【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固体废弃物资源化处理，尤其涉及锂电池回收石墨粉末的资源化处理，具体地说是一种气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置。
技术介绍
1、锂电池体积小、比能量高，是当前主流的化学储能电源之一，也是电动汽车的重要动力源。随着电动汽车的普及退役，退役后的废旧动力电池的处理问题日益凸显。中国新能源汽车动力电池回收利用产业协同发展联盟预计，2024年我国动力电池退役规模将达20.2gwh，同比增长48.53％，退役新能源汽车40.29万辆，同比增长46.56％;到2030年，退役电池和新能源汽车分别将达148.7gwh和298.91万辆。废旧锂离子电池会造成严重的环境污染和资源浪费。当前，对废弃锂电池进行资源化回收已成为业内共识。
2、石墨是锂离子电池负极常用制备材料之一。回收的锂电池负极石墨粉末中常常含有金属杂质、电解液、粘结剂等杂质。为去除杂质，提高石墨纯度，采用加热焙烧是常见的方法之一。常用的高温提纯设备如艾奇逊炉、内热式串接炉、中频感应炉等。采用炉式加热装置的局限在于其涉及上下料等过程，为非连续化生产，生产周期长，不利于自动化操作。如，文献（张军彦,周社柱,吴忠举,等.高纯石墨高温纯化主要工艺参数分析研究[j].炭素技术,2022,41(02):71-74）报道了一种高纯石墨加热提纯装置，该装置即采用炉式加热方法，由于炉式结构腔体较大，对其抽真空复杂、耗时。为了突破高温提纯设备的非连续性生产这一应用瓶颈，文献（凌振华,蒋蔚华,邵建兵,等.高温焙烧法制备高纯石墨的试验研究[j].非金属矿,2020,43(
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，该连续加热提纯装置采用气流载粉，无需复杂的炉式结构，石墨粉末在气流的作用下边运动、边加热，提高了加热的一致性和均匀性，有利于提升提纯效果。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案解决的：
3、一种气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：该连续加热提纯装置包括粉末上料系统、粉末加热单元及分离单元，粉末加热单元包括螺旋导粉器和石墨挡管，该螺旋导粉器的表面上设有沿螺旋导粉器的轴向设置的螺旋槽，套置在螺旋导粉器上的石墨挡管的内壁与螺旋导粉器的外壁贴合，使得螺旋槽和石墨挡管的内壁构成有进出槽口的密封导流螺旋槽；所述石墨挡管外缠绕有感应加热线圈，感应加热线圈能够加热螺旋导粉器、石墨挡管和密封导流螺旋槽中流过的石墨粉末；所述的粉末上料系统能够向密封导流螺旋槽的进槽口供应石墨粉末和气流构成的流体，从密封导流螺旋槽的出槽口离开的石墨粉末和杂质气体构成的混合流送入分离单元进行粉气分离。
4、所述的螺旋导粉器和石墨挡管采用能够承受3000℃工作温度的耐高温材料制成。
5、所述的螺旋导粉器上开设的螺旋槽为多条，且多条螺旋槽沿周向均布在螺旋导粉器的外壁上；此时多条螺旋槽分别与石墨挡管的内壁构成对应的多条有不同进出槽口的密封导流螺旋槽。
6、所述密封导流螺旋槽的进槽口侧的螺旋导粉器端部设置有粉末导流尖嘴，进入粉末加热单元中的石墨粉末在导流尖嘴的作用下进入密封导流螺旋槽内并沿着密封导流螺旋槽的螺旋运动。
7、所述的石墨挡管外套置有隔热层，感应加热线圈缠绕在隔热层上；所述隔热层的内壁贴合石墨挡管的外壁。
8、所述的粉末加热单元还包括加热单元壳体，加热单元壳体套置在石墨挡管外且两者之间具有间隙。
9、所述感应加热线圈的外部连接感应加热装置，感应加热装置通过控制调整感应加热的温度、实现石墨粉末的不同等级焙烧除杂；所述感应加热线圈的两端穿出粉末加热单元的加热单元壳体后连接感应加热装置。
10、所述的粉末上料系统包括上料粉斗、送粉旋转阀、送风装置、旋转阀驱动电机，所述上料粉斗的下方设有送粉旋转阀，送粉旋转阀在旋转阀驱动电机的带动下旋转工作，上料粉斗中的石墨粉末在送粉旋转阀的作用下被输送至粉末上料系统下方的腔体中、且送粉旋转阀能够隔绝上料粉斗中的石墨粉末和粉末上料系统下方的腔体中的石墨粉末；送风装置布置在远离粉末加热单元的一侧，送风装置输出的气流能够推动粉末上料系统下方的腔体中的石墨粉末进入粉末加热单元中，进行焙烧除杂。
11、所述的送风装置可输运空气也可以输运惰性气体。
