一种电池焙烧及焙烧气体集尘处理方法与流程

本发明属于废旧电池处理技术领域，具体涉及一种电池焙烧及焙烧气体集尘处理方法。

背景技术：

众所周知，用于便携式设备、电动汽车等的电池包括正电极、负电极及用于电连接所述正电极及负电极的电解质溶液、防止短路的分离膜，所述正电极、负电极及分离膜收容于形成有正电极端子及负电极端子的方形壳体或圆柱形壳体以形成电池单元。

随着如便携式设备、电动汽车等需要电力的设备的消耗的增加，这种电池的需求也呈增长的趋势。所述电池根据使用环境而具有预定寿命，在重复充电放电的化学作用的过程中，电解质溶液受到污损且电极表面受损，使得化学作用能力明显降低且已至需要更换电池的时期，这种电池被分类为废电池。因此，需要伴随着安全废弃已尽寿命的废电池并回收其中所含的昂贵材料的技术。作为相关技术的示例，使废电池在硫酸中放电14天至20天左右并经干燥之后进行粉碎的处理方法使用硫酸，其对工作人员和工作环境有害，因此有可能导致工作人员的高职业病发生率，并且在电池干燥时存在引起火灾及煤气中毒的隐患。并且，处理时间需要长时间，因此不仅降低工艺效率，而且当处理过程中所使用的溶液流出时，存在引起严重的环境污染问题。

技术实现要素：

为了解决所述问题，本发明提供一种电池焙烧及焙烧气体集尘处理方法，目的在于，可减少拆卸废电池时的工序处理时间及人工成本，可通过简化的工序容易地除去除电池的有价金属之外的成分，并且可容易地处理产生的有害气体。

为了实现所述目的，本发明采用如下技术方案：一种电池焙烧及焙烧气体集尘处理方法，包括如下步骤：

(1)以400℃至1000℃的温度焙烧通过封闭型管向单方向输送的废电池并排出；

(2)将步骤(1)焙烧时所产生的气体温度热处理成600℃至900℃，然后再进行冷却、集尘处理。

优选地，所述步骤(1)中，焙烧的废电池冷却至70℃至100℃之后再排出。

优选地，所述步骤(1)中，所述焙烧是通过向废电池的输送方向或与输送方向相反的方向喷射火焰来实现，或者通过在所述封闭型管的外部设置加热元件来实现。

优选地，所述步骤(1)中，所述焙烧进行30分钟至240分钟。

优选地，所述封闭型管相对于地面倾斜5°至30°。

优选地，所述热处理是对焙烧时所产生的气体进行加热。

优选地，所述冷却处理，是采用热交换器将焙烧时所产生的气体温度冷却至150℃-250℃。

优选地，采用热交换器冷却后的气体继续通过喷射塔，以使气体温度降至100℃-150℃。

优选地，所述集尘处理，是将冷却后的气体向设有袋式过滤器的集尘部进行渗透。

优选地，所述集尘处理还包括向经所述集尘部渗透的气体喷射氢离子浓度指数ph为5至9的水。

本发明的技术效果：采用本发明对电池进行焙烧处理，可使所产生的有害气体成分最小化，并且，具有可明显减少废电池拆卸处理时间和人工成本的优点。

附图说明

图1为本发明电池焙烧及焙烧气体集尘处理方法流程图。

图2为本发明实施例电池焙烧处理装置的结构简图。

图3为本发明实施例电池焙烧处理装置的平面图。

图4为本发明实施例气体处理部的主视图。

图5为本发明实施例焙烧部的主视图。

图6为本发明实施例焙烧部及气体处理部的侧视图。

图7为本发明实施例焙烧部的平面图。

图中100-焙烧部，110-封闭型管，111-第一管，112-第二管，113-第一加热机构，114-输送机，115-输送机构，121-收集部，122-第一集尘部，200-气体处理部，210-气体热处理部，211-第三管，212-第二加热机构，220-热交换部，230-冷却塔，240-喷射塔，250-第二集尘部，260-湿式洗涤塔，1000-电池焙烧处理装置。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步说明。

本发明提供电池焙烧及焙烧气体集尘处理方法，包括如下步骤，即，以400℃至1000℃的温度焙烧通过封闭型管向单方向输送的电池并排出(步骤1)，对焙烧时产生的气体进行冷却及集尘处理(步骤2)。

以下，对本发明电池焙烧及焙烧气体集尘处理方法进行具体描述。

本发明电池焙烧及焙烧气体集尘处理方法中，以400℃至1000℃的温度焙烧通过封闭型管向单方向输送的电池并排出(步骤1)。当所述焙烧温度低于400℃时，存在电池内聚合物成分不易分解的隐患，当所述焙烧温度高于1000℃时，去除电池的聚合物及电解质等方面上有可能产生过度能量浪费的隐患，并且有可能产生有价金属回收率的降低的隐患。

