CN220454228U - 一种应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，称重进料***上设置有进料密封单元，称重进料***通过进料回转轴承安装在筒体前端，出料***上设置有出料密封单元，出料***通过出料回转轴承安装在筒体后端，升温炉膛、高温炉膛和水冷单元依次并排设置，筒体设置在升温炉膛、高温炉膛和水冷单元内部，传动***安装在固定支撑***上，筒体安装在支撑***和固定支撑***上方，脉冲控压***安装在出料***上。本实用新型适用于新能源正极材料磷酸铁锂制备，此类物料需求量大，要求单台设备产量达标，因其上游材料成本高，所以对于产品合格率也就要求越高，这种专门应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，可以填补这方面的空白。
Description
技术领域
本实用新型公开一种焙烧炉，特别是一种应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，属于焙烧炉的技术领域。
背景技术
由于化石能源的不可再生性和社会生产生活对能源的需求越来越大，导致能源、资源和环境面临更加严峻的挑战。当今面临化石能源危机和环境污染的双重压力，锂电池作为储能材料，可通过发电机将清洁能源转化为电能再利用锂电池进行储存利用，可有效缓解能源危机和环境污染，促进我国碳达峰和碳中和实现。
磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，在长寿命、低成本、充电快速、高安全等方面具有良好优势，已经占据储能电池和动力电池主流地位，市场份额超过90％。焙烧炉是新能源正极材料磷酸铁锂制备的重要设备，在正极材料磷酸铁锂制备过程中对焙烧温度和焙烧时间，氧含量等均有严格要求。因此，为了满足市场要求，有必要开发一种应用于新能源材料磷酸铁锂制备，且处理量大，能耗低，维护成本不高，物料成品合格率高的焙烧炉。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的新能源材料磷酸铁锂焙烧炉处理量、焙烧温度和焙烧时间达不到要求的缺点，本实用新型提供一种应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，该焙烧炉不仅处理量大，还能在不影响处理量的情况下，通过加热***的梯度温控和设备的内部螺旋结构，保证对物料焙烧温度和时间的控制要求，均匀反应，达到氧含量和微正压指标，从而提高磷酸铁锂的产能以及合格率。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，焙烧炉包括称重进料***、进料密封单元、进料回转轴承、支撑***、升温炉膛、筒体、高温炉膛、固定支撑***、传动***、水冷单元、出料回转轴承、出料密封单元、出料***和脉冲控压***，称重进料***上设置有进料密封单元，称重进料***通过进料回转轴承安装在筒体前端，出料***上设置有出料密封单元，出料***通过出料回转轴承安装在筒体后端，升温炉膛、高温炉膛和水冷单元依次并排设置，筒体设置在升温炉膛、高温炉膛和水冷单元内部，传动***安装在固定支撑***上，筒体安装在支撑***和固定支撑***上方，脉冲控压***安装在出料***上。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
所述的称重进料***包括压力传感器、对照式光纤和螺旋给料器，螺旋给料器设置在称重进料***内部，压力传感器设置在称重进料***内侧底部，对照式光纤设置在称重进料***内侧上部。
所述的进出料密封单元通过进料回转轴承与筒体连接，在进料密封单元上开设有进气孔。
所述的进料密封单元上设有注油孔作用。
所述的筒体内部固定设置有螺旋形设置的叶片，螺旋叶片为一片一片分瓣独立设置，呈螺旋形排布焊接在筒体内壁上。
所述的相邻的叶片之间设置有抄板，抄板横截面呈“L”形或弧形。
所述的支撑***包括第一支撑***、第二支撑***和第三支撑***，第一支撑***设置在升温炉膛前端，第二支撑***设置在高温炉膛前端，第三支撑***设置在水冷单元后端。
所述的筒体包括焙烧筒体和冷却筒体，焙烧筒体对应于升温炉膛和高温炉膛设置，焙烧筒体设置在升温炉膛和高温炉膛内部，冷却筒体对应于水冷单元设置，冷却筒体设置在水冷单元内部。
所述的焙烧炉尾部设置脉冲控压***。
所述的出料密封单元通过出料回转轴承与冷却筒体连接。
