废旧锂电池正极片热解尾气的除尘喷淋装置

技术领域

本发明涉及除尘喷淋装置技术领域，具体涉及废旧锂电池正极片热解尾气的除尘喷淋装置。

背景技术

对于锂电池正极材料(锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂等含锂材料)来说，其中的锂元素具备较高的回收价格，其提纯方式包括湿法处理工艺和火法处理工艺，特别针对火法处理工艺中的热解工艺来说，正极材料在受热时其中某些成分发生分解，随着尾气排出，再次针对尾气进行提纯锂元素。

电极片热解过程分为低温热解-初步热解-完全热解三个部分，在这三过程中均会产生尾气，尾气中不仅仅包含有害气体，其中包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、乙基磺酰氯、1,3,5-三氟苯、环己烯、丁丙酯、氟化氢、五氟化磷等，另一方面，在热解过程中，伴随有“燃烧”过程，那么“燃烧”形成的杂质会随着尾气一同排出，对此首先需要去除其中的有害杂质，避免影响到后续有害气体的去除作业，最为简单有效的方式是利用喷淋塔进行除尘，尾气进入到喷淋塔中，尾气与液体接触下沉并收集，可以快速去除杂质粉尘。

喷淋塔中的进气量是由气泵所决定的，属于大排量进气方式，但是如果鼓入的尾气量较大，超过了喷淋塔单位时间中的处理上限值，那么会造成喷淋塔内部的填料层堵塞的问题，另一方面，尾气是从下往上流动，喷淋塔喷出的液体在沾附杂质下沉后，会沉积并沾附在喷淋塔的内壁上，难以去除。

针对上述技术问题，本申请提出了一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供废旧锂电池正极片热解尾气的除尘喷淋装置，用于解决当前喷淋塔在运行过程中，无法实时控制进气量，可能导致喷淋塔内部填料层堵塞的问题，另一方面，在喷淋除尘的同时，可以有效的减少杂质粉尘混合物在喷淋塔内壁位置上的附着率。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：包括喷淋塔体、设置在喷淋塔体外部的循环水箱和增压水泵，所述喷淋塔体上端中心点位置开设有排风口，且喷淋塔体下端位置上开设有总成进风口，所述喷淋塔体内部沿从上到下的方向分别安装有除雾填料层和除尘填料层，且喷淋塔体位于除雾填料层和除尘填料层下侧的内壁位置上均安装有环形喷水管道，所述增压水泵的输出端安装有液管，且增压水泵的输入端延伸至循环水箱的内部，所述液管贯穿喷淋塔体且与两个环形喷水管道相连通，所述喷淋塔体内部底端与循环水箱内部通过管道相连通，所述总成进风口位于喷淋塔体内部位置上焊接有分气体，所述分气体外壁位置上焊接有多个支撑连杆，每个所述支撑连杆的末端焊接在喷淋塔体的内壁位置上；

所述分气体的横截面呈双向圆锥状，且分气体内部中心点位置设置有竖直向上的中心活动管，所述中心活动管上沿从下到上的方向依次设置有支撑环、涡轮扇片和阻风板，且中心活动管顶端贯穿分气体上侧部分且与分气体外壳为转动连接，所述中心活动管顶端位置固定安装有风帽，所述风帽的横截面呈圆锥状；

所述支撑环和阻风板均焊接在分气体的内壁位置上，所述中心活动管与支撑环之间转动连接，所述涡轮扇片固定安装在中心活动管的外壁上，所述中心活动管与阻风板之间为转动连接。

进一步设置为：所述分气体上端的外曲面位置上开设有多个出风口，所述风帽内曲面位置上固定安装有呈环形均匀分布的内剐条，所述内剐条一侧外壁与分气体上端外曲面之间相接触。

进一步设置为：所述中心活动管的圆周外壁上开设有多个漏风口，且中心活动管内部上端位置上滑动安装有活塞堵块，所述中心活动管下端呈开口状，所述活塞堵块上端安装有顶位弹簧，所述顶位弹簧上端安装在中心活动管的内壁顶端位置上。

进一步设置为：所述漏风口的开设高度高于阻风板的安装位置。

进一步设置为：所述阻风板上以中心活动管为中心点呈环形分布安装有阻风套，每个所述阻风套呈竖向分布，且阻风套上下两端呈开口状，所述阻风套内部放置有浮球，所述浮球上端安装有平衡弹簧，所述平衡弹簧上端安装在阻风套的内部上端位置上。

进一步设置为：所述喷淋塔体内壁位置上开设有辅助气腔，所述辅助气腔的开设高度低于除尘填料层的安装高度，且辅助气腔中滑动安装有活动环，所述活动环的内圈位置上安装有外剐条，所述外剐条与喷淋塔体内壁相匹配，且外剐条沿喷淋塔体的中线点呈环形均匀分布。

进一步设置为：所述喷淋塔体对应辅助气腔的圆周外壁位置上分别安装有辅助进气管和辅助回气管，所述辅助进气管和辅助回气管末端与辅助气腔内部相连通，且辅助回气管与总成进风口相连通。