优选地，所述焙烧进行30分钟至240分钟。在所述焙烧时间范围内，可分解电池的聚合物成分并使能源浪费最小化。

所述焙烧可通过向与所述电池的输送方向相反的方向或输送方向喷射火焰来实现，或者可通过利用如所述封闭型管的外部加热器等的加热元件的间接加热来进行焙烧。具体地，当所述电池沿着所述封闭型管输送时，可通过配置于封闭型管的一端的加热机构来向与所述电池的输送方向相反的方向喷射火焰以实现焙烧。

具体地，所述封闭型管可以为向下倾斜且一端设有可焙烧电池的加热机构的管，还可以呈回转窑(rotarykiln)形态。

所述封闭型管可包括：第一管111，向单方向输送，在一端配置有加热机构且以预定角度向下倾斜，因此实现如上所述的电池的焙烧；第二管112，与所述第一管111相连通，以预定角度向下倾斜，用于实现焙烧的物质的冷却及排出，所述第二管可通过向所述第二管的外周面喷射冷却水的喷射机构来进行冷却。由此，在所述第一管111中可同时进行焙烧及电池输送，在第二管112中可进行焙烧的物质的冷却及排出。在所述第二管112中焙烧的物质的冷却可通过向所述第二管112的外周面喷射水来进行，并且能够以使冷却水在所述第二管112的排出部进行循环的方式来进行，优选地，冷却温度为70℃至100℃。并且，优选地，所述第一管111及第二管112的倾斜角为5°至35°。在所述倾斜角的范围内，可同时容易地进行电池的输送及焙烧。此时，可通过所述第二管112来输送少量的焙烧时所产生的气体，并且可通过与所述第二管112相连通且设有袋式过滤器(bagfilter)的集尘设备来对所述气体进行集尘处理。

在本发明电池焙烧及焙烧气体集尘处理方法中，对所述焙烧时所产生的气体进行冷却及集尘处理的步骤(步骤2)，首先可包括将所述焙烧时所产生的气体热处理成600℃至900℃的温度的步骤。在所述的温度范围内对焙烧时所产生的气体进行热处理，从而可分解所述气体内残留的聚合物成分等。所述气体的热处理可通过向与气体的输送方向相同的方向喷射火焰的加热机构来实现。

所述焙烧时所产生的气体的冷却处理可通过冷却水进行循环的热交换器来对所述气体进行冷却，以使所述气体的温度为150℃至250℃。在所述温度范围内进行冷却处理，从而可使后续集尘处理时的效率，并可防止集尘设备的损伤。

所述焙烧时所产生的气体的冷却处理可包括如下步骤，即，通过单独的喷射机构来对所述冷却处理的气体进行喷射且冷却为100℃至150℃的温度以便气体内水分不凝结。

所述焙烧时所产生的气体的集尘处理可包括使所述冷却处理的气体渗透设有袋式过滤器(bagfilter)的集尘设备的步骤。并且，可包括向与所述集尘处理的气体的输送方向相反的方向喷射氢离子浓度指数(ph)为5至9的水来进行集尘处理的步骤。在所述的氢离子浓度指数(ph)范围内可容易地实现气体内有害成分的去除。具体地，向具备水喷射机构及设在水喷射机构下部的多孔过滤器的湿式洗涤塔供给所述集尘处理的气体，从而通过所述过滤器的气体与喷射的水相接触以进行集尘处理。

在通过设有所述袋式过滤器的集尘设备的气体的集尘处理步骤中，可实现气体的灰尘、烟灰、汞、镉、铜、铅、镍成分的去除。

在通过所述水喷射的气体的集尘处理步骤中，可实现硫氧化物(sox)、氨、氯化氢、烃、甲醛的去除。

通过所述焙烧时所产生的气体的热处理可进行一氧化碳及苯的去除。

本发明电池焙烧及焙烧气体集尘处理方法可通过如图2至图7所示的装置来执行。具体地，所述装置可设有焙烧部100和气体处理部200。

所述焙烧部100包括：第一管111，电池以相对于地面倾斜5°至15°的方式输送，并设有第一加热机构113，在其一端将选自由柴油、精炼油、液化天然气(lng)、液化石油气(lpg)、再生油等组成的组中的一种以上作为燃料向电池输送方向或与输送方向相反的方向喷射火焰，或者通过利用设在外部的加热元件的间接加热来进行热处理；第二管112，与所述第一管相连通，并相对于地面倾斜5°至15°；冷却水喷射机构，向所述第二管的外周面喷射冷却水；电池料斗；输送机114，从所述电池料斗接收电池的供给并投向所述焙烧部；收集部121，在所述第二管的末端用于收集待处理的物质；输送机构115，用于输送所述收集部的物质；以及第一集尘部122，具有袋式过滤器，所述袋式过滤器与所述第二管的末端相连通，并对由所述第二管排出的气体进行集尘处理。