12、所述的粉末上料系统和粉末加热单元之间布置有粉末过滤单元，粉末过滤单元通过加热单元入口法兰与粉末加热单元密封固定连接；所述的粉末过滤单元包括清粉阀、过滤单元壳体、过滤网，所述的过滤单元壳体中设置有过滤网，过滤网的前侧下方设置有清粉阀，粉末上料系统输送出的流体中的石墨粉末经过滤网过滤后，大尺寸杂质沉积在清粉阀的上方，穿过过滤网的流体中的石墨粉末从加热单元入口法兰进入粉末加热单元内。
13、所述的清粉阀在加热工作时处于关闭状态，仅非加热工作状态可开启排除过滤网过滤下来的大颗粒杂质。
14、所述的粉末加热单元通过加热单元出口法兰连接分离单元，分离单元依次连接引送风装置、废气处理液，分离单元能够将焙烧除杂后的石墨粉末和杂质气体构成的混合流中的石墨粉末和气流分离，引送风装置将带有杂质气体的气流送入废气处理液，废气处理液实现杂质气体无害化处理；所述的分离单元采用旋风分离器。
15、本专利技术相比现有技术有如下优点：
16、本专利技术提供的连续加热提纯装置无需采用复杂的炉式结构，结构简单小巧，避免炉体抽真空等复杂操作，大幅度提高作业效率、降低成本。
17、本专利技术提供的连续加热提纯装置采用气流载送石墨粉末，无需现有技术中采用的推板、料舟等结构，因而，无需考虑推板和炉式结构的运动模式和密封等问题。
18、本专利技术提供的连续加热提纯装置中石墨粉末在气流的作用下沿着流道运动，在运动构成中被加热，可实现快速、均匀、可控升温，并且石墨粉末的运动过程存在颗粒间碰撞、以及与壁面间碰撞等多重作用力，能够提高其表面附着杂质的移除效率，能够实现锂电池回收石墨粉末的连续加热提纯，便于实现自动化提纯作业。
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1.一种气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：该连续加热提纯装置包括粉末上料系统（3）、粉末加热单元（1）及分离单元，粉末加热单元（1）包括螺旋导粉器（105）和石墨挡管（106），该螺旋导粉器（105）的表面上设有沿螺旋导粉器（105）的轴向设置的螺旋槽，套置在螺旋导粉器（105）上的石墨挡管（106）的内壁与螺旋导粉器（105）的外壁贴合，使得螺旋槽和石墨挡管（106）的内壁构成有进出槽口的密封导流螺旋槽；所述石墨挡管（106）外缠绕有感应加热线圈（101），感应加热线圈（101）能够加热螺旋导粉器（105）、石墨挡管（106）和密封导流螺旋槽中流过的石墨粉末（400）；所述的粉末上料系统（3）能够向密封导流螺旋槽的进槽口供应石墨粉末（400）和气流构成的流体，从密封导流螺旋槽的出槽口离开的石墨粉末（400）和杂质气体构成的混合流送入分离单元进行粉气分离。
2.根据权利要求1所述的气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：所述的螺旋导粉器（105）和石墨挡管（106）采用能够承受3000℃工作温度的耐高温材料制成。
4.根据权利要求1所述的气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：所述密封导流螺旋槽的进槽口侧的螺旋导粉器（105）端部设置有粉末导流尖嘴（104），进入粉末加热单元（100）中的石墨粉末（400）在导流尖嘴（104）的作用下进入密封导流螺旋槽内并沿着密封导流螺旋槽的螺旋运动。
5.根据权利要求1-4任一所述的气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：所述的石墨挡管（106）外套置有隔热层（107），感应加热线圈（101）缠绕在隔热层（107）上；所述隔热层（107）的内壁贴合石墨挡管（106）的外壁。
6.根据权利要求1-4任一所述的气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：所述的粉末加热单元（1）还包括加热单元壳体（108），加热单元壳体（108）套置在石墨挡管（106）外且两者之间具有间隙。
7.根据权利要求1-4任一所述的气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：所述感应加热线圈（101）的外部连接感应加热装置（501），感应加热装置（501）通过控制调整感应加热的温度、实现石墨粉末（400）的不同等级焙烧除杂；所述感应加热线圈（101）的两端穿出粉末加热单元（1）的加热单元壳体（108）后连接感应加热装置（501）。
