本發(fā)明屬于廢舊鋰電池回收技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

2020年，我國動力鋰電池累計(jì)報(bào)廢量可達(dá)到12萬-17萬噸，動力鋰電池理論報(bào)廢量將由2020年的18.91gwh增長至2025年的105.3gwh，廢舊鋰電池中含量鈷、鎳、錳、鋰、鐵和鋁等金屬及有機(jī)物，三元電池中鋰的平均含量為1.9％，鎳為9％、鈷為3％、錳為4％、銅為13.3％、鋁為12.7％等。廢舊鋰電池若不回收利用會給環(huán)境造成巨大威脅和污染，同時對資源也是一種浪費(fèi)。

目前廢舊鋰電池回收技術(shù)主要有三種：(1)火法回收工藝；(2)濕法回收工藝；(3)火法-濕法聯(lián)合處理工藝。

火法回收工藝，是通過還原焙燒的方式處理廢舊鋰離子電池，通常采用特制的熔爐來處理電解液，塑料，粘結(jié)劑等有機(jī)組分。該工藝將電池及包裝放入冶煉爐中進(jìn)行焙燒，焙燒前不需預(yù)處理。同時石墨和有機(jī)溶劑燃燒釋放出的能量可以加以利用，得到鈷、鎳等金屬的混合物，實(shí)現(xiàn)金屬的循環(huán)利用?；鸱üに嚨娜秉c(diǎn)是：能耗較大，電解質(zhì)溶液和電極中其他成分燃燒后會轉(zhuǎn)變?yōu)闅浞峄蛭逖趸椎扔泻Τ煞?，產(chǎn)生大量的廢氣，增加尾氣處理成本的同時也容易引起大氣污染。

濕法回收工藝，是將廢舊電池拆解預(yù)處理后溶于酸堿溶液中，萃取出部分有價值金屬元素，再經(jīng)過離子交換法和電沉積等手段，提取出剩余有價值的金屬。缺點(diǎn)：反應(yīng)速度慢，物料通過量小，工藝復(fù)雜，成本高，回收產(chǎn)品價值低。

火法-濕法聯(lián)合處理工藝，是通過熔煉爐先去除電解液，塑料，粘結(jié)劑等有機(jī)組分，得到鈷、鎳等金屬的混合物，然后在采用濕法分離的方式提取出剩余有價值的金屬。缺點(diǎn)：能耗大，產(chǎn)生大量廢氣，投資成本和運(yùn)行成本大，回收率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的系統(tǒng)及方法，克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的系統(tǒng)，包括：拆解系統(tǒng)，破碎篩分系統(tǒng)，一次熱解系統(tǒng)，分選系統(tǒng)，二次熱解系統(tǒng)，冷凝回收系統(tǒng)，廢氣處理系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)，以及惰性氣體系統(tǒng)；

所述拆解系統(tǒng)與破碎篩分系統(tǒng)連接，所述破碎篩分系統(tǒng)與一次熱解系統(tǒng)連接，所述一次熱解系統(tǒng)分別與分選系統(tǒng)和冷凝回收系統(tǒng)連接，所述分選系統(tǒng)與二次熱解系統(tǒng)連接，所述除塵系統(tǒng)分別與破碎篩分系統(tǒng)和分選系統(tǒng)連接，所述惰性氣體系統(tǒng)分別與破碎篩分系統(tǒng)、一次熱解系統(tǒng)和冷凝回收系統(tǒng)連接；廢氣處理系統(tǒng)分別與冷凝回收系統(tǒng)和二次熱解系統(tǒng)連接；

所述拆解系統(tǒng)用于對廢舊鋰電池進(jìn)行拆解，分離出塑料和外殼，得到模組或者電芯；

破碎篩分系統(tǒng)包括一次破碎系統(tǒng)、一次篩分系統(tǒng)、二次破碎系統(tǒng)和二次篩分系統(tǒng)；所述一次篩分系統(tǒng)分別與一次破碎系統(tǒng)和二次破碎系統(tǒng)連接，二次篩分系統(tǒng)與二次破碎系統(tǒng)連接；一次破碎系統(tǒng)用于模組的破碎，一次篩分系統(tǒng)用于分離塑料和外殼，二次破碎系統(tǒng)用于對經(jīng)過一次篩分后的物料進(jìn)行更小粒徑的破碎，二次篩分系統(tǒng)用于進(jìn)一步去除塑料和外殼；