进一步设置为：所述活动环外圈位置上安装有斜向风板，所述斜向风板以活动环的圆心点呈均匀分布，且斜向风板沿靠近辅助进气管的方向呈倾斜状，所述辅助进气管的进气方向与活动环的外轮廓线呈相切状。

本发明具备下述有益效果：

1、在对热解过程产生的尾气进行喷淋除尘时，基于喷淋塔的原理，在此基础上，对喷淋塔中的进气过程进行了优化，首先在进气过程中，尾气在流动过程中会带动其中的涡轮扇片旋转，以此可以带动其中的风帽进行旋转，用来剐蹭分气体上端位置上所沾附的掺杂液体的灰尘，另一方面，在鼓入尾气时，以阻风板作为分界线，利用其中浮球和平衡弹簧来平衡阻风板上下两侧的气压，如果阻风板上端的尾气量较大，那么会带动浮球位移，阻止尾气持续进入到阻风板上侧位置，达到限制尾气进入量的目的；

2、另外同样在鼓入尾气的同时，利用气流带动活动环旋转，在活动环旋转时，会带动每个外剐条旋转，以此来剐蹭下内壁上沾附的粉尘，无需额外的动力供能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的废旧锂电池正极片热解尾气的除尘喷淋装置的结构示意图；

图2为本发明提出的废旧锂电池正极片热解尾气的除尘喷淋装置中喷淋塔体部件的剖切图；

图3为本发明提出的废旧锂电池正极片热解尾气的除尘喷淋装置中分气体部件的结构示意图；

图4为本发明提出的废旧锂电池正极片热解尾气的除尘喷淋装置中分气体部件的剖切图；

图5为本发明提出的废旧锂电池正极片热解尾气的除尘喷淋装置中中心活动管部件的局部剖切图；

图6为本发明提出的废旧锂电池正极片热解尾气的除尘喷淋装置中阻风板部件中的阻风套部件的剖切图；

图7为本发明提出的废旧锂电池正极片热解尾气的除尘喷淋装置中辅助气腔部件的结构示意图；

图8为本发明提出的废旧锂电池正极片热解尾气的除尘喷淋装置中活动环部件的俯视图。图中：1、喷淋塔体；101、排风口；102、总成进风口；103、辅助回气管；104、辅助进气管；2、循环水箱；3、增压水泵；4、液管；401、环形喷水管道；5、除雾填料层；6、除尘填料层；7、分气体；701、支撑连杆；702、出风口；8、风帽；801、内剐条；9、中心活动管；901、漏风口；902、活塞堵块；903、顶位弹簧；904、支撑环；905、涡轮扇片；10、阻风板；11、阻风套；1101、平衡弹簧；1102、浮球；12、辅助气腔；13、活动环；14、外剐条；15、斜向风板。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

对于锂电池正极材料在热解工艺中产生的尾气来说，利用喷淋塔去除其中的灰尘是最为简单有效的手段，但是在喷淋除尘过程中，喷淋塔的进气系统以气泵为例，气泵的输入功率是恒定的，也就是说鼓入到喷淋塔中的尾气量是恒定的，但是喷淋塔在单位时间中能处理的尾气量是有上限的，如果进入到喷淋塔内部的尾气并未完全被“消耗”，造成过剩，会直接影响到尾气除尘效率，为此，提出了如下的技术方案：

参照图1、图2、图3、图4、图5和图6，包括喷淋塔体1、设置在喷淋塔体1外部的循环水箱2和增压水泵3，喷淋塔体1上端中心点位置开设有排风口101，且喷淋塔体1下端位置上开设有总成进风口102，喷淋塔体1内部沿从上到下的方向分别安装有除雾填料层5和除尘填料层6，且喷淋塔体1位于除雾填料层5和除尘填料层6下侧的内壁位置上均安装有环形喷水管道401，增压水泵3的输出端安装有液管4，且增压水泵3的输入端延伸至循环水箱2的内部，液管4贯穿喷淋塔体1且与两个环形喷水管道401相连通，喷淋塔体1内部底端与循环水箱2内部通过管道相连通，总成进风口102位于喷淋塔体1内部位置上焊接有分气体7，分气体7外壁位置上焊接有多个支撑连杆701，每个支撑连杆701的末端焊接在喷淋塔体1的内壁位置上；

分气体7的横截面呈双向圆锥状，且分气体7内部中心点位置设置有竖直向上的中心活动管9，中心活动管9上沿从下到上的方向依次设置有支撑环904、涡轮扇片905和阻风板10，且中心活动管9顶端贯穿分气体7上侧部分且与分气体7外壳为转动连接，中心活动管9顶端位置固定安装有风帽8，风帽8的横截面呈圆锥状；

支撑环904和阻风板10均焊接在分气体7的内壁位置上，中心活动管9与支撑环904之间转动连接，涡轮扇片905固定安装在中心活动管9的外壁上，中心活动管9与阻风板10之间为转动连接。

