CN219279503U - 一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置 - Google Patents
一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN219279503U CN219279503U CN202320503059.7U CN202320503059U CN219279503U CN 219279503 U CN219279503 U CN 219279503U CN 202320503059 U CN202320503059 U CN 202320503059U CN 219279503 U CN219279503 U CN 219279503U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphitization
- zone
- cooling
- furnace
- carbonization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 title claims abstract description 49
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 28
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 claims description 9
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 22
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 8
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009656 pre-carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Abstract
本实用新型涉及一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置，包括炭化回转窑、石墨化炉，所述炭化回转窑的出口通过可伸缩式连接结构与石墨化炉入口连接，所述石墨化炉从入口到出口为向下倾斜设置，倾斜角度能够调整，所述石墨化炉包括从入口到出口依次为装料区、预热区、加热区、均热区、冷却区，所述加热区和均热区为通过电极加热的石墨管，所述装料区的端部设有推料器。本实用新型采用两种炉型相结合的方式组合在一起实现连续化生产，形成碳素连续高温炭化、石墨化的工艺装置组合。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池负极材料生产技术领域，尤其涉及一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置。
背景技术
目前的碳素高温炭化(1250℃)工艺和石墨化(2800℃)工艺，基本上为两种独立的生产装置，采用周期式生产工艺。主要有以下缺点：1)受限于炉子内衬材料的耐热性能；2)受限于加热元器件的使用温度；3)周期式高温炭化和石墨化装置无法实现连续性生产，造成能耗高、消耗大。
针对上述技术缺陷，本发明旨在开发一种能够连续生产、降低能耗的工艺生产装置，用于克服上述缺点。
实用新型内容
本实用新型提供了一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置，采用两种炉型相结合的方式组合在一起实现连续化生产，形成碳素连续高温炭化、石墨化的工艺装置组合。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置，包括炭化回转窑、石墨化炉，所述炭化回转窑的出口通过可伸缩式连接结构与石墨化炉入口连接，所述石墨化炉从入口到出口为向下倾斜设置，倾斜角度能够调整，所述石墨化炉包括从入口到出口依次为装料区、预热区、加热区、均热区、冷却区，所述加热区和均热区为通过电极加热的石墨管，所述装料区的端部设有推料器。
所述加热区前端设有低温段排气口，所述均热区前端设有高温段排气口。
冷却区依次为气冷缓冷区、水冷快冷区，所述气冷缓冷区外部设有风冷通道，用于循环通入氮气或惰性气体，所述水冷快冷区外部设有冷却水通道，用于循环通入冷却水。
所述炭化回转窑的出口通过能够伸缩的波纹管与石墨化炉入口连接。
所述石墨化炉的入口端通过液压缸驱动升降，从而能够调节倾斜角度B为20±5°。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1)采用两种炉型相结合的方式组合在一起实现连续化生产，形成碳素连续高温炭化、石墨化的工艺装置组合，降低能耗，实现低污染、高产优质。
2)本实用新型中的石墨化炉倾斜20±5°角度可调，物料始终不充满炉膛，使炉膛上部始终有间隙存在，在加热区上设排气口，可以将低温区的挥发分排出，在均热区的炉壁上设置排气口，可以将高温区气化的杂质排出炉外，这样可以防止物料表面挥发分和气化杂质在物料表面的富集凝结、造成排气不畅、甚至喷炉事故的发生。
