[发明专利]一种单卧管式炭质中间体连续热处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种单卧管式炭质中间体连续热处理装置，主要针对以粉体或小颗粒为主的炭质中间体物料进行连续热处理，并且本装置可以满足物料被加热时隔绝空气和排除可燃性挥发份的要求，更具体地说，其主要应用领域为锂离子电池负极材料中间体的炭化处理。

背景技术

在锂离子电池用炭负极材料的工业生产中，经常要对炭质中间体的进行1000℃左右的热处理，业内通常称之为炭化处理，与之对应的设备称为炭化炉。部分种类炭质中间体经过炭化处理后，可以直接作为负极产品进行使用或销售。还有一部分炭质中间体需要最终进行石墨化处理，而石墨化处理属于高能耗产业，随石墨化排放的尾气也会造成环境污染。在石墨化前对它们预先进行炭化会显著提高材料振实密度，降低挥发分，从而提高石墨化炉单炉产量，大幅度降低石墨化生产成本，减轻环保压力。

目前，对于以粉体或小颗粒为主的炭质中间体物料的热处理装置主要有两类，推板道窑和井式炉。上述两种热处理装置有其各自的优点但都存在相当多的明显不足。

推板窑作为以粉体或小颗粒为主的炭质中间体物料的热处理装置，具有难以克服的多个缺点：1、加热元件及坩埚的损耗很大，设备运转维护费用大； 2、被热处理炭质中间体物料为间接加热，推板及坩埚的加热属于无效加热，热效率低，能耗大。3、大量惰性的保护气体的使用，进一步提高了生产成本；4、人工对坩埚进行装、出料作业，操作麻烦，多污染，增大了作业者劳动量且不利于作业者的健康；5、高挥发分物料产生的挥发分在高温下会在推板窑的加热元件上积碳，从而造成加热元件频繁损坏，因此推板窑无法对高挥发分物料进行处理。

井式炉作为以粉体或小颗粒为主的炭质中间体物料的热处理装置，其缺点也同样是很明显的：1、间歇操作，生产周期较长，无法实现大规模连续生产，单位设备产能低； 2、在每次生产过程中其加热装置对炉甄的加热同样属于无效加热，存在着较大的能源浪费，热效率低下；3、炉甄反复急冷急热，造成炉甄使用寿命普遍较低；4、由于炉甄多为深井形式，其作业过程麻烦且多粉尘弥漫，从而也存在作业者劳动量大和不利于作业者健康的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种低能耗、低成本、操作简单、最大程度降低污染、满足物料在高温时隔绝空气及排放可燃性气体的要求的单卧管式炭质中间体连续热处理装置，主要的应用领域为锂离子电池负极材料中间体的炭化处理。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种单卧管式炭质中间体连续热处理装置，包括依次连接的进料系统、加热段、冷却段和出料系统；进料系统是一个底部带漏斗口的锥形料仓和给料机；进料系统、加热段、冷却段和出料系统均通过传感电路和测控系统相连接；加热段为一两端有封盖封闭的长形筒体，长形筒体由耐高温的导热材料一体构成，其中一端上方有进料口，另端下方有出料口；在长形筒体的顶部还有与筒体内腔相通的一个或多个挥发成分排出口；在长形筒体进料口和出料口之间部分，水平地置于长筒加热炉的炉膛中；长形筒体横截面为左右对称直边，上下对称半圆弧边；在整段长形筒体的下半圆弧边内全程置有一根第一螺旋杆，第一螺旋杆的最大外径与长形筒体下半圆弧的弧面相匹配；第一螺旋杆传动主轴从出料口一端的封盖穿出，经水冷轴承、风冷翅片轴段，接第一减速驱动电机；上述冷却段是一根两端有封盖封闭的金属长圆筒体，水平安置；金属长圆筒体外表有夹层水套；金属长圆筒体一端上方有熟料进口，另端下方有一个或两个互相靠近的熟料出口；金属长圆筒体内全程置有一根第二螺旋杆，第二螺旋杆的最大外径与金属长圆筒体的内径相匹配；第二螺旋杆传动主轴是中空的，内通循环冷却水；第二螺旋杆传动主轴从熟料出口一端的封盖穿出接第二减速驱动电机；上述出料系统是由接料拉缸和两个密封接料罐组合而成。

上述的依次连接是进料系统给料机通过锁风阀连接加热段的进料口，加热段的出料口通过波纹管连接下方冷却段的熟料进口；冷却段的一个或两个互相靠近的熟料出口通过接料拉缸连接密封接料罐。