段42，第一圆柱段42的顶端与冷凝单元12连接，烟气进口开设在第一圆柱段42上，焦油出口19开设在第一圆锥段43的底部。本发明在第一圆柱段42与冷凝单元12可拆卸连接并且在两者间设置有第一密封片（图中未示出），以提高冷凝单元12与进气单元13连接处的密封性。本发明在烟气进口处与第一圆柱段42焊接固定有进烟管，进烟管呈水平状态，进烟管远离第一圆柱段42的一端焊接有法兰，用于与产生烟气的炉体采用管道连接。本发明中的排气单元14包括下部的第二圆柱段44和上部的第二圆锥段45，第二圆锥段45的底部与第二圆柱段44的顶部固定连接，本发明优选的采用焊接的方式固定第二圆锥段45和第二圆柱段44，第二圆柱段44的底端与冷凝单元12的顶部连接，排烟口12开设在第二圆锥段45的顶部。本发明在第二圆柱段44与冷凝单元12可拆卸连接并且在两者之间设置有第二密封片以提高冷凝单元12与排气单元14连接处的密封性。本发明在排气单元14的第二圆锥段45顶部的排烟口20处焊接固定有排烟接管，用于与后续烟气处理设备连接，本发明中的排烟接管为圆管。本发明中的第一圆柱段42和第二圆柱段44与壳体15的两端均为法兰连接。本发明优选的设置有两个烟气除焦油装置11，两个烟气除焦油装置11均与最前端一个烧结炉单元5的炉内滚筒8相通，以提高除焦油的速度和质量。

本发明在最前方一个炉内滚筒8的前端设置有第一进料连接筒55，第一进料连接筒55与炉内滚筒8同轴设置，并且第一进料连接筒55的一端伸入炉内滚筒8中，最前方一个炉内滚筒8的前端设置有环形的连接板，第一进料连接筒55的后端自连接板伸入炉内滚筒8中并且与连接板间隙配合以避免其对炉内滚筒8的转动产生阻碍，第一进料连接筒55设置在固定物上由固定物支撑，进气单元13上的烟气进口与第一进料连接筒55连通，螺旋推料机自第一进料连接筒55的前端穿过第一进料连接筒55再伸入炉内滚筒8内。

为加快烧结后锂电池负极材料的冷却速度，本发明设置有单筒冷却机21，单筒冷却机21包括冷却筒22、第一喷淋室23、冷却驱动装置24和第一喷淋装置25，冷却筒22设置在第一喷淋室23内并且其两端分别从第一喷淋室23的两端伸出，冷却驱动装置24用于驱动冷却筒22转动，出料装置3的底部设置有送料装置26，本发明中的送料装置26的出料壳体底部与出料装置3采用软管连接，送料装置26伸入冷却筒22内用于将出料装置3处排出的经炉筒缓冷降温装置2初步冷却的锂电池负极材料送入冷却筒22内，本发明中的送料装置26包括第一送料筒和第二送料筒，第一送料筒呈竖直状，第一送料筒的顶端与软管连接，第二送料筒为倾斜结构，第一送料筒的下端与第二送料筒的前端相通并焊接固定，第二送料筒的后端伸入冷却筒内并且向下倾斜，出料壳体排出的经初步冷却的锂电池负极材料向下经软管掉入到第一送料筒内，于经第二送料筒送入冷却筒22内，由于第二送料筒倾斜式的结构，锂电池负极材料沿第二送料筒滑落到冷却筒22内，冷却筒22内壁固设有螺旋叶片，用于冷却筒22转动时输送其内的锂电池负极材料，第一喷淋装置25设置在第一喷淋室23内并在使用状态下向冷却筒22表面喷淋冷却液用于对冷却筒22及其内的锂电池负极材料降温，冷却筒22远离送料装置26的一端设置有收料装置27用于收集冷却后的锂电池负极材料，冷却筒22的端部伸入收料装置27并且与收料装置27转动连接。