本实用新型的有益效果是：（1）本实用新型中所述一种应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，可以进行连续生产，比起现有间断生产技术来说需要的设备组成更少，从而使得维护成本更低；本实用新型中的连续生产的焙烧炉加热装置不用反复起停，加热控温***智能梯度升温，所需能耗低，解决了现有技术能耗高且产品合格率还低的问题；甚至包括密封所用氮气消耗量等公用工程用量都是成倍下降。（2）本实用新型中所述称重进料***，通过称重传感以及料位的高低限位指示，配合螺旋给料器将物料均匀送至炉内，误差精度控制在1％以内，磷酸铁锂的反应焙烧对于其均匀性要求很高，进料量的稳定、准确是其均匀性的关键因素。（3）本实用新型中所述焙烧筒体及冷却筒体无斜度安装，内部采用满螺旋叶片和抄板交错结构。双头螺旋叶片的布置随着物料不同的工艺阶段而变化。螺旋叶片采用环向分瓣焊接，满足内部受热膨胀的空间要求。螺旋抄板均匀布置在叶片之间的环隙，送料过程中翻转物料，配合螺旋叶片的稳定送料，让物料反应焙烧的更加充分均匀。（4）本实用新型中所述进出料密封单元内部结构主要采用异形填料和方型填料，在填料外侧设置冷却腔体，对内部填料降温冷却，防止与筒体摩擦温度过高而损坏填料；填料之间设有双气孔环，通入反吹氮气改变异形填料的形状，从而形成气封，隔绝炉内外环境，保证压力稳定和氧含量的指标。（5）本实用新型适用于新能源正极材料磷酸铁锂制备，此类物料需求量大，要求单台设备产量达标，因其上游材料成本高，所以对于产品合格率也就要求越高，这种专门应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，恰好可以填补这方面的空白。
下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中，1-称重进料***；2-进料密封单元；3-进料回转轴承；4-第一支撑***； 5-升温炉膛；6-焙烧筒体；7-第二支撑***；8-高温炉膛；9-固定支撑***；10-传动***；11-冷却筒体；12-水冷单元；13-第三支撑***；14-出料回转轴承；15-出料密封单元；16-出料***；17-脉冲控压***。
具体实施方式
本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。
本实用新型的目的是提供一种应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，以解决新能源材料行业磷酸铁锂在现有市场中技术方面存在的问题，使磷酸铁锂的生产满足相关企业需求。
请参看附图1，本实用新型保护的应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，主要包括称重进料***1、进料密封单元2、进料回转轴承3、支撑***、升温炉膛5、筒体、高温炉膛8、固定支撑***9、传动***10、水冷单元12、出料回转轴承14、出料密封单元15、出料***16和脉冲控压***17，称重进料***1上设置有进料密封单元2，称重进料***1通过进料回转轴承3安装在筒体前端，出料***16上设置有出料密封单元15，出料***16通过出料回转轴承14安装在筒体后端，升温炉膛5、高温炉膛8和水冷单元12依次并排设置，筒体设置在升温炉膛5、高温炉膛8和水冷单元12内部，传动***10安装在固定支撑***9上，筒体安装在支撑***和固定支撑***9上方，脉冲控压***17安装在出料***16上。
本实施例中，称重进料***1包括压力传感器、对照式光纤和螺旋给料器，螺旋给料器设置在称重进料***1内部，压力传感器设置在称重进料***1内侧底部，对照式光纤设置在称重进料***1内侧上部，通过压力传感器对物料进行称重传感以及通过对照式光纤传感器对料位的高低限位指示，称重进料***可通过自动称重精准控制进炉物料的均匀度，配合螺旋给料器将物料均匀送至炉内，误差精度控制在1％以内。
本实施例中，进出料密封单元2通过进料回转轴承3与筒体连接，在进料密封单元2上开设有进气孔，可通过进气孔加入反吹氮气进行密封，实现炉内压力的稳定和氧含量的控制。由于周围工作温度最高可达200℃，所以进料密封单元2的制作材料可选用相应的耐高温材料，同时在填料外侧设置有环形的冷却腔体，在冷却腔体内通入循环冷却水，对内部填料降温冷却，防止进料密封单元2与筒体摩擦温度过高而损坏填料。为防止筒体填料之间摩擦力过大，进料密封单元2上还设有注油孔，由注油孔向进料密封单元2内注入锂基脂，通过锂基脂作为润滑剂对填料进行润滑，同时，润滑剂也能起一定的密封作用。
本实施例中，筒体内部固定设置有螺旋形设置的叶片，采用满螺旋叶片结构，不同反应阶段螺距不同，可通过螺旋送料控制物料的反应焙烧时间。
