一种废旧电池回收处理用高温无氧热裂解设备的制作方法

本发明涉及废旧电池回收及固废资源化处理领域，更具体地说，涉及一种废旧电池回收处理用高温无氧热裂解设备。

背景技术：

1、废旧电池回收处理是指对失去原有使用价值的各类二次电池（如废旧锂离子电池）进行收集、拆解、破碎、物理分选及热化学处理，旨在安全消除其中残留电能及有害组分，并最大化提取其中的有价金属（如镍、钴、锰、锂）以及石墨等碳材料。

2、高温无氧热裂解设备是指在无氧、缺氧或充入惰性保护气体的密闭高温环境下，利用外部热源间接或直接加热废弃物料，促使固废中的有机高分子组分（如电池中的电解液溶剂、隔膜、pvdf粘结剂等）发生热化学键断裂，使其转化为可燃气、焦油或小分子有机气体的连续式热处理装置。

3、在现有的废旧电池回收处理工艺中，通常采用外热式回转窑作为热裂解设备。破碎后的废旧电池颗粒在旋转的筒体内从进料端向出料端推进，通过筒体外侧配置的多段独立加热区，实现温度梯级控制，从而使不同沸点的有机组分分步受热气化。

4、然而，现有的回转式热裂解设备在运行中存在一个突出的技术问题：由于设备内部通常采用单腔一体化管道进行集中抽气，在热解过程中，高温裂解段（一般为550℃~650℃）产生的高沸点重质焦油气体，在气相压差和温差对流的作用下，极易向温度较低的预热段（一般为200℃~300℃）窜流。当这些气态重质焦油与前端低温区内的低温管壁或尚未完全受热的废旧电池黑粉颗粒接触时，会迅速冷凝并粘裹微粉，在筒体内壁、轴体外壁及抽气通道表面形成大面积的结焦硬壳或固－液－气混合粘结块。这不仅会堵塞抽气道、降低传热效率，还会阻碍物料的顺畅输送。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种废旧电池回收处理用高温无氧热裂解设备。

2、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

3、一种废旧电池回收处理用高温无氧热裂解设备，包括中空筒体、分别与中空筒体两端转动连接的第一支撑部和第二支撑部、设置在第二支撑部内的进料部；

4、还包括位于中空筒体下方的驱动部、固定在中空筒体外壁并与驱动部啮合传动的齿圈；

5、所述中空筒体内部还设置有梯度控温组件，所述梯度控温组件包括位于中空筒体内且两端分别与第一支撑部和第二支撑部固接的轴体、独立开设在轴体内部用于实现废旧电池固态物料处理时低沸点溶剂蒸气与高沸点高分子裂解气分区的两个内腔体、开设在轴体外部并与两个内腔体相连通的两组气道孔、固定在轴体外部且与中空筒体内壁相贴合的环形挡板、开设在环形挡板下端的串料腔、固接在第一支撑部一侧且内管与一个内腔体相连通的旋转接头、固接在第二支撑部一侧且输入端与另一个内腔体相连通的负压吸引部。

6、进一步的，所述第一支撑部包括伸入中空筒体内部并与中空筒体转动连接的内撑部、固接在内撑部下端的底撑部、开设在内撑部下端用于排出中空筒体内物料的出料口；所述旋转接头固定在内撑部一侧外表面。

7、进一步的，所述中空筒体内壁上一体成型有两组变距螺旋片，且两组变距螺旋片分别位于环形挡板的两侧。

8、进一步的，所述轴体内部还设置有热质输送清理组件，所述热质输送清理组件包括转动连接在与旋转接头相连通的内腔体中的热管、固接在热管外表面上的第一绞龙片、固接在热管一端外表面上的多个连接架，多个所述连接架的一侧均与旋转接头的内管固接，所述第一支撑部转动连接有第一齿轮和与第一齿轮相啮合的第二齿轮，且第二齿轮固定在旋转接头内管外部，所述第一支撑部一侧外表面固接有第一电机，且第一电机的输出轴与第一齿轮相连，所述第一支撑部一侧还设置有导电滑环，且导电滑环的转子部固定在旋转接头内管外部并与热管电性连接。