一次熱解系統(tǒng)包括低溫?zé)峤鉅t和導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)；導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)包括導(dǎo)熱油加熱器，用于提供熱源；

分選系統(tǒng)包括三次篩分裝置、研磨裝置、四次篩分裝置、風(fēng)選裝置、磁選裝置和渦電流選裝置；

二次熱解系統(tǒng)包括回轉(zhuǎn)窯熱解爐和天然氣加熱系統(tǒng)；

冷凝回收系統(tǒng)包括冷凝器和洗滌塔，冷凝器與洗滌塔通過管道連接；冷凝器用于將可凝廢氣冷凝，可凝廢氣冷凝后回收部分電解液溶劑，其它不凝廢氣進(jìn)入洗滌塔內(nèi)，所述洗滌塔用于將不凝廢氣中的hf氣體吸收；

廢氣處理系統(tǒng)包括焚燒爐和廢氣凈化系統(tǒng)。

所述除塵系統(tǒng)包括：引風(fēng)機(jī)、布袋除塵裝置和煙囪，引風(fēng)機(jī)與布袋除塵裝置通過管道連接，布袋除塵裝置與煙囪通過管道連接，布袋除塵裝置用于去除破碎篩分系統(tǒng)、分選系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵，破碎篩分系統(tǒng)、分選系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵通過引風(fēng)機(jī)引入除塵系統(tǒng)。布袋除塵裝置具有拒水防油作用，避免水分和油分堵塞布袋。

在上述方案的基礎(chǔ)上，惰性氣體系統(tǒng)中，選用氮?dú)庾鳛槎栊詺怏w，惰性氣體系統(tǒng)通過管路分別與破碎篩分系統(tǒng)、一次熱解系統(tǒng)和冷凝回收系統(tǒng)連接。惰性氣體用于防止物料的著火和爆炸。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的系統(tǒng)還包括余熱回收系統(tǒng)、第二除塵系統(tǒng)和第三除塵系統(tǒng)，第二除塵系統(tǒng)分別與一次熱解系統(tǒng)和冷凝回收系統(tǒng)連接；余熱回收系統(tǒng)分別與二次熱解系統(tǒng)和第三除塵系統(tǒng)連接，第三除塵系統(tǒng)與廢氣處理系統(tǒng)連接。一次熱解系統(tǒng)的低溫?zé)峤鉅t頂部接入除塵系統(tǒng)。

在上述方案的基礎(chǔ)上，破碎篩分系統(tǒng)還包括緩沖箱和定量給料機(jī)，定量給料機(jī)設(shè)置于緩沖箱底部。

在上述方案的基礎(chǔ)上，廢氣凈化系統(tǒng)包括余熱回收裝置、布袋除塵裝置、多級洗滌裝置、活性炭吸附裝置和煙囪。焚燒爐通過管道與余熱回收裝置連接，余熱回收裝置通過管道與布袋除塵裝置連接，布袋除塵裝置通過管道與多級洗滌裝置連接，多級洗滌裝置通過管道與活性炭吸附裝置連接，活性炭裝置通過管道與煙囪連接。焚燒爐用于對進(jìn)入焚燒爐的氣體進(jìn)行焚燒處理；所述活性炭吸附裝置用于對經(jīng)洗滌塔處理后的不凝廢氣進(jìn)行吸附處理。吸附處理后的氣體通過煙囪排入大氣。

在上述方案的基礎(chǔ)上，回轉(zhuǎn)窯熱解爐采用間接外壁加熱，天然氣加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c回轉(zhuǎn)窯熱解爐逆向加熱。

一種廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的方法,應(yīng)用上述系統(tǒng),包括如下步驟：