本发明中的冷却筒22包括第一筒体单元29、第二筒体单元30和第三筒体单元31，第一筒体单元29和第三筒体单元31分别与第二筒体单元30的两端连接，并且第一筒体单元29和第三筒体单元31的外径均小于第二筒体单元30的外径，本发明在第二筒体单元30的两端分别焊接固定有前连接环板和后连接环板，第一筒体单元29的后端与前连接接环板焊接固定，第三筒体单元31的前端与后连接环板焊接固定，本发明中的第一筒体单元29、第二筒体单元30、第三筒体单元31、连接连环板和后连接环板的中心线位于同一水平线上，第二筒体单元30位于第一喷淋室23内，第一喷淋室23的前壁与后壁上分别开有贯穿内外的连接孔，第一筒体单元29和第三筒体单元31从第一喷淋室23前后的连接孔伸出第一喷淋室23，第一喷淋室23位于第二筒体单元30的底部为集液槽32，集液槽32用于收集第一喷淋装置25喷淋在第二筒体单元30上并且由第二筒体单元30流下的冷却液，由于第二筒体单元30与第一筒体单元29和第三筒体单元31直径差的原因，第二筒体单元30的底部向下凸出于第一筒体单元29和第三筒体单元31的底部，第二筒体单元30的底部浸在集液槽32内的冷却液中，第一筒体单元29、第二筒体单元30和第三筒体单元31内分别设置有第一螺旋叶片单元33、第二螺旋叶片单元34和第三螺旋叶片单元35，第一螺旋叶片单元33的后端与第二螺旋叶片单元34的前端相连，本发明中的送料装置26优选的伸入到第二筒体单元30内，将经过初步冷却的锂电池负极材料直接送到第二筒体单元30内，本发明在集液槽32上开设有溢流口，溢流口开设的位置略低于连接孔的高度，如此使得集液槽32内冷却液的液面高度不会到达连接孔处，即集液槽32内冷却液的液面高底低于第一筒体单元29和第三筒体单元31最低处的高度，可及时将多余的冷却液从集液槽32中排出，确保冷却液不会沿着第一筒体单元29和第三筒体单元31的长度方向流动，避免冷却液进入收料装置而对锂电池负极材料的干燥产生影响。

为了便于锂电池负极材料从第二筒体单元30输送到第三筒体单元31内，本发明设置有连接筒单元36，连接筒单元36为一端大一端小的喇叭状，连接筒单元36直径较大的一端的外径与第二筒体单元30的内径相等并伸入第二筒体单元30内，与第二筒体单元30的内表面固定连接，连接筒单元36直径较小的一端的外径与第三筒体单元31的外径相等，并与第三筒体单元31的前端焊接固定，连接筒单元36内设置有连接螺旋叶片单元37，本发明中的连接螺旋叶片单元37的前端与第二螺旋叶片单元34的后端相连，连接螺旋叶片单元37的后端与第三螺旋叶片单元35的前端连接，本发明中的锂电池负极材料在第二筒体单元31中输送到与连接筒单元36的连接处时，由于连接筒单元36使第二筒体单元30向第二筒体单元31的内径逐渐减小，锂电池负极材料沿连接筒单元36向后前方输送至第三筒体单元31内，避免由于第二筒体单元30和第三筒体单元31连接处由于内径的急剧变化而对锂电池负极材料的输送产生阻碍。

本发明在第一筒体单元29的前端设置有第二进料连接筒56，第二进料连接筒56的后端从第一筒体单元29的前端伸入第一筒体单元29中，第二进料连接筒56设置于固定物上避免其转动，本发明中的第一送料筒的底端伸入第二进料连接筒56内，第二送料筒设置于第二进料连接筒56内并且第二送料筒的后端向后伸入第一筒体单元29中。本发明中的冷却驱动装置24和第一筒体单元29的连接结构与滚筒驱动装置6和炉内滚筒8的连接结构相同，具体可参考滚筒驱动装置6和炉内滚筒8的连接结构，本发明不予赘述。本发明中第一筒体单元29和第三筒体单元31上均设置有滚动支撑装置，该滚动支撑装置也包括转动支撑辊、第一支撑圈49和限位轮，具体与炉内滚筒8的支撑结构相同，本发明不予详述。