9、进一步的，与负压吸引部78相连通的所述内腔体中转动连接有转动杆，且转动杆外表面固接有第二绞龙片，所述轴体内部转动连接有连接轴，且连接轴的两端伸入两个内腔体中并分别与热管和转动杆相连，所述轴体内部设置有用于对连接轴进行动密封的动密封件。

10、进一步的，所述气道孔中设置有旋流部，所述旋流部包括设置在气道孔内壁上的喉部、开设在喉部与轴体外表面相连处的斜面、圆形阵列设置在喉部内壁上的多个旋流凸缘。

11、进一步的，所述中空筒体内部还设置有防粘组件，所述防粘组件包括设置在轴体外表面上的多个敲击部、位于中空筒体内部且两端分别与第一支撑部和第二支撑部转动连接的转杆、一体成形在转杆外表面上用于分别驱动多个敲击部对轴体进行敲击的多个拨杆，所述第二支撑部一侧外表面固接有第二电机，且第二电机的输出轴贯穿第二支撑部并与转杆固接。

12、进一步的，所述敲击部包括对称固接在轴体外表面上的两个侧板、位于两个侧板之间并通过扭簧与两个侧板转动连接的转动柱、一体成形在转动柱外表面上的板体、固定在板体下端的敲击球头。

13、进一步的，所述中空筒体下方还设置有两个用于对中空筒体支撑的托轮，所述驱动部位于两个托轮之间。

14、进一步的，所述进料部包括开设在第二支撑部内部的进料通道和与进料通道相连通的落料槽、固接在第二支撑部一侧且一侧伸入中空筒体内部的引料板，所述第二支撑部上端还固接有料筒，且料筒的输出端与进料通道相连。

15、相比于现有技术，本发明的有益效果：

16、（1）通过在中空筒体内设置环形挡板，并在固定轴体内设置两个独立的内腔体，将筒体内部分隔为预热脱电解液区与高温裂解区，并通过旋转接头和负压吸引部进行分区抽吸。这有效实现了低沸点溶剂蒸气与高沸点高分子裂解气的空间独立收集，阻断了重质焦油向低温区的窜流路径，从结构上预防了重质焦油遇冷冷凝与微粉结合造成的粘结结焦。

17、（2）通过在内腔体内设置旋转的热管并利用导电滑环提供电加热，将内腔体内壁温度维持在焦油气态临界温度以上，避免其在传输路径上发生物理冷凝；同时配合旋转的第一、第二绞龙片，不仅能破坏气流层流边界，使气体保持紊流以确保受热均匀，还能作为内置刮刀持续清扫内腔体内壁，实现固气两相流的主动集输。

18、（3）本申请的气道孔内配置有斜面、喉部以及旋流凸缘。当热解气在真空抽吸作用下通过气道孔时，流道截面缩小触发文丘里效应使流速瞬间提高，并在旋流凸缘引导下形成高速旋流，利用较强的流场剪切力清扫气道孔积粉，保障流道畅通。

19、（4）本申请的防粘组件通过第二电机驱动拨杆周期性拨动敲击部的板体，利用扭簧复位带动敲击球头对轴体进行规律敲击。撞击产生的瞬时高加速度在轴体与结壳接触面上产生剪切应力，促使局部硬质焦炭及黏黏粉尘瞬间碎裂剥落，同时撞击引起的高频微幅振动也破坏了焦油蒸气的静止聚集状态。

1.一种废旧电池回收处理用高温无氧热裂解设备，包括中空筒体（1）、分别与中空筒体（1）两端转动连接的第一支撑部（2）和第二支撑部（3）、设置在第二支撑部（3）内的进料部，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种废旧电池回收处理用高温无氧热裂解设备，其特征在于：所述第一支撑部（2）包括伸入中空筒体（1）内部并与中空筒体（1）转动连接的内撑部（21）、固接在内撑部（21）下端的底撑部（22）、开设在内撑部（21）下端用于排出中空筒体（1）内物料的出料口（23）；所述旋转接头（76）固定在内撑部（21）一侧外表面。