步驟1、首先利用拆解系統(tǒng)對廢舊鋰電池進(jìn)行拆解，分離出塑料和外殼，得到模組或者電芯；

步驟2、模組或電芯經(jīng)皮帶輸送機(jī)進(jìn)入破碎篩分系統(tǒng)，皮帶輸送機(jī)上方設(shè)有防雨罩，皮帶輸送機(jī)設(shè)有拉線保護(hù)裝置。破碎篩分系統(tǒng)的一次破碎系統(tǒng)用于模組的破碎，一次破碎后的物料進(jìn)入一次篩分系統(tǒng)，一次篩分系統(tǒng)用于分離塑料和外殼；經(jīng)過一次篩分后的物料進(jìn)入二次破碎系統(tǒng)，對來料進(jìn)行更小粒徑的破碎，然后經(jīng)過二次篩分系統(tǒng)，進(jìn)一步去除塑料和外殼。若是步驟1得到的為電芯，則直接進(jìn)入二次破碎系統(tǒng)；二次篩分后的物料進(jìn)入緩沖箱；

步驟3、破碎篩分系統(tǒng)處理后的物料通過螺旋輸送器送到低溫?zé)峤鉅t，螺旋輸送器為全密封狀態(tài)。物料在低溫?zé)峤鉅t內(nèi)依次經(jīng)過干燥、低溫蒸發(fā)和低溫?zé)峤獾牟襟E。低溫?zé)峤鉅t內(nèi)件為特殊結(jié)構(gòu)，能夠使物料在干燥系統(tǒng)內(nèi)均勻受熱，同時在熱解過程中有利于黑粉的脫落。導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)為低溫?zé)峤鉅t提供熱源。

采用導(dǎo)熱油加熱的好處：第一導(dǎo)熱油能循環(huán)使用，第二便于控制溫度，第三，沒有污染產(chǎn)生。一次熱解系統(tǒng)的作用是回收低沸點(diǎn)溶劑，去除六氟磷酸鋰，以保證后續(xù)工段的安全，保證后續(xù)工段達(dá)到有效的機(jī)械分選。低溫?zé)峤鉅t的物料與導(dǎo)熱油逆向加熱。

步驟4、一次熱解后的物料經(jīng)螺旋輸送器輸送到三次篩分裝置，分離出重組分和輕組分。重組分經(jīng)磁選分離出磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)，非磁性物質(zhì)經(jīng)渦電流選分離出銅和鋁。輕組分進(jìn)入研磨裝置，研磨裝置內(nèi)件為專有結(jié)構(gòu)，在研磨裝置內(nèi)，黑粉在剪切力的作用下被剝離，經(jīng)四次篩分，分離出黑粉和銅鋁混合物，銅鋁混合物經(jīng)風(fēng)選裝置分離出銅、鋁和少量的黑粉。

步驟5、黑粉進(jìn)入二次熱解系統(tǒng)，進(jìn)一步脫除電解液，分解電解質(zhì)。

在上述方案的基礎(chǔ)上，一次熱解系統(tǒng)產(chǎn)生的廢氣經(jīng)除塵后經(jīng)過冷凝器冷凝，把部分電解液溶劑冷凝下來。不凝氣經(jīng)過洗滌塔，把hf氣體去除，然后再進(jìn)入焚燒爐焚燒處理，焚燒后的氣體經(jīng)過余熱回收，布袋除塵，多級洗滌，活性炭吸附后外排到大氣，處理后的廢氣中voc<50mg/m3。二次熱解系統(tǒng)產(chǎn)生的廢氣經(jīng)余熱回收、除塵后進(jìn)入焚燒爐焚燒處理。焚燒爐溫度為850-900℃。

步驟3中，低溫?zé)峤鉁囟葹?0-150℃；

步驟5中，回轉(zhuǎn)窯熱解爐采用間接外壁加熱，天然氣加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c回轉(zhuǎn)窯熱解爐逆向加熱，二次熱解溫度為300-400℃。

步驟2中，二次破碎后的物料粒徑小于20mm。

一次熱解系統(tǒng)和二次熱解系統(tǒng)的操作環(huán)境為微負(fù)壓操作。

本發(fā)明的有益效果：

(1)占地面積小；

(2)采用機(jī)械剝離黑粉和粘結(jié)劑；提高了黑粉的回收率，黑粉的回收率＞98％。

(3)銅和鋁的回收率＞98％。

(4)廢氣中voc<50mg/m3。

(5)無二噁英產(chǎn)生。

(6)避免裝置運(yùn)行過程中著火或爆炸。

(7)電解液去除率＞99％。

(8)在低溫條件下分離電解液，減小能源消耗，避免產(chǎn)生大量廢氣；

附圖說明

本發(fā)明有如下附圖：

圖1本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。

圖2本發(fā)明的破碎篩分系統(tǒng)示意圖。

圖3本發(fā)明一實(shí)施例的方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1-3所示，本發(fā)明所述的廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的系統(tǒng)，包括：拆解系統(tǒng)，破碎篩分系統(tǒng)，一次熱解系統(tǒng)，分選系統(tǒng)，二次熱解系統(tǒng)，冷凝回收系統(tǒng)，廢氣處理系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)，以及惰性氣體系統(tǒng)。