本实施例中，支撑***包括第一支撑***4、第二支撑***7和第三支撑***13，第一支撑***4设置在升温炉膛5前端，第二支撑***7设置在高温炉膛8前端，第三支撑***13设置在水冷单元12后端。
本实施例中，筒体包括焙烧筒体6和冷却筒体11，焙烧筒体6对应于升温炉膛5和高温炉膛8设置，焙烧筒体6设置在升温炉膛5和高温炉膛8内部，冷却筒体11对应于水冷单元12设置，冷却筒体11设置在水冷单元12内部，本实施例中，焙烧筒体6和冷却筒体11为同一筒体，按照功能区域的不同，将其定义为不同筒体。焙烧筒体6及冷却筒体11无斜度安装，本实施例中，在焙烧筒体6及冷却筒体11内部采用满螺旋叶片和抄板交错结构，螺旋叶片为一片一片分瓣独立设置，呈螺旋形排布焊接在筒体内壁上，可通过螺旋形排布的叶片将物料向前推进，本实施例中，在相邻的叶片之间设置有抄板，抄板横截面呈“L”形或弧形，可在筒体旋转过程中，通过抄板将物料带起来，使其翻拌更加均匀。本实施例中，螺旋叶片的布置随着物料不同的工艺阶段而变化，升温和高温段为保证其焙烧反应时间，螺距较小，通常可设计螺距为500mm~700mm，优选为600mm，也可以根据实际需要具体设定；冷却段通常可设计螺距为700mm~900mm，优选为800mm，也可以根据实际需要具体设定；升温和高温之间过渡段为防止物料温度下降，采用大螺距将物料快速推送至下一阶段，通常可设计螺距为1100mm~1300mm，优选为1200mm，也可以根据实际需要具体设定，同时在过渡段外侧设置了可拆卸的保温层。7螺旋抄板均匀布置在叶片之间的环隙，送料过程中翻转物料，配合螺旋叶片的稳定送料，让物料反应焙烧的更加充分均匀。
本实施例中，进料密封单元2、出料密封单元15分别通过回转轴承与筒体连接，既能保证进出料***、进出料密封单元和筒体的同轴度，也为进出料密封单元的安装精度和难易程度有所降低，从而不会因为安装误差影响密封效果。
物料由称重进料***1均匀送至焙烧筒体6内，按照工艺需求的温度，智能加热***对升温炉膛5和高温炉膛8进行加热，物料通过一段时间的升温和恒温的反应焙烧，进入冷却筒体11，由水冷单元12进行降温冷却。
本实施例中，焙烧炉尾部设置脉冲控压***17，开炉前期可通过脉冲控压***17向筒体内通入主氮气，利用炉内憋压对炉内氧气进行置换，直至达到满足生产需求的氧含量指标，此种置换效率很高；生产过程中可通过脉冲控压***17通入定量的氮气，保证炉内微正压环境，同时在保证压力的情况下可有效控制炉内氧含量，从而满足新能源正极材料磷酸铁锂制备的反应焙烧工况要求。
本实用新型在使用时，物料通过称重进料***1均匀送至焙烧筒体6内部，进料密封单元2通过进料回转轴承3与焙烧筒体6连接。焙烧筒体6内部设有满螺旋叶片和抄板（图中未示出），物料进入后通过螺旋叶片将物料送至升温炉膛5，进行梯度升温，然后进入高温炉膛8，此阶段进行恒温加热反应焙烧，反应时间达到要求后进入冷却筒体11，通过水冷单元12将物料冷却至出料所需温度。出料密封单元15也是通过出料回转轴承14与冷却筒体11连接，最后物料送至出料***16，至此新能源正极材料磷酸铁锂制备的反应焙烧工艺完成。
在此进料至焙烧反应至出料过程中，进料密封单元2和出料密封单元15持续通入反吹风氮气、冷却循环水以及锂基润滑脂；脉冲控压***17不断通入定量氮气维持内压和氧含量；传动***10通过电机减速机驱动焙烧炉按照要求的转速稳定运转。
（1）本实用新型中所述一种应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，可以进行连续生产，比起现有间断生产技术来说需要的设备组成更少，从而使得维护成本更低；本实用新型中的连续生产的焙烧炉加热装置不用反复起停，加热控温***智能梯度升温，所需能耗低，解决了现有技术能耗高且产品合格率还低的问题；甚至包括密封所用氮气消耗量等公用工程用量都是成倍下降。
（2）本实用新型中所述称重进料***，通过称重传感以及料位的高低限位指示，配合螺旋给料器将物料均匀送至炉内，误差精度控制在1％以内，磷酸铁锂的反应焙烧对于其均匀性要求很高，进料量的稳定、准确是其均匀性的关键因素。
（3）本实用新型中所述焙烧筒体及冷却筒体无斜度安装，内部采用满螺旋叶片和抄板交错结构。双头螺旋叶片的布置随着物料不同的工艺阶段而变化。螺旋叶片采用环向分瓣焊接，满足内部受热膨胀的空间要求。螺旋抄板均匀布置在叶片之间的环隙，送料过程中翻转物料，配合螺旋叶片的稳定送料，让物料反应焙烧的更加充分均匀。
（4）本实用新型中所述进出料密封单元内部结构主要采用异形填料和方型填料，在填料外侧设置冷却腔体，对内部填料降温冷却，防止与筒体摩擦温度过高而损坏填料；填料之间设有双气孔环，通入反吹氮气改变异形填料的形状，从而形成气封，隔绝炉内外环境，保证压力稳定和氧含量的指标。