所述气体处理部200包括：第三管211，与所述第一管111的上部相连通，以输送焙烧部100的气体；第二加热机构212，设在所述第三管的一端并将选自由柴油、精炼油、lng，lpg，再生油等组成的组中的一种以上作为燃料向所述气体的输送方向喷射火焰；热交换部220，与所述第三管相连通，冷却由第三管排出的气体；冷却塔230，使冷却水向所述热交换部及所述第二管112的末端供给并循环；喷射塔240，与所述热交换部相连通，通过喷射机构来对由热交换部排出的气体进行喷射及冷却；第二集尘部250，与所述喷射塔240相连通，设有用于对由喷射塔240排出的气体进行集尘处理的袋式过滤器；以及湿式洗涤塔260，与所述第二集尘部相连通，可具有向由所述第二集尘部排出的气体喷射水的水喷射机构，并向大气中排出经水喷射处理的气体。

本发明电池焙烧及焙烧气体集尘处理方法，可在通过封闭型管输送废电池的同时，以预定温度对废电池记性焙烧处理，并通过收集经焙烧处理的物质来回收有价金属，并且通过对在焙烧处理时所产生的有害气体进行冷却及集尘处理，从而可将除有害成分之外的气体向大气中排放。

以下，根据实施例及实验例来进一步详细说明本发明。但是，以下实施例及实验例仅用于例示本发明，本发明的范围并不限定于此。

实施例1：电动汽车废电池焙烧处理

通过相对于地面倾斜5°至15°且一端设有火花塞的第一管111来输送了电动汽车废电池，通过所述火花塞向与所述电池输送方向相反的方向喷射火焰，使得以600℃至800℃的温度进行了30分钟至120分钟的热处理。通过与所述第一管111相连通且相对于地面倾斜5°至15°的第二管112来输送了所述热处理的物质，此时，向所述第二管112的外周面喷射水，并使冷却水在第二管112的末端循环，使得通过第二管112排出的经焙烧的物质的温度为70℃至100℃。

通过与所述第一管111相连通的第三管211来输送所述热处理时所产生的有害气体，通过加热机构向所述有害气体输送方向喷射火焰，使得以800℃的温度进行了热处理。使所述热处理的有害气体通过冷却水循环的热交换器以使温度冷却至150℃。通过喷射机构喷射所述冷却的有害气体以使温度成为100℃，使所述被喷射的有害气体渗透设有袋式过滤器的集尘设备以进行了集尘处理。利用多孔过滤器来使所述集尘处理的气体渗透并喷射水来进一步进行了集尘处理，并将所集尘的气体排放大气中。

实施例2：电动工具电池焙烧处理

在所述实施例1中，除了以电动工具电池替代电动汽车电池来作为待使用的电池之外，以与所述实施例1相同的方法进行了电池的焙烧处理及气体的冷却集尘处理。

实施例3：圆形纽扣电池的焙烧处理

在所述实施例1中，除了以圆形纽扣电池替代电动汽车电池来作为待使用的电池之外，以与所述实施例1相同的方法进行了电池的焙烧处理及气体的冷却集尘处理。

实施例4：锂聚合物电池焙烧处理

在所述实施例1中，除了以锂聚合物电池替代电动汽车电池来作为待使用的电池之外，以与所述实施例1相同的方法进行了电池的焙烧处理及气体的冷却集尘处理。

实验例1：经冷却及集尘处理的气体的大气污染物质排放浓度的测定

测定了所述实施例1至实施例4中进行后向大气中排放的气体的污染物质浓度，并在表1中示出其结果。

表1

参照表1，可确认，在实施例1的电动汽车电池的焙烧处理后所产生并经集尘的气体的情况下，大部分的有害成分满足排放标准。在所有类型的电池焙烧处理中未检测出二硫化碳、硫化氢、氟化物、氰化氢、溴、苯乙烯、苯酚、氯乙烯、砷、铬、锌、磷、锰、二氯甲烷及三氯乙烯。

至今为止，对有关本发明电池焙烧处理装置的具体实施例进行了说明，但可在不脱离本发明的范围的情况下进行多种变形，这是显而易见的。

因此，本发明的范围不应局限于所说明的实施例，而是应由后文中的发明要求保护范围及其等同物来进行限定。

即，应理解的是，所述的实施例在所有方面上为示例性的而非限定性的，本发明的范围应由后文中的发明要求保护范围表示，而非由详细说明来表示，其发明要求保护范围的含义及范围以及由其等同概念导出的所有变更或变形形态应被解释为包括在本发明的范围之内。