CN219735949U - 一种三元前驱体烧结冷却一体回转炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于回转炉技术领域，且公开了一种三元前驱体烧结冷却一体回转炉，包括炉体，所述炉体由前部加热烧结区、中部冷却区，后部进气区三部分组成，所述炉体前部加热烧结区外壁设置有加强板，且在烧结区外部设有外加热装置，所述外加热装置上设置有加热丝用电接口，所述炉体中部冷却区外部设有喷淋水套，所述喷淋水套上设有进水口，本实用新型优化了炉体结构，将原本两台的设备合并为一台设备，减少了配套设备，降低了安装设备工作量和难度，本实用新型优化了工艺设备布置高度，节省了高度空间，节约了投资成本，本实用新型优化了设备炉体设置分风口，使得载气与加热烧结区的固体物料接触均匀，提高反应率。

Description

一种三元前驱体烧结冷却一体回转炉

技术领域

本实用新型属于回转炉技术领域，具体涉及一种三元前驱体烧结冷却一体回转炉。

背景技术

近年来，新能源汽车的快速发展对动力电池的高续航里程、轻量化等技术水平提出了更高的要求。正极材料对能锂离子动力电池的能量密度、循环次数等指标有确定性的优势，高镍化动力电池的市场前景将非常广阔。从政策导向和市场需求来看，长续航里程是新能源汽车的主要发展方向，动力锂电池技术将向高安全性、高能量密度、高循环次数方向发展。先进三元电池单体能量密度分别平均达到280Wh/kg。对于三元材料而言，高镍化发展是行业普遍认同的未来发展方向之一，高镍三元前驱体是生产高性能锂离子动力电池正极材料的关键材料，目前国内外都看好其市场前景，因而都在竞相研发和积极进行市场推广。

目前三元前驱体烧结生产的主要设备有推板窑和辊道窑，推板窑以推板作为窑内运载工具，一般采用液压推进器，但是由于传动方式限制，产能小、能耗高、且不宜生产高镍三元材料；辊道窑通过连续排布的辊子运输物料，物料升温快，温度均匀，产品一致性好，但是设备没有蓄热能耗较高， 且投资成本大，维护成本高。

针对上述生产主要设备的缺点，CN 209326250U公开一种三元前驱体回转窑， 回转窑包括焙烧段和冷却段，所述冷却段中设有隔板，所述焙烧工艺被隔板分隔成焙烧部和冷却部两端。三元前驱体烧结成为三元正极料后需要设置一台能连续生产的冷却设备，这样在工艺设计中就必须由两台设备来完成这一过程，在工艺设备布置时烧结炉的前序是采用干燥回转炉的干燥工艺，为了进料顺利一般布置在三楼，将烧结炉布置在二楼，冷却设备布置在一楼。这就造成工艺设备布置复杂、厂房建设过高、安装设备工作量和难度加大，同时无形中增添了配套其它设备和管道数量，增加了投资成本。基于如上问题，我们提出了一种三元前驱体烧结冷却一体回转炉。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种三元前驱体烧结冷却一体回转炉，将常规需要烧结炉和冷却炉两台设备才能完成的工作合并为一台设备，优化了工艺设备布置高度，减少了配套设备，降低了安装设备工作量和难度，节约了投资成本。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种三元前驱体烧结冷却一体回转炉，包括：炉体，所述炉体由前部加热烧结区、中部冷却区，后部进气区三部分组成，所述炉体前部加热烧结区外壁设置有加强板，且在烧结区外部设有外加热装置，所述外加热装置上设置有加热丝用电接口，所述炉体中部冷却区外部设有喷淋水套，所述喷淋水套上设有进水口，所述喷淋水套的底部设有集水出口，所述炉体后部进气区部分布设有载气进口，所述炉体的头部设有进料机构，所述进料机构的接口上连接安装有进料螺旋输送机，所述螺旋输送机上设有进料口，所述进料口上安装有料斗，所述料斗与螺旋输送机之间设有关风阀，所述炉体的尾部设有出料箱，所述出料箱内安装有导料板，所述出料箱的底部设有出料口，所述出料口上安装有出料阀，所述进料机构、出料箱与炉体结合处设有密封装置。

优选的，所述炉体外部设置有两组或者多组滚圈，且分别由托轮机构和挡托轮机构托起，所述炉体靠近进料机构的外壁圆周部固定套设有大齿圈，所述炉体的下方位于进料机构的下方安装有传动机构，所述传动机构上的小齿轮与大齿圈相啮合。

优选的，所述炉体尾部部分装有用来进冷却载气的进气装置，所述进气装置上设有进风口，所述进风口上安装有进风器，所述进风器上设有插板阀，所述进风器上设有回料口所述进风器上设有分布器，所述分布器上设有分布口。

优选的，所述喷淋水套设在炉体的中段，所述喷淋水套分为上壳体和下壳体，所述上壳体的顶端设有通水的分水器，所述下壳体的底部设有集水器，所述下壳体的底部安装有支座。

优选的，所述密封装置包括密封垫板、密封动环和密封箱，所述密封装置由炉体上焊接在密封垫板以及密封动环，与密封箱一起组成了径向迷宫式密封。

优选的，所述进料机构的顶部设有出气口，所述进料机构是进料箱或陶瓷类进料溜管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型优化了炉体结构，将原本两台的设备合并为一台设备，减少了配套设备，降低了安装设备工作量和难度。