8.根据权利要求1-4所述的气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：所述的粉末上料系统（300）包括上料粉斗（301）、送粉旋转阀（302）、送风装置（303）、旋转阀驱动电机（304），所述上料粉斗（301）的下方设有送粉旋转阀（302），送粉旋转阀（302）在旋转阀驱动电机（304）的带动下旋转工作，上料粉斗（301）中的石墨粉末（400）在送粉旋转阀（302）的作用下被输送至粉末上料系统（300）下方的腔体中、且送粉旋转阀（302）能够隔绝上料粉斗（301）中的石墨粉末（400）和粉末上料系统（300）下方的腔体中的石墨粉末（400）；送风装置（303）布置在远离粉末加热单元（100）的一侧，送风装置（303）输出的气流能够推动粉末上料系统（300）下方的腔体中的石墨粉末（400）进入粉末加热单元（100）中，进行焙烧除杂。
9.根据权利要求1-4所述的气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：所述的粉末上料系统（3）和粉末加热单元（1）之间布置有粉末过滤单元（200），粉末过滤单元（200）通过加热单元入口法兰（103）与粉末加热单元（1）密封固定连接；所述的粉末过滤单元（200）包括清粉阀（201）、过滤单元壳体（202）、过滤网（203），所述的过滤单元壳体（202）中设置有过滤网（203），过滤网（203）的前侧下方设置有清粉阀（201），粉末上料系统（3）输送出的流体中的石墨粉末（400）经过滤网（203）过滤后，大尺寸杂质沉积在清粉阀（201）的上方，穿过过滤网（203）的流体中的石墨粉末（400）从加热单元入口法兰（103）进入粉末加热单元（1）内。
10.根据权利要求1-4所述的气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：所述的粉末加热单...
【技术特征摘要】
1.一种气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：该连续加热提纯装置包括粉末上料系统（3）、粉末加热单元（1）及分离单元，粉末加热单元（1）包括螺旋导粉器（105）和石墨挡管（106），该螺旋导粉器（105）的表面上设有沿螺旋导粉器（105）的轴向设置的螺旋槽，套置在螺旋导粉器（105）上的石墨挡管（106）的内壁与螺旋导粉器（105）的外壁贴合，使得螺旋槽和石墨挡管（106）的内壁构成有进出槽口的密封导流螺旋槽；所述石墨挡管（106）外缠绕有感应加热线圈（101），感应加热线圈（101）能够加热螺旋导粉器（105）、石墨挡管（106）和密封导流螺旋槽中流过的石墨粉末（400）；所述的粉末上料系统（3）能够向密封导流螺旋槽的进槽口供应石墨粉末（400）和气流构成的流体，从密封导流螺旋槽的出槽口离开的石墨粉末（400）和杂质气体构成的混合流送入分离单元进行粉气分离。
2.根据权利要求1所述的气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：所述的螺旋导粉器（105）和石墨挡管（106）采用能够承受3000℃工作温度的耐高温材料制成。
3.根据权利要求1所述的气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：所述的螺旋导粉器（105）上开设的螺旋槽为多条，且多条螺旋槽沿周向均布在螺旋导粉器（105）的外壁上；此时多条螺旋槽分别与石墨挡管（106）的内壁构成对应的多条有不同进出槽口的密封导流螺旋槽。
4.根据权利要求1所述的气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：所述密封导流螺旋槽的进槽口侧的螺旋导粉器（105）端部设置有粉末导流尖嘴（104），进入粉末加热单元（100）中的石墨粉末（400）在导流尖嘴（104）的作用下进入密封导流螺旋槽内并沿着密封导流螺旋槽的螺旋运动。
5.根据权利要求1-4任一所述的气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：所述的石墨挡管（106）外套置有隔热层（107），感应加热线圈（101）缠绕在隔热层（107）上；所述隔热层（107）的内壁贴合石墨挡管（106）的外壁。
6.根据权利要求1-4任一所述的气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：所述的粉末加热单元（1）还包括加热单元壳体（108），加热单元壳体（108）套置在石墨挡管（106）外且两者之间具有间隙。
7.根据权利要求1-4任一所述的气流载粉式锂电池回收石墨粉末连续加热提纯装置，其特征在于：所述感应加热线...
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