所述拆解系統(tǒng)與破碎篩分系統(tǒng)連接，所述破碎篩分系統(tǒng)與一次熱解系統(tǒng)連接，所述一次熱解系統(tǒng)分別與分選系統(tǒng)和冷凝回收系統(tǒng)連接，所述分選系統(tǒng)與二次熱解系統(tǒng)連接，所述除塵系統(tǒng)分別與破碎篩分系統(tǒng)和分選系統(tǒng)連接，所述惰性氣體系統(tǒng)分別與破碎篩分系統(tǒng)、一次熱解系統(tǒng)和冷凝回收系統(tǒng)連接；廢氣處理系統(tǒng)分別與冷凝回收系統(tǒng)和二次熱解系統(tǒng)連接；

拆解系統(tǒng)用于對廢舊鋰電池進(jìn)行拆解，分離出塑料和外殼，得到模組或者電芯；

破碎篩分系統(tǒng)包括一次破碎系統(tǒng)、一次篩分系統(tǒng)、二次破碎系統(tǒng)和二次篩分系統(tǒng)；所述一次篩分系統(tǒng)分別與一次破碎系統(tǒng)和二次破碎系統(tǒng)連接，二次篩分系統(tǒng)與二次破碎系統(tǒng)連接；一次破碎系統(tǒng)用于模組的破碎，一次篩分系統(tǒng)用于分離塑料和外殼，二次破碎系統(tǒng)用于對經(jīng)過一次篩分后的物料進(jìn)行更小粒徑的破碎，二次篩分系統(tǒng)用于進(jìn)一步去除塑料和外殼。

破碎篩分系統(tǒng)還包括緩沖箱和定量給料機(jī)，定量給料機(jī)設(shè)置于緩沖箱底部。

一次熱解系統(tǒng)用于回收低沸點(diǎn)溶劑，去除六氟磷酸鋰，以保證后續(xù)工段的安全。一次熱解系統(tǒng)包括低溫?zé)峤鉅t和導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)。低溫?zé)峤鉅t頂部接入除塵系統(tǒng)。導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)主要設(shè)備為導(dǎo)熱油加熱器，主要用于提供熱源。

分選系統(tǒng)包括三次篩分裝置、研磨裝置、四次篩分裝置、風(fēng)選裝置、磁選裝置和渦電流選裝置；

二次熱解系統(tǒng)用于進(jìn)一步脫除電解液，分解電解質(zhì)。二次熱解系統(tǒng)包括回轉(zhuǎn)窯熱解爐和天然氣加熱系統(tǒng)；回轉(zhuǎn)窯熱解爐采用間接外壁加熱，天然氣加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c回轉(zhuǎn)窯熱解爐逆向加熱。

冷凝回收系統(tǒng)包括冷凝器和洗滌塔，冷凝器與洗滌塔通過管道連接；冷凝器用于將可凝廢氣冷凝，可凝廢氣冷凝后回收部分電解液溶劑，其它不凝廢氣進(jìn)入洗滌塔內(nèi)所述洗滌塔用于將不凝廢氣中的hf等氣體吸收；

廢氣處理系統(tǒng)包括焚燒爐和廢氣凈化系統(tǒng)。廢氣凈化系統(tǒng)包括余熱回收裝置、布袋除塵裝置、多級洗滌裝置、活性炭吸附裝置和煙囪。焚燒爐通過管道與余熱回收裝置連接，余熱回收裝置通過管道與布袋除塵裝置連接，布袋除塵裝置通過管道與多級洗滌裝置連接，多級洗滌裝置通過管道與活性炭吸附裝置連接，活性炭裝置通過管道與煙囪連接。焚燒爐用于對進(jìn)入焚燒爐的氣體進(jìn)行焚燒處理；所述活性炭吸附裝置用于對經(jīng)洗滌塔處理后的不凝廢氣進(jìn)行吸附處理。吸附處理后的氣體通過煙囪排入大氣。