3)本实用新型的高温炭化或石墨化工艺在石墨化炉中进行，用于加热物料的石墨管既做高温内衬也做电热发热体，可加热并承受3000℃的温度，实现物料的高温炭化或石墨化，解决炉子内衬材料的耐热性能受限和加热元器件的使用温度受限的问题。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图中：1、回转窑装料***，2、装料密封端，3、驱动和支承***，4、回转窑本体，5、出料密封端，6、回转窑出料***，7、推料器，8、装料区耐火炉管，9、预热区耐火炉管，10、加热区石墨管，11、均热区石墨管，12、冷却一区，13、冷却二区，14、低温段排气管，15、供电正极，16、高温段排气管，17、供电负极，18、高温窑出料***，19、升降装置，20、风冷通道，21、冷却水通道，22、波纹管。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
见图1所示，一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置，包括炭化回转窑、石墨化炉，所述炭化回转窑的出口通过可伸缩式连接结构与石墨化炉入口连接，所述石墨化炉从入口到出口为向下倾斜设置，倾斜角度能够调整，所述石墨化炉包括从入口到出口依次为装料区、预热区、加热区、均热区、冷却区，所述加热区和均热区为通过电极加热的石墨管，所述装料区的端部设有推料器7。
所述加热区前端设有低温段排气口14，所述均热区前端设有高温段排气口16。
冷却区依次为气冷缓冷区(冷却一区12)、水冷快冷区(冷却二区13)，所述气冷缓冷区外部设有风冷通道20，用于循环通入氮气或惰性气体，所述水冷快冷区外部设有冷却水通道21，用于循环通入冷却水。
所述炭化回转窑的出口通过能够伸缩的波纹管22与石墨化炉入口连接。
所述石墨化炉的入口端通过液压缸驱动升降，从而能够调节倾斜角度B为20±5°。
具体工作过程描述：
碳素材料通过回转窑装料***1送入炭化回转窑内，物料在回转窑本体4内完成加热任务，回转窑本体采用电加热间接式加热，将物料加热到目标温度。炭化回转窑通过驱动和支承***3变频调速旋转，炭化回转窑筒体与水平呈一定夹角A(1.5～3.5°)，物料在倾角作用力和变频调速旋转的联合推动下逐渐运动到出料密封端5，完成预炭化的碳素通过回转窑出料***6在锁风器的控制下靠重力作用送入石墨化炉内。
石墨化炉整个炉体与水平面呈一定倾斜角布置，入料端与炭化回转窑相连接(高端)，高端设置升降装置19(液压缸)调节倾斜角度，依据通过物料产量和物料的安息角进行调节，倾斜角度B在15°～25°范围可调，物料在重力和推料器7的双重作用下，实现物料在炉内的连续运动。碳素的加热是依靠高温炉内的加热区石墨管10、均热区石墨管11两端供电正极15、供电负极17施加的直流电，加热区石墨管10、均热区石墨管11自身发热产生的热量，石墨管在隔绝空气的情况下可以耐受3000℃的高温，既可以完成连续高温炭化也可以实现连续石墨化。通过加热区和均热区完成高温炭化、石墨化的物料进入冷却一区12进行缓冷将物料冷却到：高温炭化1000℃、石墨化1500℃，然后进入冷却二区13快速冷却，将物料冷却到<100℃，最后物料经高温窑出料***18排出炉外，完成整个工艺处理过程。
实施例1：高温炭化工艺
炭化回转窑采用间接加热金属回转窑，在窑内将碳素加热到850℃～1000℃，通过回转窑下的出料***送入第二段与水平呈一定倾斜角的石墨化炉内，石墨化炉内设石墨管，外衬绝缘隔热材料，石墨管两端分别设置供电正、负极，石墨管既做高温内衬也做电热发热体，通过自热将需要高温炭化的物料加热到1250℃～1350℃，实现物料的炭化，然后通过冷却一区12(缓冷段)和冷却二区13(快冷段)将物料冷却到<100℃，完成加工艺过程。
实施例2：石墨化工艺
炭化回转窑采用间接加热金属回转窑，在窑内将碳素加热到850℃～1000℃，通过回转窑下的出料***送入第二段与水平呈一定倾斜角的石墨化炉内，石墨化炉内设石墨管，外衬绝缘隔热材料，石墨管两端分别设置供电正、负极，石墨管既做内衬也做电热发热体，通过自热将需要石墨化的物料加热到2800℃～3000℃，实现石墨化，然后通过冷却一区12(缓冷段)和冷却二区13(快冷段)将物料冷却到<100℃，完成加工工艺过程。
Claims (5)
1.一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置，其特征在于，包括炭化回转窑、石墨化炉，所述炭化回转窑的出口通过可伸缩式连接结构与石墨化炉入口连接，所述石墨化炉从入口到出口为向下倾斜设置，倾斜角度能够调整，所述石墨化炉包括从入口到出口依次为装料区、预热区、加热区、均热区、冷却区，所述加热区和均热区为通过电极加热的石墨管，所述装料区的端部设有推料器。
2.根据权利要求1所述的一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置，其特征在于，所述加热区前端设有低温段排气口，所述均热区前端设有高温段排气口。
3.根据权利要求1所述的一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置，其特征在于，所述冷却区依次为气冷缓冷区、水冷快冷区，所述气冷缓冷区外部设有风冷通道，用于循环通入氮气或惰性气体，所述水冷快冷区外部设有冷却水通道，用于循环通入冷却水。