（5）本实用新型适用于新能源正极材料磷酸铁锂制备，此类物料需求量大，要求单台设备产量达标，因其上游材料成本高，所以对于产品合格率也就要求越高，这种专门应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，恰好可以填补这方面的空白。
Claims (10)
1.一种应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，其特征是：所述的焙烧炉包括称重进料***（1）、进料密封单元（2）、进料回转轴承（3）、支撑***、升温炉膛（5）、筒体、高温炉膛（8）、固定支撑***（9）、传动***（10）、水冷单元（12）、出料回转轴承（14）、出料密封单元（15）、出料***（16）和脉冲控压***（17），称重进料***（1）上设置有进料密封单元（2），称重进料***（1）通过进料回转轴承（3）安装在筒体前端，出料***（16）上设置有出料密封单元（15），出料***（16）通过出料回转轴承（14）安装在筒体后端，升温炉膛（5）、高温炉膛（8）和水冷单元（12）依次并排设置，筒体设置在升温炉膛（5）、高温炉膛（8）和水冷单元（12）内部，传动***（10）安装在固定支撑***（9）上，筒体安装在支撑***和固定支撑***（9）上方，脉冲控压***（17）安装在出料***（16）上。
2.根据权利要求1所述的应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，其特征是：所述的称重进料***（1）包括压力传感器、对照式光纤和螺旋给料器，螺旋给料器设置在称重进料***（1）内部，压力传感器设置在称重进料***（1）内侧底部，对照式光纤设置在称重进料***（1）内侧上部。
3.根据权利要求1所述的应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，其特征是：所述的进料密封单元（2）通过进料回转轴承（3）与筒体连接，在进料密封单元（2）上开设有进气孔。
4.根据权利要求1所述的应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，其特征是：所述的进料密封单元（2）上设有注油孔作用。
5.根据权利要求1所述的应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，其特征是：所述的筒体内部固定设置有螺旋形设置的叶片，螺旋叶片为一片一片分瓣独立设置，呈螺旋形排布焊接在筒体内壁上。
6.根据权利要求5所述的应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，其特征是：相邻的叶片之间设置有抄板，抄板横截面呈“L”形或弧形。
7.根据权利要求1所述的应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，其特征是：所述的支撑***包括第一支撑***（4）、第二支撑***（7）和第三支撑***（13），第一支撑***（4）设置在升温炉膛（5）前端，第二支撑***（7）设置在高温炉膛（8）前端，第三支撑***（13）设置在水冷单元（12）后端。
8.根据权利要求1所述的应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，其特征是：所述的筒体包括焙烧筒体（6）和冷却筒体（11），焙烧筒体（6）对应于升温炉膛（5）和高温炉膛（8）设置，焙烧筒体（6）设置在升温炉膛（5）和高温炉膛（8）内部，冷却筒体（11）对应于水冷单元（12）设置，冷却筒体（11）设置在水冷单元（12）内部。
9.根据权利要求1所述的应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，其特征是：所述的焙烧炉尾部设置脉冲控压***（17）。
10.根据权利要求1所述的应用于新能源正极材料磷酸铁锂制备的焙烧炉，其特征是：所述的出料密封单元（15）通过出料回转轴承（14）与冷却筒体（11）连接。
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2023
- 2023-07-27 CN CN202321997294.0U patent/CN220454228U/zh active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |