[发明专利]一种纯氧烧结废气回收的预处理装置与方法

说明书

本发明涉及一种纯氧烧结废气回收的预处理装置与方法，装置包括：依次连通的初冷却单元、除尘单元、降温除湿单元、主引风机。其中，初冷却单元包括与窑炉废气出口依次连通的废气引风机与集合风箱、设于窑炉废气出口与废气引风机之间的喷雾喷枪，以及连通于窑炉废气出口与废气引风机出口之间的再循环风道、设于再循环风道上的调节阀；降温除湿单元包括与除尘单元依次连通的降温装置、冷冻干燥机、吸附脱水装置。与现有技术相比，本发明利用废气中氧含量较高的特点，对全厂多座窑炉的含氧废气进行收集和预处理，以满足回收提纯设备使用要求，相比利用空气制氧，节约了大量能源。

技术领域

本发明属于气体处理回收技术领域，涉及一种纯氧烧结废气回收的预处理装置与方法。

背景技术

部分材料的烧结生产需要在纯氧氛围下进行，烧结过程中会产生水分和二氧化碳等干扰成分，需排出窑炉，产生废气。该烧结工艺以三元锂电池高镍正极生产为代表，在陶瓷、磁性材料生产中也有使用。以三元锂电池高镍正极窑炉废气为例，进行含氧废气回收预处理工艺描述，生产厂约有20-40座同时工作的窑炉，外排含氧废气温度450℃，含微量氢氧化锂粉尘，含水率20％。

目前三元锂电池应用越来越广泛，高镍化正极是其发展趋势。高镍正极具有能量密度高，综合成本低等优势，在电动汽车中有广泛的应用市场。

高镍正极采用氢氧化锂作为锂源，对材料、加工工艺要求高。高镍正极一般采用低熔点的氢氧化锂，并对前驱体要求严格。在煅烧过程中，温度低，时间长，通常为二次煅烧，并且要求纯氧气气氛，对烧结窑炉密封性、工作压力波动和车间环境(水分、温度)的要求都比较高。该废气温度高、含水率高，不满足直接进行回收提纯的要求，目前多以混合空气降温后直接排放为主，但其中氧气含量高达80％，且其中含有原料粉尘，直接排放既污染了环境，又造成了氧气和原料浪费。

中国专利CN115253586A公开了一种纯氧回收系统及方法，其涉及纯氧回收领域，其中预处理部分，采用换热器将750～800℃含氧气体与纯氧回收系统排出的纯氧进行换热，采用冷水机表冷，冷降温至10～25℃，采用转轮和双吸附塔进行过滤除湿干燥处理，脱附后的纯氧经前述换热器升温至300～500℃，完成纯氧回收循环。但该方法还存在以下问题：

废气温度较高，为750～800℃，其采用换热器将含氧气体与纯氧回收系统排出的纯氧进行换热后，仍有300℃左右的高温，直接采用冷水机降温制冷能耗过大；脱附后的纯氧加热至300～500℃回到窑炉，不适用于对原料升温控制严格的场景，此种工艺允许氧气进入窑炉的温度为40℃，无法为含氧废气降温；除湿、除尘均采用转轮或吸附塔吸附方式，需要大量的吸附剂，且会导致吸附剂中毒，需进行更换，增加了运行费用，且无法回收烧结原料；整个系统的压力由常压升高至吸附系统所需的高压，跨度过大，无有效压力控制系统，不满足窑炉生产对压力波动的需求。

发明内容

本发明的目的就是提供一种纯氧烧结废气回收的预处理装置与方法，利用废气中氧含量较高的特点，对全厂多座窑炉的含氧废气进行收集和预处理，以满足回收提纯设备使用要求，相比利用空气制氧，节约了大量能源。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种纯氧烧结废气回收的预处理装置，包括依次连通的

初冷却单元，包括与窑炉废气出口依次连通的废气引风机与集合风箱、设于窑炉废气出口与废气引风机之间的喷雾喷枪，以及连通于窑炉废气出口与废气引风机出口之间的再循环风道、设于再循环风道上的调节阀；

除尘单元，与集合风箱相连通；

降温除湿单元，包括与除尘单元依次连通的降温装置、冷冻干燥机、吸附脱水装置；以及，

主引风机，用于将降温除湿后的废气引出至外部的氧气提纯系统。

进一步地，所述的废气引风机、喷雾喷枪、再循环风道、调节阀构成废气循环调压回路；