本发明在集液槽32的底部开设有排液口，用于排出集液槽32内的冷却液，本发明优选的将排液口与第一喷淋装置25连接，第一喷淋装置25包括喷淋管，喷淋管设置在第一喷淋室23的上部，并且喷淋管与第二筒体单元30平行，喷淋管的一端伸出第一喷淋室23并且与第一喷淋室23固定由第一喷淋室23对喷淋管进行支撑，喷淋管的中心线与第二筒体单元30的中心线位于同一竖直平面上，在喷淋管的下方沿其长度方向均匀的开设有多个喷淋孔，本发明优选的在每个喷淋孔处螺纹安装有喷头，喷头向下喷淋冷却液，喷淋管内的冷却液经由喷头喷向第二筒体单元30上，本发明中的喷淋管与排液口采用水管连接由集液槽32为第一喷淋装置25提供冷却液，本发明在连接喷淋管与排液口的水管上安装有水泵，水泵抽取集液槽32内的冷却液至喷淋管，实现冷却液的循环使用，由于在冷却液的循环使用时，冷却液温度升高，需要根据需要更换冷却液以及冷却液在使用时会部分蒸发，使集液槽32内冷却液减少，冷却液的液面降低，为了检测集液槽32内冷却液的液面高度，本发明在集液槽32内设置有液位计，用于检测集液槽32内冷却液的液面高度，在集液槽32内冷却液由于蒸发等而减少导致冷却液的液面低于第二筒体单元30最低点的高度时向集液槽32内添加冷却液，以使第二筒体单元30的底部浸泡在冷却液中，本发明中的第二筒体单元30的顶部由第一喷淋装置25喷出的冷却液降温，底部由于浸泡在集液槽32内与冷却液热交换，整体上提高了锂电池负极材料的冷却速度。

单筒冷却机21在氮气的气氛环境下冷却锂电池负极材料，以防止锂电池负极材料由于温度高且与空气接触而被氧化，为实现氮气的保护气氛环境，本发明设置有第二保护气氛发生装置28，第二保护气氛发生装置28自收料装置27伸入冷却筒22内，用于向冷却筒22内充入保护气体并将冷却筒22内的空气自送料装置26的一端排出，本发明中的第二保护气氛发生装置28采用第二氮气管道，第二氮气管道从收料装置27伸入冷却筒22内，并且第二氮气管道安装在收料装置27以实现其固定，第二氮气管道伸出冷确筒22的一端用于与压缩氮气连通，将压缩的氮气充入冷却筒22内，向冷却筒内充入氮气一方面排出冷却筒22内的空气，另一方面在单筒冷却机21冷却锂电池负极材料时持续的向冷却筒22内充入氮气，使锂电池负极材料在氮气的气氛下进行，由于锂电池负极材料冷却过程中不与空气接触，避免被氧化，提高锂电池负极材料的烧结处理质量。本发明中的收料装置27的结构与出料装置3的结构相同，在收料装置27上也设置有检修门，在收料装置27的下方开挖有地坑，方便经过烧结与冷却后的锂电池负极材料的最终收集。

本发明中的炉筒缓冷降温装置2包括第二喷淋室38和第二喷淋装置39，第二喷淋装置39设置在第二喷淋室38内，最后方一个烧结炉单元5的炉内滚筒8穿过第二喷淋室38，第二喷淋装置39位于炉内滚筒8的上方并对炉内滚筒8喷淋冷却液，炉内滚筒8位于第二喷淋室38内的部分设置有一个以上的挡板40，用于阻止喷淋在炉内滚筒8上的冷却液沿炉内滚筒8的长度方向从第二喷淋室38内流出，本发明中挡板40的数量有多个，多个挡板40等间隔设置并与炉内滚筒8的外表面固定（如焊接），挡板40为环形板，本发明在第二喷淋室30外侧的部分也各固定有至少一个挡板40，第二喷淋装置30将冷却液喷淋在炉内滚筒8表面上后，除上沿炉内滚筒8外表面向下流动外，冷却液仅能在相邻两个挡板40之间沿炉内滚筒8的长度方向流动，避免冷却液沿炉内滚筒8的长度方向流出第二喷淋室39，更不会有冷却液流动到加热炉体7内，提高烧结炉使用的安全性。本发明中的第二喷淋装置39的结构与第一喷淋装置25的结构相同，在第二喷淋室38的底部开有冷却液出口，冷却液出口采用管道与第二喷淋装置39连通，并且在管道上设置有水泵，用于将第二喷淋室38底部的冷却液抽至第二喷淋装置25，实现冷却液的循环利用，本发明在第二喷淋室38的顶端开设有出气孔，便于第二喷淋室38内热量的排出。

本发明在两个烧结炉单元5之间设置有滚筒支撑单元41，在相邻两个结烧炉单元的炉内滚筒8的连接处由滚筒支撑单元41连接并可相对滚筒支撑单元41滚动，本发明中的滚筒支撑单元41包括滚筒支架和左右两根支撑辊，两根支撑辊的前后两端均采用轴承转动设置在滚筒支架上，并且两根支撑辊对称的设置在炉内滚筒8的左右两侧，炉内滚筒8的下部左右两侧由支撑辊支撑，并且炉内滚筒8可相对支撑辊滚动。

