尾气处理设备的制作方法

1.本发明涉及电池负极材料技术领域，尤其涉及一种尾气处理设备。


背景技术：

2.锂离子电池石墨负极材料在造粒和炭化过程中排出废气中含有大量沥青烟，沥青烟是一种烟雾状物质，含有大量多环芳烃以及少量氧、氮硫的杂环混合物，通常以气溶胶形式存在于空气之中。沥青烟中含有数千种物质，已分析出含有萘、菲咔唑、吡啉、吡啶、蒽、酚、吡咯、吲哚、茚等多达100多种，这些物质对人体、动、植物都会造成危害。除了直接接触沥青烟外，逸放到大气中的沥青烟经常粘附于各种类型和不同颗粒的飘尘上，沥青烟成分极其复杂，但基本成分是碳氢化合物，在一定的温度条件下可以燃烧。当焙烧温度达到790℃以上时，停留时间多0.5s，烃类物质即可燃烧殆尽。即使是混杂在烟雾中的少量炭粒，当二次分解或者燃烧温度达到900℃以上，也能燃烧掉。但是目前的尾气处理设备尾气的处理存在着尾气中的焦油冷凝、粘附在尾气处理设备内壁、甚至尾气处理不彻底等问题，导致无法燃烧处理掉而对环境和人体产生较大危害。


技术实现要素：

3.为克服现有技术的至少部分缺陷或不足，本发明实施例提供了一种尾气处理设备，充分利用了燃烧处理后的尾气的热量解决焦油粘附、冷凝在烟管内壁上而不能彻底处理掉的问题，提升了能量利用率，节约了能源。
4.具体地，本发明提供的一种尾气处理设备，包括：尾气导入管；余热回收组件，包括烟管和套管，所述套管套设在所述烟管之外、且与所述烟管间隔设置，所述尾气导入管贯穿所述套管和所述烟管、并延伸至所述烟管内；沉降室，连通所述烟管、且所述沉降室内设置有压力检测单元；尾气燃烧组件，连通在所述沉降室和所述套管之间且包括：燃烧器，设置有燃烧器入口和燃烧器出口，所述燃烧器入口连通所述沉降室；以及燃烧室，设置有燃烧室入口和燃烧室出口，所述燃烧器出口设置在所述燃烧室入口处且连通所述燃烧室入口，所述燃烧室出口连通所述套管；所述燃烧室内壁上设置有螺旋槽，所述燃烧器出口的轴线与所述螺旋槽相切；除尘器，连通所述套管；抽风机，连通所述除尘器；尾气排出管，连通所述抽风机；以及控制单元，电连接所述压力检测单元和所述抽风机。
5.另一方面，本发明实施例提供的一种尾气处理设备，包括：尾气导入管；余热回收组件，包括烟管和套管，所述套管套设在所述烟管之外、且与所述烟管间隔设置，所述尾气导入管贯穿所述套管并延伸至所述烟管内；沉降室，连通所述烟管；尾气燃烧组件，连通在所述沉降室和所述套管之间；以及尾气排出管，连通所述套管。
6.在本发明的一个实施例中，所述尾气燃烧组件包括：燃烧器，设置有燃烧器入口和燃烧器出口，所述燃烧器入口连通所述沉降室；以及燃烧室，设置有燃烧室入口和燃烧室出口，所述燃烧器出口设置在所述燃烧室入口处且连通所述燃烧室入口，所述燃烧室出口连通所述套管；所述燃烧室内壁上设置有螺旋槽，所述燃烧器出口的轴线与所述螺旋槽相切。
7.在本发明的一个实施例中，所述燃烧室包括连通的第一燃烧内腔和第二燃烧内腔，所述第一燃烧内腔和所述第二燃烧内腔分别设置有所述螺旋槽，所述燃烧室入口设置在所述第一燃烧内腔的一侧，所述燃烧室出口设置在所述第二燃烧内腔上与所述燃烧室入口相对的一侧。
8.在本发明的一个实施例中，所述沉降室内设置有加热组件，所述加热组件用于对经过所述烟管的尾气进行加热。
9.在本发明的一个实施例中，所述尾气处理设备还包括粉尘过滤器，所述粉尘过滤器的出口连通所述尾气导入管。
10.在本发明的一个实施例中，所述尾气处理设备还包括温度调节器，所述温度调节器连通在所述尾气燃烧组件和所述套管之间。
11.在本发明的一个实施例中，所述尾气处理设备还包括除尘器，所述除尘器连通在所述套管和所述尾气排出管之间。
12.在本发明的一个实施例中，所述尾气处理设备还包括抽风机，所述抽风机设置在所述除尘器和所述尾气排出管之间；所述沉降室内设置有压力检测单元；所述尾气处理设备还包括控制单元，所述控制单元连接所述压力检测单元和所述抽风机，所述压力检测单元用于检测所述沉降室内的尾气的压力得到尾气压力信号、并将所述尾气压力信号发送至所述控制单元；所述控制单元用于根据所述尾气压力信号发送控制指令至所述抽风机来控制所述抽风机的动作，以控制所述沉降室内的尾气的压力处于负压状态。
13.在本发明的一个实施例中，所述尾气处理设备还包括氮气导入管，所述沉降室连通所述烟管的一端，所述氮气导入管连通在所述烟管上远离所述沉降室的一端。
14.上述技术方案可以具有如下一个或多个优点和有益效果：本发明上述实施例提供的尾气处理设备，通过将套管套设在烟管之外，且将经过然后处理后的尾气通入套管内，以对烟管及烟管内部的未经燃烧处理的尾气进行加热处理，也即回收燃烧处理后的热量(余热)，使得烟管内的未经燃烧处理的尾气的温度升高，从而未经燃烧处理的尾气中的沥青烟、焦油处于气态状态，从而不粘附、冷凝在烟管内壁上，而是被送到尾气燃烧组件并进行燃烧处理，如此一来，充分利用了燃烧处理后的尾气的热量，提升了能量利用率，节约了能源；同时，使未经燃烧处理的尾气以气态形式到达尾气燃烧组件，不但提升了尾气处理的效率，还减少了尾气在设备中的粘附和沉积，降低了设备的故障率。此外，通过设置沉降室可对尾气中的粉尘、颗粒等物质进行沉降，提升尾气处理的效率，进一步减少排出后尾气中的污染物，进一步保护大气环境。此外，通过在燃烧室内壁上设置螺纹槽，可以使得进行燃烧处理的尾气沿螺旋槽行进，能够在在燃烧室内停留更长的时间，使得尾气燃烧更加充分。再者，通过设置第一燃烧内腔和第二燃烧内腔，且分布设置有螺纹槽，并将燃烧室入口和燃烧室出口分别设置在第一燃烧内腔和第二燃烧内腔上相对的外侧壁上，尾气依次沿着螺纹槽经过第一燃烧内腔和第二燃烧内腔，可以进一步使得进行燃烧处理的尾气能够在在燃烧室内停留更长的时间，使得尾气燃烧更加充分。还有，通过设置温度调节器，可对经过尾气燃烧组件燃烧处理后的尾气进行温度控制，使得燃烧后的尾气的温度在合适的温度下，既能实现对烟管内的尾气进行加热，又能使得燃烧后的尾气的温度有所降低，从而提升设备的安全性。另外，通过设置粉尘过滤器，可对锂离子电池石墨负极材料的制备过程中产生的尾气进行过滤，过滤掉尾气中的粉尘和颗粒物，在尾气燃烧处理前对尾气进行净化，有利于减
少尾气中的污染物。通过在沉降室内设置加热组件，可对经过所述烟管的尾气进行加热，使得尾气不冷凝、粘附在设备内壁上，而是继续以气态状态的形式通入到尾气燃烧室内进行燃烧处理，有利于更加充分地处理尾气，达到排放标准；同时，也提升了设备的清洁度，降低了故障发生率，节约了设备维修成本。通过设置除尘器，可去除燃烧后的尾气中的粉尘和颗粒物，以进一步提升燃烧后尾气的清洁度。通过设置控制单元、抽风机，以及在沉降室内设置压力检测单元，可以控制所述沉降室内的尾气的压力，比如处于微负压状态，可使得尾气更加顺利地进入到烟管和沉降室内，有利于尾气处理。通过设置氮气导入管，可在沉降室和/或烟管内的尾气发生燃烧时，通过氮气导入管导入氮气，迅速灭掉沉降室和/或烟管内的火苗，提升设备的安全性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。
16.图1为本发明实施例提供的一种尾气处理设备的结构示意图。
17.图2为图1所示的尾气处理设备的尾气燃烧组件的另一结构示意图。
18.图3为本发明实施例提供的另一种尾气处理设备的结构示意图。
19.图4为本发明实施例提供的尾气处理设备中的控制单元的连接关系示意图。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种尾气处理设备10。所述尾气处理设备10例如可适用于对锂离子电池石墨负极材料在制备过程例如造粒、炭化等过程中排出的尾气(或称废气)。具体地，尾气处理设备10例如主要包括：尾气导入管100、余热回收组件200、沉降室300、尾气燃烧组件400以及尾气排出管500，甚至还包括除尘器600、抽风机700、氮气保护管800以及粉尘过滤器900、控制单元cu等辅助装置。
22.其中，尾气导入管100例如为管状类零部件，其连接锂离子电池石墨负极材料的生产设备例如造粒釜、炭化釜等，用于导入锂离子电池石墨负极材料的制备过程中产生的尾气(也称废气)，以供尾气处理设备10对所述尾气进行处理，使经过处理后的尾气达到排放标准。
23.此外，余热回收组件200例如包括烟管210和套管220。套管220套设在烟管210之外，套管220与所述烟管210间隔设置，也即套管220的内壁与烟管210的外壁之间形成有间隙。其中，套管220的两端部封闭。尾气导入管100贯穿所述套管220和烟管210，并延伸至所述烟管210内部，以将锂离子电池石墨负极材料的制备过程中的尾气导入到烟管210内。具体地，烟管210和套管220之间的间隙空间的一端(例如图1中的上端)封闭，沉降室300连通
烟管210的一端(例如图1中的下端)。进一步地，尾气导入管100可以有多个，用于分别导入锂离子电池石墨负极材料的制备过程中的不同设备、或者同一设备的不同阶段产生的尾气。此外，套管220用于导入经过燃烧处理后的尾气。由于燃烧后的尾气的温度比较高，对烟管210及烟管210内部的未经燃烧处理的尾气进行加热处理，使得烟管210内的未经燃烧处理的尾气的温度升高，从而未经燃烧处理的尾气中的沥青烟、焦油处于气态状态，从而不粘附、冷凝在烟管210内壁上。
24.沉降室300连通余热回收组件200的烟管210，以对通过烟管210的尾气进行沉降处理，之后导出沉降后的尾气。沉降室300例如为一罐体类零部件，其设置有尾气入口和尾气出口，其中，尾气入口连通烟管210，尾气出口连接尾气燃烧组件400，以对沉降后的尾气进行燃烧处理。
25.尾气燃烧组件400用于对进入其内部的尾气中的大量多环芳烃以及少量氧、氮硫的杂环混合物进行燃烧处理，使得燃烧后的尾气符合排放标准。尾气燃烧组件400连通在沉降室300和套管220之间，以从沉降室300导入并燃烧未经燃烧处理的尾气，之后将燃烧后的尾气通过套管220排出。优选地，尾气燃烧组件400连通套管220的下端。
26.尾气排出管500例如为管状类零部件，其连通套管220比如连通套管220上远离沉降室300的一端也即套管220的上端，用于排放经过套管220的燃烧后尾气。
27.本发明上述实施例提供的尾气处理设备10，通过将套管220套设在烟管210之外，且将经过然后处理后的尾气通入套管220内，以对烟管210及烟管210内部的未经燃烧处理的尾气进行加热处理，也即回收燃烧处理后的热量(余热)，使得烟管210内的未经燃烧处理的尾气的温度升高，从而未经燃烧处理的尾气中的沥青烟、焦油处于气态状态，从而不粘附、冷凝在烟管210内壁上，而是被送到尾气燃烧组件400并进行燃烧处理，如此一来，充分利用了燃烧处理后的尾气的热量，提升了能量利用率，节约了能源；同时，使未经燃烧处理的尾气以气态形式到达尾气燃烧组件400，不但提升了尾气处理的效率，还减少了尾气在设备中的粘附和沉积，降低了设备的故障率。此外，通过设置沉降室300可对尾气中的粉尘、颗粒等物质进行沉降，提升尾气处理的效率，进一步减少排出后尾气中的污染物，进一步保护大气环境。
28.此外，如图2所示，尾气燃烧组件400例如一整套燃烧系统，其例如包括燃烧器410和燃烧室420。燃烧室420内的燃烧温度例如在800
‑
950℃。燃烧器410例如包括烧嘴、点火器、烧嘴控制器、执行器、电磁阀以及比例阀等零部件，当然还可以包括燃气过滤器、稳压器等辅助部件。燃烧器410例如设置燃烧器入口411和燃烧器出口412。燃烧室420上设置有燃烧室入口421和燃烧室出口422。所述燃烧器出口422设置在所述燃烧室入口421处且连通所述燃烧室入口421。燃烧器入口411例如通过管路连通沉降室300，以导入未经过燃烧处理的尾气。所述燃烧室出口422通过管道连通所述套管220。所述燃烧室内壁上设置有螺旋槽425，所述燃烧器出口412的轴线与所述螺旋槽425相切。如此一来，可以使得进行燃烧处理的尾气沿螺旋槽425行进，能够在在燃烧室420内停留更长的时间，使得尾气燃烧更加充分。进一步地，如图2所示，燃烧室420例如包括连通的第一燃烧内腔423和第二燃烧内腔424，所述第一燃烧内腔423和所述第二燃烧内腔424的内壁上分别设置有所述螺旋槽425。所述燃烧室入口421设置在所述第一燃烧内腔423上远离所述第二燃烧内腔424的一侧，所述燃烧室出口422设置在所述第二燃烧内腔424上远离所述第一燃烧内腔423的一侧，也即燃烧室
入口421和燃烧室出口422分别设置在第一燃烧内腔423和第二燃烧内腔424上相对的外侧壁上。如此一来，尾气依次沿着螺纹槽425经过第一燃烧内腔423和第二燃烧内腔424，可以进一步使得进行燃烧处理的尾气能够在在燃烧室420内停留更长的时间，使得尾气燃烧更加充分。
29.此外，如图3所示，所述尾气处理设备10还可以包括温度调节器500，所述温度调节器500连通在所述尾气燃烧组件400和所述套管220之间。温度调节器500用于对经过尾气燃烧组件400燃烧处理后的尾气进行温度控制，使得燃烧后的尾气的温度在合适的温度下，既能实现对烟管210内的尾气进行加热，又能使得燃烧后的尾气的温度有所降低，从而提升设备的安全性。温度调节器500可例如为现有技术中的水冷沉降装置，其结构此处不再赘述。经过温度调节器500的调节后，尾气的温度范围例如为300
‑
500℃。
30.再者，如图3所示，所述尾气处理设备10还可以包括粉尘过滤器900，所述粉尘过滤器900的出口连通尾气导入管100。粉尘过滤器900用于对锂离子电池石墨负极材料的制备过程中产生的尾气进行过滤，过滤掉尾气中的粉尘和颗粒物，在尾气燃烧处理前对尾气进行净化，有利于减少尾气中的污染物。粉尘过滤器900可采用现有技术中的过滤装置，其结构此处不再赘述。优选地，粉尘过滤器900的数量为多个，且与尾气导入管100一一对应，以分别对锂离子电池石墨负极材料的制备过程中的不同设备、或者同一设备的不同阶段产生的尾气进行过滤。
31.进一步地，如图3所示，沉降室300内还设置有加热组件320。经过所述烟管210的尾气的温度会略有降低，那么尾气中的焦油、粉尘等物质可能冷凝、粘附在烟管210或者沉降室300内壁上。因此，在沉降室300内设置加热组件320，用于对经过所述烟管210的尾气进行加热，使得尾气不冷凝、粘附在设备内壁上，而是继续以气态状态的形式通入到尾气燃烧室400内进行燃烧处理，有利于更加充分地处理尾气，达到排放标准；同时，也提升了设备的清洁度，降低了故障发生率，节约了设备维修成本。
32.更进一步地，如图3所示，所述尾气处理设备10还可以包括除尘器600，所述除尘器600连通在所述套管220和所述尾气排出管500之间。具体地，所述除尘器600连通所述套管220的上端，用于去除燃烧后的尾气中的粉尘和颗粒物，以进一步提升燃烧后尾气的清洁度。除尘器600例如为旋风除尘装置，其结构不再赘述。
33.在本发明的其它实施例中，如图3和图4所示，所述尾气处理设备10还可以包括抽风机700。所述抽风机700连通在所述除尘器600和所述尾气排出管220之间。此外，所述沉降室300内设置有压力检测单元310。所述尾气处理设备10还可以包括控制单元cu。控制单元cu例如为微处理器、处理器或嵌入式处理器等设备。控制单元cu连接所述压力检测单元310和所述抽风机700。所述压力检测单元310可例如为气压感测装置，用于检测所述沉降室300内的尾气的压力得到尾气压力信号、并将所述尾气压力信号发送至所述控制单元cu；所述控制单元cu用于根据所述尾气压力信号发送控制指令至所述抽风机700来控制所述抽风机700的动作，以控制所述沉降室300内的尾气的压力，例如控制沉降室300内的尾气的压力处于负压状态。优选地沉降室300内的尾气压力处于微负压状态，举例来说，可以控制沉降室300内的尾气的压力p的范围为：0.2kpa<p<0，这样可使得尾气更加顺利地进入到烟管210和沉降室300内，又尽量避免抽出过多的粉尘和颗粒物，有利于尾气处理。
34.此外，如图4所示，控制单元cu还连接温度调节器500，用于控制从燃烧室420导出
的尾气的温度。控制单元cu还连接燃烧组件400，用于控制尾气的燃烧，比如尾气送入量，燃气送入量等，实现尾气燃烧处理的自动化控制。
35.再者，如图3所示，所述尾气处理设备10还例如包括氮气导入管800。所述沉降室300连通所述烟管210的一端例如烟管210的下端，所述氮气导入管800连通在所述烟管210上远离所述沉降室300的一端例如烟管210的上端。当沉降室300和/或烟管210内的尾气发生燃烧时，可通过氮气导入管800导入氮气，迅速灭掉沉降室300和/或烟管210内的火苗，提升设备的安全性。
36.综上所述，本发明上述实施例提供的尾气处理设备10，通过将套管220套设在烟管210之外，且将经过然后处理后的尾气通入套管220内，以对烟管210及烟管210内部的未经燃烧处理的尾气进行加热处理，也即回收燃烧处理后的热量(余热)，使得烟管210内的未经燃烧处理的尾气的温度升高，从而未经燃烧处理的尾气中的沥青烟、焦油处于气态状态，从而不粘附、冷凝在烟管210内壁上，而是被送到尾气燃烧组件400并进行燃烧处理，如此一来，充分利用了燃烧处理后的尾气的热量，提升了能量利用率，节约了能源；同时，使未经燃烧处理的尾气以气态形式到达尾气燃烧组件400，不但提升了尾气处理的效率，还减少了尾气在设备中的粘附和沉积，降低了设备的故障率。此外，通过设置沉降室300可对尾气中的粉尘、颗粒等物质进行沉降，提升尾气处理的效率，进一步减少排出后尾气中的污染物，进一步保护大气环境。此外，通过在燃烧室内壁上设置螺纹槽，可以使得进行燃烧处理的尾气沿螺旋槽425行进，能够在在燃烧室420内停留更长的时间，使得尾气燃烧更加充分。再者，通过设置第一燃烧内腔和第二燃烧内腔，且分布设置有螺纹槽，并将燃烧室入口421和燃烧室出口422分别设置在第一燃烧内腔423和第二燃烧内腔424上相对的外侧壁上，尾气依次沿着螺纹槽425经过第一燃烧内腔423和第二燃烧内腔424，可以进一步使得进行燃烧处理的尾气能够在在燃烧室420内停留更长的时间，使得尾气燃烧更加充分。还有，通过设置温度调节器500，可对经过尾气燃烧组件400燃烧处理后的尾气进行温度控制，使得燃烧后的尾气的温度在合适的温度下，既能实现对烟管210内的尾气进行加热，又能使得燃烧后的尾气的温度有所降低，从而提升设备的安全性。另外，通过设置粉尘过滤器900，可对锂离子电池石墨负极材料的制备过程中产生的尾气进行过滤，过滤掉尾气中的粉尘和颗粒物，在尾气燃烧处理前对尾气进行净化，有利于减少尾气中的污染物。通过在沉降室300内设置加热组件320，可对经过所述烟管210的尾气进行加热，使得尾气不冷凝、粘附在设备内壁上，而是继续以气态状态的形式通入到尾气燃烧室400内进行燃烧处理，有利于更加充分地处理尾气，达到排放标准；同时，也提升了设备的清洁度，降低了故障发生率，节约了设备维修成本。通过设置除尘器600，可去除燃烧后的尾气中的粉尘和颗粒物，以进一步提升燃烧后尾气的清洁度。通过设置控制单元cu、抽风机700，以及在沉降室300内设置压力检测单元310，可以控制所述沉降室300内的尾气的压力，比如处于微负压状态，可使得尾气更加顺利地进入到烟管210和沉降室300内，有利于尾气处理。通过设置氮气导入管800，可在沉降室300和/或烟管210内的尾气发生燃烧时，通过氮气导入管800导入氮气，迅速灭掉沉降室300和/或烟管210内的火苗，提升设备的安全性。
37.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，
而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。