[实用新型]一种应用于窑炉焙烧高镍三元材料的氧气回收利用装置

说明书

本实用新型公开了一种应用于窑炉焙烧高镍三元材料的氧气回收利用装置，包括窑炉及与窑炉连接的氧气进气管；窑炉的前、中、后三段分别为低温段、高温段、冷却段；氧气进气管包括分别设置在窑炉前段、中段、后段的低温段进气管道组、高温段进气管道组、冷却段进气管道组；低温段进气管道组和冷却段进气管道组共同并联在储气罐上；冷却段上设有冷却段排气管，该冷却段排气管与储气罐通过装有引风装置和过滤系统的循环管路连接。上述氧气回收利用装置，结构简单，避免了高镍三元材料分解段对合成段的影响，降低了高镍三元材料焙烧氧气的单位使用量，进而在确保产品性能不受影响的前提下，提高了氧气的回收利用率，降低了材料制备成本。

技术领域

本实用新型涉及一种利用余热的装置，具体涉及一种应用于窑炉焙烧高镍三元材料的氧气回收利用装置。

背景技术

目前，新能源领域得到了迅速的发展。国家对电动汽车、储能市场等方面大力支持，同时也对动力电池的性能提出更高的要求，尤其是在能量密度上。到2020年，动力电池的能量密度目标需达到300Wh/kg以上，这意味着正极将主要采用NCM811或NCA等类型的高镍材料。然而由于高镍材料的镍含量高，其在焙烧过程中氧气含量需达到95％以上才能满足生产工艺条件，由此导致了高镍三元材料的生产制造成本极高的原因之一。因此，降低气氛所带的制备成本，成为目前关键的研究课题。

公开号为CN206739906U的中国实用新型专利，其公开了一种烧结高镍三元材料窑炉的氧气回收利用装置，该装置利用冷端排气管和升温度段进气管路组成循环回路，从而达到重复利用冷端氧气的目的，但冷端氧气纯度无法保证，避免不了氧气纯度对焙烧过程带来的影响。另外，公开号为CN105449190A的中国发明专利，其公开了一种分段式气氛烧结制备三元材料的方法，该方法把三元材料按分解和合成两段，分解段采用惰性气氛，而合成段采用氧气气氛，然而，焙烧过程控制复杂，焙烧成本高，工业上难以得到有效运用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，可有效避免高镍三元材料分解段对合成段的影响，能够大量降低高镍三元材料焙烧氧气的单位使用量，应用于窑炉焙烧高镍三元材料的氧气回收利用装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种应用于窑炉焙烧高镍三元材料的氧气回收利用装置，包括窑炉以及与该窑炉连接的用于提供氧气的氧气进气管；

所述窑炉的前段为低温段，中段为高温段，后段为冷却段；

所述氧气进气管包括设置在窑炉前段的低温段进气管道组、设置在窑炉中段的高温段进气管道组、设置在窑炉后段的冷却段进气管道组；所述低温段进气管道组和冷却段进气管道组共同并联在储气罐上；

所述窑炉的冷却段上设有冷却段排气管，该冷却段排气管与所述储气罐通过循环管路连接，该循环管路上装有引风装置和过滤系统。

氧气回收利用装置中的引风装置产生负压使得窑炉后段氧气进入循环管路中，经过过滤系统得到纯度高的氧气以供窑炉低温段和冷却段使用，实现了冷却段气体的循环使用，降低了低温段氧气使用量，从而达到了大量降低焙烧过程气体单位使用量，同时提高冷却段氧气纯度、重复使用冷却段氧气的目的，且有效地避免了高镍三元材料分解段对合成段的影响及冷却段氧气纯度对焙烧过程的影响，进而确保产品性能不受影响的前提下，提高了氧气的回收利用率，降低了材料制备成本。

作为优选，所述高温段进气管道组的长度与所述低温段进气管道组和冷却段进气管道组的长度和之比为3:1。

作为优选，所述低温段进气管道组、高温段进气管道组和冷却段进气管道组均通过若干进气管单元与窑炉连接。

作为优选，所述窑炉高温段的压力大于该窑炉低温段压力和冷却段压力之和。