一种微波强化电磁加热废旧电池黑粉焙烧装置的制作方法

本技术涉及物料焙烧，具体涉及一种微波强化电磁加热废旧电池黑粉焙烧装置，该装置能够协同发挥微波辐射加热和电磁感应加热的优势，实现对不同类型废旧电池黑粉的高效、均匀、快速焙烧。

背景技术：

1、焙烧是工业生产中常见的单元操作，广泛应用于冶金、化工、材料等领域，其目的通常是改变物料的物理化学性质，如去除挥发分、氧化、还原、晶型转变等。传统的焙烧装置多采用燃料燃烧加热或电阻加热，这些加热方式普遍存在热效率低、加热不均匀、升温速度慢、能耗高、环境污染较大以及温度控制精度不足等问题，难以满足现代工业对高效、节能、环保及精细化生产的要求。

2、微波辐射加热作为一种新型加热方式，具有选择性加热、内外部同时加热、加热速度快、热效率高及易于控制等独特优势。微波能够直接与物料分子相互作用，将电磁能转化为热能，特别适用于对极性分子或具有一定介电损耗的物料进行加热。微波辐射可以对分子进行选择性活化，同时降低化学反应的活化能，达到促进化学键断裂的作用，经过微波辐射的废旧电池黑粉，目标金属水浸出效率提升20%-30%，浸出时间缩短30%以上。

3、电磁感应加热技术因其加热效率高、升温速度快、易于控制等优点在部分焙烧领域得到应用。电磁感应加热通过交变电磁场在被加热体内部产生涡流而直接发热，具有热损失相对较小的特点。

4、因此，如何将微波辐射加热和电磁感应加热的优势相结合，克服各自的局限性，开发一种能够适应物料特性、提升后续浸出效率、缩短浸出时间、加热效率更高、温度分布更均匀、能耗更低且控制更精准的焙烧装置，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型涉及物料焙烧技术领域，具体涉及一种微波强化电磁加热废旧电池黑粉焙烧装置，本实用新型的目的在于克服现有传统焙烧装置的不足，提供一种微波强化电磁加热焙烧装置，该装置能够协同发挥微波辐射加热和电磁感应加热的优势，实现对不同类型废旧电池黑粉的高效、均匀、快速焙烧，提高后续水浸出率，能量利用率，降低能耗，并提升焙烧过程的可控性。

2、为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种微波加强电磁加热焙烧废旧电池黑粉装置，包括炉体、电磁加热系统、微波加热系统、物料输送系统、温控系统。

4、进一步地，所述炉体包括外壳、保温层、内衬、焙烧腔、进料口、出料口和辅料口，所述内衬形成所述焙烧腔，所述保温层设置于外壳与内衬之间，以减少焙烧腔内的热量散失。

5、进一步地，所述微波加热系统包括磁控管、激励腔和微波加热控制柜。所述磁控管用于产生特定频率的微波能量；所述激励腔，用于将磁控管产生的微波能量传输至炉体；所述激励腔装置设置于炉体上，与焙烧腔相连通，用于将微波能量均匀有效地馈入焙烧腔内，以微波辐射的方式加热物料。所述微波馈入装置可设置多个，沿焙烧腔的周向和/或轴向分布，以提高微波场在焙烧腔内的均匀性。

6、进一步地，所述电磁加热系统包括电磁感应线圈和电磁加热器控制柜。所述感应线圈环绕设置于焙烧腔的外周，位于内衬结构层外，与电磁加热器控制柜电气连接，用于在焙烧腔内产生交变电磁场，使物料容器产生涡流发热。

7、进一步地，所述物料输送系统用于将待焙烧物料连续或间歇地送入焙烧腔，并将焙烧完成的物料从焙烧腔中输出。焙烧腔的两端分别设置有进料口、出料口和辅料口，并配备有相应的密封装置。

8、进一步地，所述温控系统包括多个温度传感器和温度控制器。所述温度传感器设置于焙烧腔内不同位置，用于实时监测焙烧腔内的温度场分布和物料温度，温度传感器与温度控制器电气连接，温度控制器分别与电磁加热系统和微波加热系统电气连接，用于根据设定的焙烧温度曲线和温度传感器的反馈信号，分别调节电磁加热系统的输出功率和微波加热系统的输出功率，实现对焙烧过程温度的精确控制。

9、进一步地，所述温度传感器可以是热电偶、红外测温仪。对于微波环境下，优选采用微波兼容性好的热电偶或红外测温方式。

10、进一步地，所述炉体上还可设置有观察视窗，用于观察焙烧腔内物料的状态。观察视窗采用耐高温、微波，透明材料结构。

11、通过本实用新型提供的一种微波强化电磁加热废旧电池黑粉焙烧装置，能够达到如下的有益效果：

12、协同增效：

13、本实用新型将微波辐射加热和电磁感应加热有机结合，两种方式可以根据物料特性和焙烧阶段的不同，各自发挥优势或协同作用。对于高导电或磁性物料，电磁感应加热可提供主要热量；对于极性或高介电损耗物料，微波加热可发挥高效作用；对于加热过程中物理化学性质变化的物料，两种加热方式可动态调节，实现整体高效加热。

