【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及负极材料生产，具体涉及一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺。
技术介绍
1、负极材料是新能源汽车动力电池的四大材料中配套最为成熟的材料，也是影响锂电池能量密度的主要因素之一，在锂电池中的成本占比在10%～15%。理想的锂离子电池应该具备低电位、结构稳定、电位变化幅度小、锂离子脱嵌可逆性好、导电性能好、界面稳定性好及界面交流阻抗低等性能，以满足锂离子电池具有更高的能量密度及充放电功能。而在制造锂电池负极材料过程中最核心的环节就是造粒和包覆碳化的过程，而目前传统造粒和预碳化的设备为辊道窑或隧道窑，新开发设备为回转窑。
2、目前市场主流负极材料造粒和预碳化工序必须分开进行，即物料在650℃完成造粒后，又冷却到常温；然后换种炉型，再加热到1000℃，完成预碳化，再冷却，传统造粒、预碳化热量损失大，能耗高，在造粒和碳化关键工序上，仍采用传统反应釜，传统反应釜是釜体不动，内部搅拌装置搅动物料，釜外电加热等方式，完成物料的搅拌和加热过程，即造粒过程；然后冷却后，进入辊道窑或隧道窑等，完成预碳化过程，传统的设备使得造粒和碳化都是逐步分开进行，工艺较复杂，而且资源浪费严重，而且造粒和预碳化均为间歇式加料方式，即装一釜料，加热到650℃，完成造粒后再放出来；然后再加下一釜料，为间歇式进出料，具有能耗高、产能小、能源浪费严重等缺点。现有理论连续造粒/预碳化方法仅提供了一种方向，而未有关键的烧成工艺参数和设计参数，故也无法真正实现连续造粒/预碳化一体化，例如：技术专利cn218872122u一种负极材料造粒预碳化一体
3、因此，为了解决上述问题，本专利技术公开了一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，以实现连续造粒/预碳化一体化，显然具有现实意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，以实现连续造粒/预碳化一体化。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，所述回转窑包括造粒段回转窑和预碳化段回转窑；
4、所述造粒段回转窑前端装配设置进料罩组合密封，所述进料罩组合密封与无轴进料螺旋焊接连接，所述无轴进料螺旋与进料缓冲仓为一体式连接，所述预碳化段回转窑后端装配设置出料罩组合密封，所述出料罩组合密封与沉降出料罩焊接连接，所述沉降出料罩与排料口水冷夹套为紧固件连接；
5、燃烧器系统设置于所述造粒段回转窑和预碳化段回转窑的正下方并且与造粒段回转窑和预碳化段回转窑的炉膛装配连接；
6、回转窑三档支撑设置在造粒段回转窑的窑头筒体处、造粒段回转窑和预碳化段回转窑之间筒体处、预碳化段回转窑窑尾筒体处；
7、回转窑电机设置为所述造粒段回转窑和预碳化段回转窑的传送装置，造粒段排烟管道与所述造粒段回转窑的炉膛连接，预碳化去造粒烟气回用管道为造粒段回转窑和预碳化段回转窑炉膛连接管道，造粒段抄板设置于所述造粒段回转窑的筒体内，预碳化段抄板设置于所述预碳化段回转窑的筒体内，一体式可调角度机架设置于所述回转窑下方；
8、所述工艺的流程具体包括以下步骤：
9、（1）负极原材料通过进料缓冲仓破拱预处理后进入无轴进料螺旋直接送入造粒段回转窑，经过造粒段的温度均匀抬升和2~2.5h的停留时间，在造粒段抄板作用下进行造粒；
10、（2）物料被送入预碳化段回转窑，经过预碳化段的温度维持和2~2.5h的停留时间，在预碳化段抄板作用下进行预碳化；
11、（3）经过步骤（1）造粒和步骤（2）预碳化后的850~880℃的高温物料经过沉降出料罩的排料口水冷夹套冷却至480~520℃进行出料去往其他系统冷却设备。
12、优选地，所述造粒段共分四个加热区，各加热区单独控温，每个加热区长度2.5m，各区单独隔开，分开排气，造粒段预热区滚筒外最高使用温度800℃，物料停留时间1~2h；
13、所述四个加热区中一区物料温度：实际300~400℃，设计最高800℃，总功率400kw，每区烧嘴2个；
14、二区物料温度：实际400~500℃，设计最高800℃，总功率400kw，每区烧嘴2个；
15、三区物料温度：实际500~600℃，设计最高800℃，总功率400kw，每区烧嘴2个；
16、四区物料温度：实际600~700℃，设计最高800℃，总功率400kw，每区烧嘴2个。
17、优选地，所述预碳化段共分四个加热区，各区单独温控，每个区不隔开，共用一个排气口，预碳化区滚筒外最高使用温度1150℃，物料停留时间1~2h；
18、所述四个加热区中一区物料温度：实际950~1050℃，设计最高1150℃，总功率550kw，每区烧嘴2个；
19、二区物料温度：实际950~1050℃，设计最高1150℃，总功率550kw，每区烧嘴2个；
20、三区物料温度：实际950~1050℃，设计最高1150℃，总功率550kw，每区烧嘴2个；
21、四区物料温度：实际950~1050℃，设计最高1150℃，总功率550kw，每区烧嘴2个。
22、优选地，所述回转窑最佳倾斜角度0.4~1°，所述回转窑转速控制在0.5~5r/min，所述回转窑物料填充率为6~7%。
