[实用新型]一种窑炉的尾气回收及余热利用系统

说明书

本实用新型公开了一种窑炉的尾气回收及余热利用系统，包括通过管道依次连接的尾气收集系统、粉尘处理系统、第一纯化系统、分馏系统和气体混合系统；尾气吸收系统的进气口与窑炉的排气口相连通，气体混合系统的出气口通往窑炉的进气口。本实用新型的系统可以部分材料对窑炉内高氧含量的需求，避免现有技术对尾气回收后无法达到工艺需求的氧气浓度导致的产品质量不合格的问题，具有良好的整体密封性，避免了空气进入造成的氧浓度下降问题，且使用灵活，可以根据不同情形调整，实现回收、用氧的成本最小化，还充分利用了各处余热，进一步降低了系统开启时的生产成本。

技术领域

本实用新型涉及气体分离技术领域，具体涉及一种窑炉的尾气回收及余热利用系统。

背景技术

许多工艺中要用到窑炉来进行有氧甚至是高氧含量的烧结操作，比如电池领域，特别是高镍三元锂离子电池的正极材料。

高镍三元锂离子电池正极材料LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(NCM)凭借比容量高、成本较低和安全性优良等优势，已被广泛应用于锂离子动力电池领域，为保证高镍三元锂离子电池正极材料品质，在窑炉烧结过程中，需要往窑炉内部连续不断的通入大量的氧气，以保证炉膛内的气氛。而这些工艺过程所产生的尾气一般含有成分比重很高的氧气，传统的处理方式当中，一般经过环保处理后直接作为废气排放，但该种处理方式会造成资源的浪费以及生产成本的上升，因此，亟需设计一种可对窑炉尾气进行回收的系统。

现有技术，比如CN108786371A、CN110836608A专利方案，对窑炉尾气进行了回收利用，降低了用氧成本，但仍存在以下问题：

(1)现有技术未对尾气的余热进行利用，往往需要通过额外设施对尾气进行降温、对回收气进行升温，生产成本较高；

(2)现有技术一般对窑炉尾气简单处理后直接回用于前序烧结过程，对于部分对氧气含量需求较高的烧结工艺而言，其氧气浓度无法到达工艺要求，对窑炉烧结产品产生重大影响。

实用新型内容

本实用新型提供了一种窑炉的尾气回收及余热利用系统，用以解决现有技术存在的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种窑炉的尾气回收及余热利用系统，包括通过管道依次连接的尾气收集系统和尾气处理系统，尾气收集系统的进气口与窑炉的排气口相连通，尾气处理系统的出气口与窑炉的进气口相连通；还包括用于将尾气收集系统的出气的热量传输至尾气处理系统的出气中的第一换热装置。

上述技术方案的设计思路在于，通过可将窑炉所排尾气与窑炉回收进气进行换热的第一换热装置利用了尾气中的余热，一方面降低了尾气的温度，减少了后续对尾气降温的资源成本消耗，也降低了对系统后续所有装置对于温度的耐受要求，另一方面提升了回收进气温度，避免进气后窑炉内部温度的剧烈下降，也无需使用气体预热装置，节省了生产成本。

作为上述技术方案的进一步改进：

第一换热装置内设置有两条能互相换热的气体通路：第一条气体通路连通尾气收集系统的出气口和尾气处理系统的进气口，第二条气体通路连通尾气处理系统的出气口和窑炉的进气口。通过气体管道接触式换热的换热装置结构简单，换热效率高。

尾气回收及余热利用系统还包括用于将窑炉末端的热量传递至尾气处理系统的出气中的第二换热装置，第二换热装置套设在窑炉末端外侧。本优选方案通过设置可以交换窑炉末端和回收进气的第二换热装置，利用了窑炉冷却段的余热，在加速窑炉冷却的同时，进一步提高了回收进气温度，避免进气后窑炉内部温度的剧烈下降，也无需使用气体预热装置，节省了生产成本。

第二换热装置内设置有一条气体通路，气体通路连通尾气处理系统的出气口和窑炉的进气口。通过气体管道接触式换热的换热装置结构简单，换热效率高。