4.根据权利要求1所述的一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置，其特征在于，所述炭化回转窑的出口通过能够伸缩的波纹管与石墨化炉入口连接。
5.根据权利要求1所述的一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置，其特征在于，所述石墨化炉的入口端通过液压缸驱动升降，从而能够调节倾斜角度B为20±5°。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320503059.7U CN219279503U (zh) | 2023-03-15 | 2023-03-15 | 一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320503059.7U CN219279503U (zh) | 2023-03-15 | 2023-03-15 | 一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN219279503U true CN219279503U (zh) | 2023-06-30 |
Family
ID=86919502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202320503059.7U Active CN219279503U (zh) | 2023-03-15 | 2023-03-15 | 一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN219279503U (zh) |
-
2023
- 2023-03-15 CN CN202320503059.7U patent/CN219279503U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2018068616A1 (zh) | 活性炭活化炉及活性炭生产方法 | |
| CN205933244U (zh) | 一种电池负极材料连续石墨化炉 | |
| WO2012022058A1 (zh) | 煤物质单燃烧器分解设备 | |
| CN219279503U (zh) | 一种碳素连续高温炭化、石墨化工艺装置 | |
| CN211739832U (zh) | 硅碳负极材料连续式气氛保护回转炉 | |
| CN113479873A (zh) | 一种连续石墨化、高温炭化一体炉及其工作方法 | |
| CN201882914U (zh) | 锂离子电池用石墨负极材料高温石墨化碳管炉 | |
| CN105197919B (zh) | 碳素颗粒材料高温连续气体提纯与石墨化电热炉 | |
| CN204529316U (zh) | 双段式石墨化炉设备 | |
| CN204324896U (zh) | 一种高纯石墨高温石墨化炉 | |
| CN102797075A (zh) | 连续石墨化超高温管式炉 | |
| CN108046235B (zh) | 散状炭材料超高温提纯炉 | |
| CN205933249U (zh) | 分布式粉体加热炉 | |
| CN218931725U (zh) | 一种卧立协同连续石墨化装置 | |
| CN212374889U (zh) | 一种可连续生产人造石墨的高温炉窑 | |
| CN114777468A (zh) | 一种锂离子电池石墨类负极材料炭化处理***及其炭化处理工艺 | |
| CN210718603U (zh) | 一种电加热回转窑 | |
| CN210237133U (zh) | 一种锂电池负极材料连续石墨化炉 | |
| CN208700580U (zh) | 连续生产间隔加热石墨化炉 | |
| CN219385057U (zh) | 锂离子电池负极材料包覆造粒、炭化、石墨化装置 | |
| CN219083706U (zh) | 一种回转窑自适应受电装置 | |
| CN208266114U (zh) | 回旋出料热交换式裂解窑 | |
| CN111847442A (zh) | 一种可连续生产人造石墨的高温炉窑 | |
| CN107651678B (zh) | 一种粉体热处理炉 | |
| CN220467879U (zh) | 一种高温碳化装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240412 Address after: No. 10, Zhenzhu Lane, Shahekou District, Dalian City, Liaoning Province, 116000, China, 4-4-1 Patentee after: Liu Jian Country or region after: China Address before: No. 805, block C, Wanxi city square, Tiedong District, Anshan City, Liaoning Province, 114000 Patentee before: Meng Xiangan Country or region before: China |