所述除塵系統(tǒng)包括：引風(fēng)機(jī)、布袋除塵裝置和煙囪，引風(fēng)機(jī)與布袋除塵裝置通過管道連接，布袋除塵裝置與煙囪通過管道連接，布袋除塵裝置用于去除破碎篩分系統(tǒng)、分選系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵，破碎篩分系統(tǒng)、分選系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵通過引風(fēng)機(jī)引入除塵系統(tǒng)。布袋除塵裝置具有拒水防油作用，避免水分和油分堵塞布袋。

惰性氣體系統(tǒng)：選用氮?dú)庾鳛槎栊詺怏w，惰性氣體系統(tǒng)通過管路分別與破碎篩分系統(tǒng)、一次熱解系統(tǒng)和冷凝回收系統(tǒng)連接。惰性氣體用于防止物料的著火和爆炸。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的系統(tǒng)還包括余熱回收系統(tǒng)、第二除塵系統(tǒng)和第三除塵系統(tǒng)，第二除塵系統(tǒng)分別與一次熱解系統(tǒng)和冷凝回收系統(tǒng)連接；余熱回收系統(tǒng)分別與二次熱解系統(tǒng)和第三除塵系統(tǒng)連接，第三除塵系統(tǒng)與廢氣處理系統(tǒng)連接。

一種廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的方法,應(yīng)用上述系統(tǒng),包括如下步驟：

步驟1、首先利用拆解系統(tǒng)對廢舊鋰電池進(jìn)行拆解，分離出塑料和外殼，得到模組或者電芯。

步驟2、模組或電芯經(jīng)皮帶輸送機(jī)進(jìn)入破碎篩分系統(tǒng)，皮帶輸送機(jī)上方設(shè)有防雨罩，皮帶輸送機(jī)設(shè)有拉線保護(hù)裝置。破碎篩分系統(tǒng)的一次破碎系統(tǒng)主要用于模組的破碎，一次破碎后的物料進(jìn)入一次篩分系統(tǒng)，一次篩分系統(tǒng)主要用于分離塑料和外殼。經(jīng)過一次篩分后的物料進(jìn)入二次破碎系統(tǒng)，對來料進(jìn)行更小粒徑的破碎，然后經(jīng)過二次篩分系統(tǒng)，進(jìn)一步去除塑料和外殼。若是步驟1得到的為電芯，則可直接進(jìn)入二次破碎系統(tǒng)。二次篩分后的物料進(jìn)入緩沖箱。

步驟3、破碎篩分系統(tǒng)處理后的物料通過螺旋輸送器送到低溫?zé)峤鉅t，螺旋輸送器為全密封狀態(tài)。物料在低溫?zé)峤鉅t內(nèi)依次經(jīng)過干燥、低溫蒸發(fā)和低溫?zé)峤獾牟襟E。低溫?zé)峤鉅t內(nèi)件為特殊結(jié)構(gòu)，能夠使物料在干燥系統(tǒng)內(nèi)均勻受熱，同時在熱解過程中有利于黑粉的脫落。導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)為低溫?zé)峤鉅t提供熱源。

采用導(dǎo)熱油加熱的好處：第一導(dǎo)熱油能循環(huán)使用，第二便于控制溫度，第三，沒有污染產(chǎn)生。一次熱解系統(tǒng)的作用是回收低沸點(diǎn)溶劑，去除六氟磷酸鋰，以保證后續(xù)工段的安全，保證后續(xù)工段達(dá)到有效的機(jī)械分選。低溫?zé)峤鉅t的物料與導(dǎo)熱油逆向加熱。

步驟4、一次熱解后的物料經(jīng)螺旋輸送器輸送到三次篩分裝置，分離出重組分和輕組分。重組分經(jīng)磁選分離出磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)，非磁性物質(zhì)經(jīng)渦電流選分離出銅和鋁。輕組分進(jìn)入研磨裝置，研磨裝置內(nèi)件為專有結(jié)構(gòu)，在研磨裝置內(nèi)，黑粉在剪切力的作用下被剝離，經(jīng)四次篩分，分離出黑粉和銅鋁混合物，銅鋁混合物經(jīng)風(fēng)選裝置分離出銅、鋁和少量的黑粉。