（2）本实用新型优化了工艺设备布置高度，节省了高度空间，节约了投资成本。

（3）本实用新型优化了设备炉体设置分风口，使得载气与加热烧结区的固体物料接触均匀，提高反应率。

（4）本实用新型优化了设备布局，使得载气与烧结完的高温产品接触，既冷却了高温产品，又对载气进行预热，便于反应快速进行。

（5）本实用新型优化了工艺的设备要求，充分设计了减少金属污染的环节。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型回转炉管口、接口的示意图；

图3为本实用新型进气区的进气装置结构示意图；

图4为本实用新型冷却区的喷淋水套结构示意图；

图5为本实用新型密封装置结构示意图；

图中：1、螺旋输送机；2、关风阀；3、料斗；4、进料机构；5、密封装置；6、炉体；7、滚圈；8、外加热装置；9、加强板；10、喷淋水套；11、进气装置；12、出料箱；13、出料阀；14、导料板；15、托轮机构；16、挡托轮机构；17、大齿圈；18、传动机构；19、进料口；20、出气口；21、加热丝用电接口；22、集水出口；23、进水口；24、进风口；25、出料口；26、插板阀；27、进风器；28、分布器；29、回料口；30、分布口；31、下壳体；32、上壳体；33、分水器；34、集水器；35、支座；36、密封垫板；37、动环；38、密封箱。

实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图5所示，本实用新型提供如下技术方案：一种三元前驱体烧结冷却一体回转炉，包括：炉体6，炉体6由前部加热烧结区、中部冷却区，后部进气区三部分组成，加热烧结区也可以设置热风夹套，采用热风介质实现外部供热炉体6，前部加热烧结区外壁设置有加强板9，且在烧结区外部设有外加热装置8，外加热装置8上设置有加热丝用电接口21，炉体6中部冷却区外部设有喷淋水套10，通过由外部循环冷却水采用间接冷却的方式为炉内物料降温，喷淋水套10上设有进水口23，喷淋水套10的底部设有集水出口22，炉体6后部进气区部分布设有载气进口，使得进气均匀，利于烧结反应，进行炉体6的头部设有进料机构4，进料机构4的接口上连接安装有进料螺旋输送机1，螺旋输送机1上设有进料口19，进料口19上安装有料斗3，料斗3与螺旋输送机1之间设有关风阀2，炉体6的尾部设有出料箱12，出料箱12内安装有导料板14，出料箱12的底部设有出料口25，出料口25上安装有出料阀13，进料机构4、出料箱12与炉体6结合处设有密封装置5。

炉体6上按照满足弯曲应力的要求设置有两组或者多组滚圈7，且分别由托轮机构15和挡托轮机构16托起，炉体6靠近进料机构4的外壁圆周部固定套设有大齿圈17，炉体6的下方位于进料机构4的下方安装有传动机构18，传动机构18上的小齿轮与大齿圈17相啮合。

炉体6尾部部分装有用来进冷却载气的进气装置11，进气装置11上设有进风口24，进风口24上安装有进风器27，进风器27上设有插板阀26，进风器27上设有回料口29进风器27上设有分布器28，分布器28上设有分布口30。

喷淋水套10设在炉体6的中段，喷淋水套10分为上壳体32和下壳体31，上壳体32的顶端设有通水的分水器33，下壳体31的底部设有集水器34，下壳体31下安装有支座35。

密封装置5包括密封垫板36、密封动环37和密封箱38，密封装置5由炉体6上焊接在密封垫板36以及密封动环37，与密封箱38一起组成了径向迷宫式密封。

进一步的，进料机构4的顶部设有出气口20，进料机构4是进料箱或陶瓷类进料溜管。

通过上述技术方案：如图1所示，三元前驱体烧结冷却一体回转炉主体是炉体6，在炉体6上按照满足弯曲应力的要求设置有两组或者多组滚圈7，它们分别由托轮机构15和挡托轮机构16托起，共同支撑炉体6及操作重量；大齿圈17通过与传动机构18上的小齿圈啮合传动，带动炉体6转动，大小齿圈外部有齿圈罩防止机械伤人，保证润滑洁净；炉体6前端为进料机构4，其上设有螺旋输送机1、关风阀2、料斗3及其支撑架，进料机构 4与炉体6之间采用径向迷宫结构的密封装置5；出料箱12位于炉体6后段，其上设有出料阀13；出料箱12与炉体6之间采用径向迷宫结构的密封装置5；在炉体6高温段设加强板9，出料端内设有导料板14结构。外加热装置8对炉体6的前段物料烧结提供的外部供热，完成对内部所有物料的间接加热，喷淋水套10对炉体6的中段完成间接冷却对物料降温，进气装置11将反应载气从炉体6的后段均匀通入，提供反应所需的载气。