23、优选地，所述进料缓冲仓设置了氮气通入口和破拱搅拌器，可以实现隔绝空气、防止大块料卡进无轴进料螺旋。
24、优选地，所述无轴进料螺旋，设置了氮气正压保护和加长处理，可以实现隔绝空气、防止卡料，通过加长处理直接将原料送入加热区会大大减少筒体长度，进而减少造价。
25、优选地，所述进料罩组合密封，设置了端面密封+氮气迷宫密封+盘根组合密封形式，可以动静环接近零泄漏，使车间环境更好。
26、优选地，所述出料罩组合密封，设置了端面密封+氮气迷宫密封+盘根组合密封形式，可以动静环接近零泄漏，使车间环境更好。
27、优选地，所述沉降出料罩，在内部设置了可拆卸式碰撞导流板，沉降出料罩可以实现回收物料作用，减少气体夹带，导流板可拆卸，便于维护清理。
28、优选地，所述排料口水冷夹套，设置了循环水接入和接出，可以将850℃的高温物料冷却至500℃左右，避免下端螺旋和补偿器高温损坏。
29、优选地，所述燃烧器系统的烧嘴为低氮、超音速搅拌烧嘴本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，其特征在于，所述回转窑包括造粒段回转窑和预碳化段回转窑；
2.如权利要求1所述的一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，其特征在于，所述造粒段共分四个加热区，各加热区单独控温，每个加热区长度2.5m，各区单独隔开，分开排气，造粒段预热区滚筒外最高使用温度800℃，物料停留时间1~2h；
3.如权利要求1所述的一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，其特征在于，所述预碳化段共分四个加热区，各区单独温控，每个区不隔开，共用一个排气口，预碳化区滚筒外最高使用温度1150℃，物料停留时间1~2h；
4.如权利要求1所述的一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，其特征在于，所述回转窑最佳倾斜角度0.4~1°，所述回转窑转速控制在0.5~5r/min，所述回转窑物料填充率为6~7%。
5.如权利要求1所述的一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，其特征在于，所述进料缓冲仓设置了氮气通入口和破拱搅拌器；所述无轴进料螺旋设置了氮气正压保护和加长处理。
6
7.如权利要求1所述的一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，其特征在于，所述沉降出料罩，在内部设置了可拆卸式碰撞导流板；所述排料口水冷夹套，设置了循环水接入和接出。
8.如权利要求1所述的一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，其特征在于，所述燃烧器系统的烧嘴为低氮、超音速搅拌烧嘴；所述回转窑三档支撑，设置有3个档位，根据回转窑长度和温度以及强度进行档位设置。
9.如权利要求1所述的一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，其特征在于，所述造粒段抄板，设置倾斜角度68~72°，所述抄板的高度为物料高度的2/3，抄板一圈设置12个均布。
10.如权利要求1所述的一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，其特征在于，所述预碳化段抄板，不设置倾斜角度，所述抄板的高度为物料高度的1/3，抄板一圈设置12个均布。
...【技术特征摘要】
1.一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，其特征在于，所述回转窑包括造粒段回转窑和预碳化段回转窑；
2.如权利要求1所述的一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，其特征在于，所述造粒段共分四个加热区，各加热区单独控温，每个加热区长度2.5m，各区单独隔开，分开排气，造粒段预热区滚筒外最高使用温度800℃，物料停留时间1~2h；
3.如权利要求1所述的一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，其特征在于，所述预碳化段共分四个加热区，各区单独温控，每个区不隔开，共用一个排气口，预碳化区滚筒外最高使用温度1150℃，物料停留时间1~2h；
4.如权利要求1所述的一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，其特征在于，所述回转窑最佳倾斜角度0.4~1°，所述回转窑转速控制在0.5~5r/min，所述回转窑物料填充率为6~7%。
5.如权利要求1所述的一种采用回转窑实现造粒及预碳化一体化生产新工艺，其特征在于，所述进料缓冲仓设置了氮气通入口和破拱搅拌器；所述无轴进料螺旋设置了氮气正压保护和加长处理。
6.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：程星，赵育华，臧宇，王庆安，凌振华，姚月霞，
申请(专利权)人：苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。