步驟5、黑粉進(jìn)入二次熱解系統(tǒng)，進(jìn)一步脫除電解液，分解電解質(zhì)。

在上述方案的基礎(chǔ)上，一次熱解系統(tǒng)產(chǎn)生的廢氣經(jīng)除塵后經(jīng)過冷凝器冷凝，把部分電解液溶劑冷凝下來。不凝氣經(jīng)過洗滌塔，把hf氣體去除，然后再進(jìn)入焚燒爐焚燒處理，焚燒后的氣體經(jīng)過余熱回收，布袋除塵，多級洗滌，活性炭吸附后外排到大氣，處理后的廢氣中voc<50mg/m3。二次熱解系統(tǒng)產(chǎn)生的廢氣經(jīng)余熱回收、除塵后進(jìn)入焚燒爐焚燒處理。焚燒爐溫度為850-900℃。

步驟3中，低溫?zé)峤鉁囟葹?0-150℃；

步驟5中，回轉(zhuǎn)窯熱解爐采用間接外壁加熱，天然氣加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c回轉(zhuǎn)窯熱解爐逆向加熱，二次熱解溫度為300-400℃。

步驟2中，二次破碎后的物料粒徑小于20mm。

一次熱解系統(tǒng)和二次熱解系統(tǒng)的操作環(huán)境為微負(fù)壓操作。

在上述方案的基礎(chǔ)上，破碎篩分系統(tǒng)和分選系統(tǒng)產(chǎn)生的氣體和粉塵等經(jīng)過除塵系統(tǒng)除塵后外排到大氣。

以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)特征：

1.一種廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的系統(tǒng)，其特征在于，包括：拆解系統(tǒng)，破碎篩分系統(tǒng)，一次熱解系統(tǒng)，分選系統(tǒng)，二次熱解系統(tǒng)，冷凝回收系統(tǒng)，廢氣處理系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)，以及惰性氣體系統(tǒng)；

所述拆解系統(tǒng)與破碎篩分系統(tǒng)連接，所述破碎篩分系統(tǒng)與一次熱解系統(tǒng)連接，所述一次熱解系統(tǒng)分別與分選系統(tǒng)和冷凝回收系統(tǒng)連接，所述分選系統(tǒng)與二次熱解系統(tǒng)連接，所述除塵系統(tǒng)分別與破碎篩分系統(tǒng)和分選系統(tǒng)連接，所述惰性氣體系統(tǒng)分別與破碎篩分系統(tǒng)、一次熱解系統(tǒng)和冷凝回收系統(tǒng)連接；廢氣處理系統(tǒng)分別與冷凝回收系統(tǒng)和二次熱解系統(tǒng)連接；

所述拆解系統(tǒng)用于對廢舊鋰電池進(jìn)行拆解，分離出塑料和外殼，得到模組或者電芯；

破碎篩分系統(tǒng)包括一次破碎系統(tǒng)、一次篩分系統(tǒng)、二次破碎系統(tǒng)和二次篩分系統(tǒng)；所述一次篩分系統(tǒng)分別與一次破碎系統(tǒng)和二次破碎系統(tǒng)連接，二次篩分系統(tǒng)與二次破碎系統(tǒng)連接；一次破碎系統(tǒng)用于模組的破碎，一次篩分系統(tǒng)用于分離塑料和外殼，二次破碎系統(tǒng)用于對經(jīng)過一次篩分后的物料進(jìn)行更小粒徑的破碎，二次篩分系統(tǒng)用于進(jìn)一步去除塑料和外殼；

一次熱解系統(tǒng)包括低溫?zé)峤鉅t和導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)；導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)包括導(dǎo)熱油加熱器，用于提供熱源；

分選系統(tǒng)包括三次篩分裝置、研磨裝置、四次篩分裝置、風(fēng)選裝置、磁選裝置和渦電流選裝置；

二次熱解系統(tǒng)包括回轉(zhuǎn)窯熱解爐和天然氣加熱系統(tǒng)；

冷凝回收系統(tǒng)包括冷凝器和洗滌塔，冷凝器與洗滌塔通過管道連接；冷凝器用于將可凝廢氣冷凝，可凝廢氣冷凝后回收部分電解液溶劑，其它不凝廢氣進(jìn)入洗滌塔內(nèi)，所述洗滌塔用于將不凝廢氣中的hf氣體吸收；