如图2所示，三元前驱体烧结冷却一体回转炉生产运行时，三元前驱体混料由进料口19进入，通过螺旋输送机1直接送到炉体6前端（炉头），将物料推向加热烧结区，在加热烧结区外部外加热装置8，加热丝用电接口21供电加热下完成烧结反应，生成三元正极材料产品，经烧结后的产品料通过冷却区，在冷却区产品料被炉体6外部的喷淋水套10外的喷淋水冷却，喷淋水由进水口23进入，再从集水出口22排出，再经过循环冷却水站循环利用，经冷却的产品料经出料箱12由出料阀13的出料口25排出进入后续工序。

在微负压的操作压力下，从进气装置11 的进风口24进通入的载气，经过中段冷却区的物料与载气充分接触冷却，同时载气有预热的效果，载气与三元前驱体完成氧化烧结反应，过量载气与反应生成的含大量蒸汽的尾气由进料机构4的出气口20排出，进入后续工序。

如图3所示，炉体6尾部装有几组用来进冷却载气的进气装置11，其由插板阀26，进风器27，分布器28组成。进气装置11的载气经进风口24进入进风器27，进风器27上设有插板阀26用于调节风量，因而可根据三元前驱体物料量，温度需要来调节载气量。然后进入分布器28，由分布口30排入炉体6内，同时落入进风器27的物料会通过炉体6转动，由回料口29回到炉体6内。

如图4所示，炉体6中段设有喷淋水套10，喷淋水套10分为上下两瓣，方便拆装，上壳体32和下壳体31，上壳体32顶端设有通水的分水器33，保证从进水口23的冷却水可以均匀的喷淋到炉体表面与炉体6实现换热过程，下壳体31底部设有集水器34，收集冷水后水从集水出口22送回到循环冷却水站。

如图5所示，炉体6头部是进料机构4，尾部是出料箱12，在它们与筒体6的连接处设有密封装置5，密封装置5由炉体6上焊接在密封垫板36以及密封动环37，与密封箱38一起组成了径向迷宫式密封。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种三元前驱体烧结冷却一体回转炉，其特征在于，包括：炉体（6），所述炉体（6）由前部加热烧结区、中部冷却区，后部进气区三部分组成，所述炉体（6）前部加热烧结区外壁设置有加强板（9），且在烧结区外部设有外加热装置（8），所述外加热装置（8）上设置有加热丝用电接口（21），所述炉体（6）中部冷却区外部设有喷淋水套（10），所述喷淋水套（10）上设有进水口（23），所述喷淋水套（10）的底部设有集水出口（22），所述炉体（6）后部进气区部分布设有载气进口，所述炉体（6）的头部设有进料机构（4），所述进料机构（4）的接口上连接安装有进料螺旋输送机（1），所述螺旋输送机（1）上设有进料口（19），所述进料口（19）上安装有料斗（3），所述料斗（3）与螺旋输送机（1）之间设有关风阀（2），所述炉体（6）的尾部设有出料箱（12），所述出料箱（12）内安装有导料板（14），所述出料箱（12）的底部设有出料口（25），所述出料口（25）上安装有出料阀（13），所述进料机构（4）、出料箱（12）与炉体（6）结合处设有密封装置（5）。

2.根据权利要求1所述的一种三元前驱体烧结冷却一体回转炉，其特征在于：所述炉体（6）的外部设置有两组或者多组滚圈（7），且分别由托轮机构（15）和挡托轮机构（16）托起，所述炉体（6）靠近进料机构（4）的外壁圆周部固定套设有大齿圈（17），所述炉体（6）的下方位于进料机构（4）的下方安装有传动机构（18），所述传动机构（18）上的小齿轮与大齿圈（17）相啮合。

3.根据权利要求2所述的一种三元前驱体烧结冷却一体回转炉，其特征在于：所述炉体（6）尾部部分装有用来进冷却载气的进气装置（11），所述进气装置（11）上设有进风口（24），所述进风口（24）上安装有进风器（27），所述进风器（27）上设有插板阀（26），所述进风器（27）上设有回料口（29）所述进风器（27）上设有分布器（28），所述分布器（28）上设有分布口（30）。

4.根据权利要求3所述的一种三元前驱体烧结冷却一体回转炉，其特征在于：所述喷淋水套（10）设在炉体（6）的中段，所述喷淋水套（10）分为上壳体（32）和下壳体（31），所述上壳体（32）的顶端设有通水的分水器（33），所述下壳体（31）的底部设有集水器（34），所述下壳体（31）的底部安装有支座（35）。

5.根据权利要求4所述的一种三元前驱体烧结冷却一体回转炉，其特征在于：所述密封装置（5）包括密封垫板（36）、密封动环（37）和密封箱（38），所述密封装置（5）由炉体（6）上焊接在密封垫板（36）以及密封动环（37），与密封箱（38）一起组成了径向迷宫式密封。

6.根据权利要求5所述的一种三元前驱体烧结冷却一体回转炉，其特征在于：所述进料机构（4）的顶部设有出气口（20），所述进料机构（4）是进料箱或陶瓷类进料溜管。