分气体7上端的外曲面位置上开设有多个出风口702，风帽8内曲面位置上固定安装有呈环形均匀分布的内剐条801，内剐条801一侧外壁与分气体7上端外曲面之间相接触。

中心活动管9的圆周外壁上开设有多个漏风口901，且中心活动管9内部上端位置上滑动安装有活塞堵块902，中心活动管9下端呈开口状，活塞堵块902上端安装有顶位弹簧903，顶位弹簧903上端安装在中心活动管9的内壁顶端位置上，漏风口901的开设高度高于阻风板10的安装位置，阻风板10上以中心活动管9为中心点呈环形分布安装有阻风套11，每个阻风套11呈竖向分布，且阻风套11上下两端呈开口状，阻风套11内部放置有浮球1102，浮球1102上端安装有平衡弹簧1101，平衡弹簧1101上端安装在阻风套11的内部上端位置上。

工作原理：首先启动增压水泵3，将循环水箱2中的液体通过液管4进入到两个环形喷水管道401中，而尾气通过总成进风口102从喷淋塔体1下端位置进入到其内部，尾气在经过除雾填料层5和除尘填料层6，尾气还会被液体所浸湿，其中的灰尘被除尘填料层6过滤，也会下沉到喷淋塔体1下端，在此处不多做赘述；

尾气在通过总成进风口102进入时，首先经过涡轮扇片905旋转，再带动中心活动管9旋转，从而可以带动风帽8旋转，风帽8在旋转时，通过内剐条801剐蹭分气体7上端的外壁，另外，尾气通过出风口702排出；

在上述过程中，尾气也可以经过每个阻风套11，此时阻风板10作为上下层空间的分界面，此时浮球1102在上下气压作用下，趋于水平，但是也包含如下部分：

部分一：当上层尾气并未及时且完全“消耗”，也就是说上层尾气过剩，浮球1102会下移堵住阻风套11，那么尾气无法再次通过阻风套11进入，仅仅可以进入到中心活动管9中；

部分二：尾气在进入到中心活动管9，随着持续注入尾气，活塞堵块902被慢慢推上移，直至露出到漏风口901处，尾气可以通过漏风口901排出；

部分三：在部分二到部分一时，此时阻风板10上层尾气慢慢被“消耗”，而中心活动管9中尾气也会补充到上层空间，使阻风板10上下气压慢慢趋于稳定，此时浮球1102回复到初始位置，尾气再次通过阻风套10进入；

以上述内容，循环进行，保证阻风板10上层空间中的尾气量处于相对定量的条件。

实施例二

在实施例一种，利用喷淋塔除尘时，尾气中的灰尘沾附到液体下沉到喷淋塔内部底端位置上，其中也会沾附在喷淋塔的内壁位置上的，随着时间的推移，难以去除，为此，提出了如下的技术方案：

参照图1、图2、图7和图8，喷淋塔体1内壁位置上开设有辅助气腔12，辅助气腔12的开设高度低于除尘填料层6的安装高度，且辅助气腔12中滑动安装有活动环13，活动环13的内圈位置上安装有外剐条14，外剐条14与喷淋塔体1内壁相匹配，且外剐条14沿喷淋塔体1的中线点呈环形均匀分布，喷淋塔体1对应辅助气腔12的圆周外壁位置上分别安装有辅助进气管104和辅助回气管103，辅助进气管104和辅助回气管103末端与辅助气腔12内部相连通，且辅助回气管103与总成进风口102相连通，活动环13外圈位置上安装有斜向风板15，斜向风板15以活动环13的圆心点呈均匀分布，且斜向风板15沿靠近辅助进气管104的方向呈倾斜状，辅助进气管104的进气方向与活动环13的外轮廓线呈相切状。

工作原理：在实施例一注入尾气时，尾气也会通过辅助进气管104注入到辅助气腔12中，推动对应位置上的斜向风板15，带动活动环13旋转，其活动环13的旋转方向沿辅助进气管104到辅助回气管103的环形方向，如附图8所示，活动环13的旋转方向为顺时针，从而可以带动内剐条14旋转，来剐蹭喷淋塔体1内壁上沾附的灰尘；

另外由辅助进气管104注入的尾气再次通过辅助回气管103回流入到总成进气口102中。

综上：在对热解过程产生的尾气进行喷淋除尘时，基于喷淋塔的原理，在此基础上，对喷淋塔中的进气过程进行了优化，首先在进气过程中，尾气在流动过程中会带动其中的涡轮扇片旋转，以此可以带动其中的风帽进行旋转，用来剐蹭分气体上端位置上所沾附的掺杂液体的灰尘，另一方面，在鼓入尾气时，以阻风板作为分界线，利用其中浮球和平衡弹簧来平衡阻风板上下两侧的气压，如果阻风板上端的尾气量较大，那么会带动浮球位移，阻止尾气持续进入到阻风板上侧位置，达到限制尾气进入量的目的；

另外同样在鼓入尾气的同时，利用气流带动活动环旋转，在活动环旋转时，会带动每个外剐条旋转，以此来剐蹭下内壁上沾附的粉尘，无需额外的动力供能。

以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。