14、加热均匀性好：

15、通过合理布置感应线圈和多个微波辐射装置，并可辅以螺旋搅拌措施，能够有效改善焙烧腔内的温度场分布，减少局部过热现象，提高物料加热的均匀性，从而提升焙烧产品质量的一致性。

16、加热速度快、效率高：

17、电磁感应加热和微波辐射加热均为快速加热方式，两者结合可显著缩短物料达到目标温度的时间，提高生产效率。同时，两种加热方式均具有较高的能量转换效率，且通过保温层的设置，进一步减少热损失，从而降低整体能耗。

18、温度控制精确：

19、采用多区域、多点温度监测，并通过温控系统分别对电磁和微波加热功率进行闭环控制，可实现对焙烧过程温度的精确调控，满足复杂焙烧工艺的要求。

20、工艺灵活性高：

21、可通过调节电磁加热功率、微波加热功率、物料停留时间、气氛组成等参数，灵活调整焙烧工艺，以适应不同类型废旧电池黑粉的焙烧要求。

22、综上所述，本实用新型的一种微波强化电磁加热废旧电池黑粉焙烧装置，通过微波辐射加热与电磁加热的协同作用，克服了传统焙烧方式的缺陷，具有加热效率高、温度分布均匀、物料适应性广、温度控制精确、能耗低等优点，具有重要的推广应用价值。

1.一种微波强化电磁加热废旧电池黑粉焙烧装置，其特征在于，包括炉体（1），安装在炉体（1）外部的电磁加热系统（2）和微波加热系统（3），伸入炉体（1）内部的物料输送系统（4）及温控系统（5）。

2.根据权利要求1所述的微波强化电磁加热废旧电池黑粉焙烧装置，其特征在于，所述炉体（1）包括外壳（11）、保温层（12）、内衬（13）、焙烧腔（14）、进料口（15）、出料口（16）和辅料口（18），所述内衬（13）形成所述焙烧腔（14），所述保温层（12）设置于外壳（11）与内衬（13）之间以减少焙烧腔（14）内的热量散失。

3.根据权利要求2所述的微波强化电磁加热废旧电池黑粉焙烧装置，其特征在于，所述微波加热系统（3）包括磁控管（31）、激励腔（32）和微波加热控制柜（33），所述磁控管（31）用于产生特定频率的微波能量；所述激励腔（32）用于将磁控管（31）产生的微波能量传输至炉体（1）；所述激励腔（32）装置设置于炉体（1）上与焙烧腔（14）相连通，用于将微波能量均匀有效地馈入焙烧腔（14）内。

4.根据权利要求2所述的微波强化电磁加热废旧电池黑粉焙烧装置，其特征在于，所述电磁加热系统（2）包括电磁感应线圈（21）和电磁加热器控制柜（22）；所述电磁感应线圈（21）设置于焙烧腔（14）的外周，所述电磁感应线圈（21）位于内衬（13）结构层外与电磁加热器控制柜（22）电气连接，用于在焙烧腔（14）内产生交变电磁场使物料容器产生涡流发热。

5.根据权利要求2所述的微波强化电磁加热废旧电池黑粉焙烧装置，其特征在于，所述物料输送系统（4）用于将待焙烧物料连续或间歇地送入焙烧腔（14）并将焙烧完成的物料从焙烧腔（14）中输出；焙烧腔（14）的两端分别设置有进料口（15）、出料口（16）和辅料口（18）并配备有相应的密封装置。

6.根据权利要求2所述的微波强化电磁加热废旧电池黑粉焙烧装置，其特征在于，所述温控系统（5）包括多个温度传感器（51）和温度控制器（52）；所述温度传感器（51）设置于焙烧腔（14）内用于实时监测焙烧腔（14）内的温度场分布和物料温度，温度传感器（51）与温度控制器（52）电气连接，温度控制器（52）分别与电磁加热系统（2）和微波加热系统（3）电气连接。

7.根据权利要求6所述的微波强化电磁加热废旧电池黑粉焙烧装置，其特征在于，所述温度传感器（51）采用热电偶或红外测温仪。

8.根据权利要求2所述的微波强化电磁加热废旧电池黑粉焙烧装置，其特征在于，所述炉体（1）上还设置有观察视窗（17）用于观察焙烧腔（14）内物料的状态；观察视窗（17）为耐高温、微波的透明结构。