廢氣處理系統(tǒng)包括焚燒爐和廢氣凈化系統(tǒng)；

除塵系統(tǒng)包括：引風(fēng)機(jī)、布袋除塵裝置和煙囪，引風(fēng)機(jī)與布袋除塵裝置通過管道連接，布袋除塵裝置與煙囪通過管道連接，布袋除塵裝置用于去除破碎篩分系統(tǒng)、分選系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵，破碎篩分系統(tǒng)、分選系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵通過引風(fēng)機(jī)引入除塵系統(tǒng)；布袋除塵裝置具有拒水防油作用，避免水分和油分堵塞布袋。

2.如權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的系統(tǒng)，其特征在于：惰性氣體系統(tǒng)中，選用氮?dú)庾鳛槎栊詺怏w，惰性氣體系統(tǒng)通過管路分別與破碎篩分系統(tǒng)、一次熱解系統(tǒng)和冷凝回收系統(tǒng)連接；惰性氣體用于防止物料的著火和爆炸。

3.如權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的系統(tǒng)，其特征在于：所述廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的系統(tǒng)還包括余熱回收系統(tǒng)、第二除塵系統(tǒng)和第三除塵系統(tǒng)，第二除塵系統(tǒng)分別與一次熱解系統(tǒng)和冷凝回收系統(tǒng)連接；余熱回收系統(tǒng)分別與二次熱解系統(tǒng)和第三除塵系統(tǒng)連接，第三除塵系統(tǒng)與廢氣處理系統(tǒng)連接；一次熱解系統(tǒng)的低溫?zé)峤鉅t頂部接入除塵系統(tǒng)。

4.如權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的系統(tǒng)，其特征在于：破碎篩分系統(tǒng)還包括緩沖箱和定量給料機(jī)，定量給料機(jī)設(shè)置于緩沖箱底部。

5.如權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的系統(tǒng)，其特征在于：廢氣凈化系統(tǒng)包括余熱回收裝置、布袋除塵裝置、多級洗滌裝置、活性炭吸附裝置和煙囪；焚燒爐通過管道與余熱回收裝置連接，余熱回收裝置通過管道與布袋除塵裝置連接，布袋除塵裝置通過管道與多級洗滌裝置連接，多級洗滌裝置通過管道與活性炭吸附裝置連接，活性炭裝置通過管道與煙囪連接；焚燒爐用于對進(jìn)入焚燒爐的氣體進(jìn)行焚燒處理；所述活性炭吸附裝置用于對經(jīng)洗滌塔處理后的不凝廢氣進(jìn)行吸附處理；吸附處理后的氣體通過煙囪排入大氣。

6.如權(quán)利要求1所述的廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的系統(tǒng)，其特征在于：回轉(zhuǎn)窯熱解爐采用間接外壁加熱，天然氣加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c回轉(zhuǎn)窯熱解爐逆向加熱。

7.一種廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的方法,應(yīng)用權(quán)利要求1-6任一所述的系統(tǒng),其特征在于,包括如下步驟：

步驟1、首先利用拆解系統(tǒng)對廢舊鋰電池進(jìn)行拆解，分離出塑料和外殼，得到模組或者電芯；

步驟2、模組或電芯經(jīng)皮帶輸送機(jī)進(jìn)入破碎篩分系統(tǒng)；破碎篩分系統(tǒng)的一次破碎系統(tǒng)用于模組的破碎，一次破碎后的物料進(jìn)入一次篩分系統(tǒng)，一次篩分系統(tǒng)用于分離塑料和外殼；經(jīng)過一次篩分后的物料進(jìn)入二次破碎系統(tǒng)，對來料進(jìn)行更小粒徑的破碎，然后經(jīng)過二次篩分系統(tǒng)，進(jìn)一步去除塑料和外殼；若是步驟1得到的為電芯，則直接進(jìn)入二次破碎系統(tǒng)；二次篩分后的物料進(jìn)入緩沖箱；