3.根据权利要求1所述的一种废旧电池回收处理用高温无氧热裂解设备，其特征在于：所述中空筒体（1）内壁上一体成型有两组变距螺旋片（11），且两组变距螺旋片（11）分别位于环形挡板（74）的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种废旧电池回收处理用高温无氧热裂解设备，其特征在于：所述轴体（71）内部还设置有热质输送清理组件（8），所述热质输送清理组件（8）包括转动连接在与旋转接头（76）相连通的内腔体（72）中的热管（85）、固接在热管（85）外表面上的第一绞龙片、固接在热管（85）一端外表面上的多个连接架（84），多个所述连接架（84）的一侧均与旋转接头（76）的内管固接，所述第一支撑部（2）转动连接有第一齿轮（82）和与第一齿轮（82）相啮合的第二齿轮（83），且第二齿轮（83）固定在旋转接头（76）内管外部，所述第一支撑部（2）一侧外表面固接有第一电机（81），且第一电机（81）的输出轴与第一齿轮（82）相连，所述第一支撑部（2）一侧还设置有导电滑环（77），且导电滑环（77）的转子部固定在旋转接头（76）内管外部并与热管（85）电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种废旧电池回收处理用高温无氧热裂解设备，其特征在于：与负压吸引部（78）相连通的所述内腔体（72）中转动连接有转动杆（88），且转动杆（88）外表面固接有第二绞龙片，所述轴体（71）内部转动连接有连接轴（86），且连接轴（86）的两端伸入两个内腔体（72）中并分别与热管（85）和转动杆（88）相连，所述轴体（71）内部设置有用于对连接轴（86）进行动密封的动密封件（87）。

6.根据权利要求1所述的一种废旧电池回收处理用高温无氧热裂解设备，其特征在于：所述气道孔（73）中设置有旋流部（10），所述旋流部（10）包括设置在气道孔（73）内壁上的喉部（102）、开设在喉部（102）与轴体（71）外表面相连处的斜面（101）、圆形阵列设置在喉部（102）内壁上的多个旋流凸缘（103）。

7.根据权利要求6所述的一种废旧电池回收处理用高温无氧热裂解设备，其特征在于：所述中空筒体（1）内部还设置有防粘组件（9），所述防粘组件（9）包括设置在轴体（71）外表面上的多个敲击部、位于中空筒体（1）内部且两端分别与第一支撑部（2）和第二支撑部（3）转动连接的转杆（92）、一体成形在转杆（92）外表面上用于分别驱动多个敲击部对轴体（71）进行敲击的多个拨杆（97），所述第二支撑部（3）一侧外表面固接有第二电机（91），且第二电机（91）的输出轴贯穿第二支撑部（3）并与转杆（92）固接。

8.根据权利要求7所述的一种废旧电池回收处理用高温无氧热裂解设备，其特征在于：所述敲击部包括对称固接在轴体（71）外表面上的两个侧板（93）、位于两个侧板（93）之间并通过扭簧与两个侧板（93）转动连接的转动柱（94）、一体成形在转动柱（94）外表面上的板体（95）、固定在板体（95）下端的敲击球头（96）。

9.根据权利要求1所述的一种废旧电池回收处理用高温无氧热裂解设备，其特征在于：所述中空筒体（1）下方还设置有两个用于对中空筒体（1）支撑的托轮（4），所述驱动部（6）位于两个托轮（4）之间。

10.根据权利要求1所述的一种废旧电池回收处理用高温无氧热裂解设备，其特征在于：所述进料部包括开设在第二支撑部（3）内部的进料通道（32）和与进料通道（32）相连通的落料槽（33）、固接在第二支撑部（3）一侧且一侧伸入中空筒体（1）内部的引料板（34），所述第二支撑部（3）上端还固接有料筒（31），且料筒（31）的输出端与进料通道（32）相连。