本发明在第一进料连接筒55与炉内滚筒8之间、炉内滚筒8与出料壳体之间、第一筒体单元29与第二进料连接筒56之间以及第三筒体单元31与收料装置27之间均设置有第二密封装置58，第二密封装置58系现有技术，具体结构如授权公告号是CN213396492U的中国实用新型专利所公开的炉头密封结构相同，本发明不予详述。

以上说明书中未做特别说明的部分均为现有技术，或者通过现有技术即能实现。而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (10)

1.电加热负极材料烧结回转窑，其特征在于：包括进料机构（1）、烧结炉、炉筒缓冷降温装置（2）、出料装置（3）和第一保护气氛发生装置（4），烧结炉包括一个以上的烧结炉单元（5）和滚筒驱动装置（6），烧结炉单元（5）自后向前呈一字形排列，烧结炉单元（5）包括加热炉体（7）、炉内滚筒（8）和加热器（9），炉内滚筒（8）转动设置在加热炉体（7）内并且炉内滚筒（8）的两端分别从加热炉体（7）的两端伸出，加热器（9）设置在加热炉体（7）内用于对炉内滚筒（8）加热，炉内滚筒（8）的内壁上固设有若干叶片（10）用于在炉内滚筒（8）转动时沿水平方向输送其内的锂电池负极材料，相邻两个烧结炉单元（5）的炉内滚筒（8）相向的一端连接，其中一个烧结炉单元（5）的炉内滚筒（8）与滚筒驱动装置（6）连接，滚筒驱动装置（6）驱动所有炉内滚筒（8）转动，进料机构（1）从最前端一个烧结炉单元（5）的炉内滚筒（8）的前端伸入该炉内滚筒（8）用于向炉内滚筒（8）内添加待烧结的锂电池负极材料，最后端一个烧结炉单元（5）的炉内滚筒（8）的后端穿过炉筒缓冷降温装置（2），由炉筒缓冷降温装置（2）对由其中穿过的炉内滚筒（8）及炉内滚筒（8）内输送的烧结后的锂电池负极材料进行降温，出料装置（3）设置在炉筒缓冷降温装置（2）的后方用于接收烧结后的锂电池负极材料，最后方一个烧结炉单元（5）的炉内滚筒（8）的后端伸入出料装置（3）内并且可相对出料装置（3）转动，整个烧结炉的炉内滚筒（8）内温度从前向后逐渐升高，并且最前端一个炉内滚筒（8）前端的温度大于或等于沥青结块的温度，第一保护气氛发生装置（4）自出料装置（3）处伸入炉内滚筒（8），用于向炉内滚筒（8）中充入保护气体并从烧结炉的前端排出炉内滚筒（8）中的空气。

2.根据权利要求1所述的电加热负极材料烧结回转窑，其特征在于：还包括烟气除焦油装置（11），烟气除焦油装置（11）与最前端一个烧结炉单元（5）的炉内滚筒（8）相通，锂电池负极材料烧结产生的烟气通过烟气除焦油装置（11）除去其中的焦油后排出。

3.根据权利要求2所述的电加热负极材料烧结回转窑，其特征在于：烟气除焦油装置（11）包括冷凝单元（12）、进气单元（13）和排气单元（14），冷凝单元（12）包括壳体（15）和多根气体管道（16），壳体（15）在使用状态下安装于固定物上，壳体（15）上开有冷凝剂入口（17）和冷凝剂出口（18），分别用于向壳体（15）内充入冷凝剂和从壳体（15）内排出冷凝剂，气体管道（16）设置在壳体（15）内并且贯穿壳体（15）的上下两端，进气单元（13）设置在冷凝单元（12）的底部，进气单元（13）的顶端与冷凝单元（12）连接并且与所有的气体管道（16）相通，进气单元（13）上开设有烟气进口用于向进气单元（13）内充入烟气，进气单元（13）的底部开设有焦油出口（19），排气单元（14）设置在冷凝单元（12）的顶部并且与所有的气体管道（16）相通，排气单元（14）的顶部开设有排烟口（20），进气单元（13）内的烟气经由气体管道（16）向上流动时，其内的焦油与壳体（15）内的冷凝剂换热冷凝后向气体管道（16）底端流动，并从进气单元（13）底部的焦油出口（19）排出，其余烟气从排气单元（14）顶部的排烟口（20）排出。