步驟3、破碎篩分系統(tǒng)處理后的物料通過螺旋輸送器送到低溫?zé)峤鉅t；物料在低溫?zé)峤鉅t內(nèi)依次經(jīng)過干燥、低溫蒸發(fā)和低溫?zé)峤獾牟襟E；低溫?zé)峤鉅t內(nèi)能夠使物料在干燥系統(tǒng)內(nèi)均勻受熱，同時在熱解過程中有利于黑粉的脫落；導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)為低溫?zé)峤鉅t提供熱源；

步驟4、一次熱解后的物料經(jīng)螺旋輸送器輸送到三次篩分裝置，分離出重組分和輕組分；重組分經(jīng)磁選分離出磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)，非磁性物質(zhì)經(jīng)渦電流選分離出銅和鋁；輕組分進(jìn)入研磨裝置，在研磨裝置內(nèi)，黑粉在剪切力的作用下被剝離，經(jīng)四次篩分，分離出黑粉和銅鋁混合物，銅鋁混合物經(jīng)風(fēng)選裝置分離出銅、鋁和黑粉；

步驟5、黑粉進(jìn)入二次熱解系統(tǒng)，進(jìn)一步脫除電解液，分解電解質(zhì)。

8.如權(quán)利要求7所述的廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的方法，其特征在于：一次熱解系統(tǒng)產(chǎn)生的廢氣經(jīng)除塵后經(jīng)過冷凝器冷凝，把部分電解液溶劑冷凝下來；不凝氣經(jīng)過洗滌塔，把hf氣體去除，然后再進(jìn)入焚燒爐進(jìn)行焚燒處理，焚燒后的氣體經(jīng)過余熱回收、布袋除塵、多級洗滌、活性炭吸附后外排到大氣，處理后的廢氣中voc<50mg/m3；二次熱解系統(tǒng)產(chǎn)生的廢氣經(jīng)余熱回收、除塵后進(jìn)入焚燒爐進(jìn)行焚燒處理；焚燒爐溫度為850-900℃。

9.如權(quán)利要求7所述的廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的方法，其特征在于：步驟2中，皮帶輸送機(jī)上方設(shè)有防雨罩，皮帶輸送機(jī)設(shè)有拉線保護(hù)裝置；二次破碎后的物料粒徑小于20mm。

10.如權(quán)利要求7所述的廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的方法，其特征在于：步驟3中，螺旋輸送器為全密封狀態(tài)；低溫?zé)峤鉁囟葹?0-150℃；

步驟5中，回轉(zhuǎn)窯熱解爐采用間接外壁加熱，天然氣加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c回轉(zhuǎn)窯熱解爐逆向加熱，二次熱解溫度為300-400℃；

一次熱解系統(tǒng)和二次熱解系統(tǒng)的操作環(huán)境為微負(fù)壓操作。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種廢舊鋰電池多級熱解回收黑粉的系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括：拆解系統(tǒng)，破碎篩分系統(tǒng)，一次熱解系統(tǒng)，分選系統(tǒng)，二次熱解系統(tǒng)，冷凝回收系統(tǒng)，廢氣處理系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)，以及惰性氣體系統(tǒng)。破碎篩分系統(tǒng)與拆解系統(tǒng)和一次熱解系統(tǒng)連接，一次熱解系統(tǒng)與分選系統(tǒng)和冷凝回收系統(tǒng)連接，分選系統(tǒng)與二次熱解系統(tǒng)連接，所述除塵系統(tǒng)與破碎篩分系統(tǒng)和分選系統(tǒng)連接；廢氣處理系統(tǒng)分別與冷凝回收系統(tǒng)和二次熱解系統(tǒng)連接。本發(fā)明占地面積小，黑粉回收率＞98％，銅和鋁回收率＞98％，電解液去除率＞99％，外排廢氣VOC<50mg/m3，無二噁英產(chǎn)生。避免裝置運(yùn)行過程中著火或爆炸。在低溫條件下分離電解液，減小能源消耗，避免產(chǎn)生大量廢氣。

技術(shù)研發(fā)人員：王向輝;劉威

受保護(hù)的技術(shù)使用者：順爾茨環(huán)保(北京)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.02.03

技術(shù)公布日：2021.07.23