4.根据权利要求1所述的电加热负极材料烧结回转窑，其特征在于：还包括单筒冷却机（21），单筒冷却机（21）包括冷却筒（22）、第一喷淋室（23）、冷却驱动装置（24）和第一喷淋装置（25），冷却筒（22）设置在第一喷淋室（23）内并且其两端分别从第一喷淋室（23）的两端伸出，冷却驱动装置（24）用于驱动冷却筒（22）转动，出料装置（3）的底部设置有送料装置（26），送料装置（26）伸入冷却筒（22）内用于将出料装置（3）处排出的经炉筒缓冷降温装置（2）初步冷却的锂电池负极材料送入冷却筒（22）内，冷却筒（22）内壁固设有螺旋叶片，用于冷却筒（22）转动时输送其内的锂电池负极材料，第一喷淋装置（25）设置在第一喷淋室（23）内并在使用状态下向冷却筒（22）表面喷淋冷却液用于对冷却筒（22）及其内的锂电池负极材料降温，冷却筒（22）远离送料装置（26）的一端设置有收料装置（27）用于收集冷却后的锂电池负极材料，冷却筒（22）的端部伸入收料装置（27）并且与收料装置（27）转动连接。

5.根据权利要求4所述的电加热负极材料烧结回转窑，其特征在于：还包括第二保护气氛发生装置（28），第二保护气氛发生装置（28）自收料装置（27）伸入冷却筒（22）内，用于向冷却筒（22）内充入保护气体并将冷却筒（22）内的空气自送料装置（26）的一端排出。

6.根据权利要求5所述的电加热负极材料烧结回转窑，其特征在于：冷却筒（22）包括第一筒体单元（29）、第二筒体单元（30）和第三筒体单元（31），第一筒体单元（29）和第三筒体单元（31）分别与第二筒体单元（30）的两端连接，并且第一筒体单元（29）和第三筒体单元（31）的外径均小于第二筒体单元（30）的外径，第二筒体单元（30）位于第一喷淋室（23）内，第一筒体单元（29）和第三筒体单元（31）伸出第一喷淋室（23），第一喷淋室（23）位于第二筒体单元（30）的底部为集液槽（32），集液槽（32）用于收集第一喷淋装置（25）喷淋在第二筒体单元（30）上并且由第二筒体单元（30）流下的冷却液，第二筒体单元（30）的底部浸在集液槽（32）内的冷却液中，第一筒体单元（29）、第二筒体单元（30）和第三筒体单元（31）内分别设置有第一螺旋叶片单元（33）、第二螺旋叶片单元（34）和第三螺旋叶片单元（35）。

7.根据权利要求6所述的电加热负极材料烧结回转窑，其特征在于：还包括连接筒单元（36），连接筒单元（36）为一端大一端小的喇叭状，连接筒单元（36）直径较大的一端伸入第二筒体单元（30）内并与第二筒体单元（30）的内表面固定连接，连接筒单元（36）直径较小的一端与第三筒体单元（31）固定连接，连接筒单元（36）内设置有连接螺旋叶片单元（37）。

8.根据权利要求6或7所述的电加热负极材料烧结回转窑，其特征在于：集液槽（32）内设置有液位计，用于检测集液槽（32）内冷却液的液面高度，在集液槽（32）内液面低于第二筒体单元（30）最低点的高度时向集液槽（32）内添加冷却液。

9.根据权利要求1所述的电加热负极材料烧结回转窑，其特征在于：炉筒缓冷降温装置（2）包括第二喷淋室（38）和第二喷淋装置（39），第二喷淋装置（39）设置在第二喷淋室（38）内，最后方一个烧结炉单元（5）的炉内滚筒（8）穿过第二喷淋室（38），第二喷淋装置（39）位于炉内滚筒（8）的上方并对炉内滚筒（8）喷淋冷却液，炉内滚筒（8）位于第二喷淋室（38）内的部分设置有一个以上的挡板（40），用于阻止喷淋在炉内滚筒（8）上的冷却液沿炉内滚筒（8）的长度方向从第二喷淋室（38）内流出。

10.根据权利要求1所述的电加热负极材料烧结回转窑，其特征在于：相邻两个烧结炉单元（5）之间设置有滚筒支撑单元（41），在相邻两个结烧炉单元的炉内滚筒（8）的连接处由滚筒支撑单元（41）连接并可相对滚筒支撑单元（41）滚动。

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