[发明专利]转炉式锂电池正极或负极材料的生产设备及工艺

权利要求书

1.一种转炉式锂电池正极或负极材料的生产设备，其特征在于：由给料器（1）、流化床混合装置（2）、气固沉降气固分离组件（3）、烟气管（4）、转炉（5）、燃烧器（6）、下料管（7）、电机（8）以及颗粒冷却器（9）组成，流化床混合装置（2）下端外侧设置带有进料口（A）的螺旋式给料器（1），流化床混合装置（2）上端连接气固沉降气固分离组件（3），固沉降气固分离组件（3）经过烟气管（4）和下料管（7）连通由电机（8）驱动的转炉（5）的一端，转炉（5）的另一端与燃烧器（6）和颗粒冷却器（9）连接，颗粒冷却器（9）设置出料口（F）和冷却器进气口（D），颗粒冷却器（9）的出气口连于燃烧器（6），燃烧器（6）设置有燃烧器燃料进口（E），流化床混合装置（2）底部设置流化床进气口（B），气固沉降气固分离组件（3）设置气固分离组件出气口（C）。

2.根据权利要求1所述的转炉式锂电池正极或负极材料的生产设备，其特征在于：气固沉降气固分离组件（3）由第一气固分离器（3-1）、第二气固分离器（3-2）、第三气固分离器（3-3）嵌接而成。

3.根据权利要求1所述的转炉式锂电池正极或负极材料的生产设备，其特征在于：流化床混合装置（2）下端外侧的给料器（1）为一个或两个。

4.一种利用权利要求1或2或3的生产设备生产锂电池正极或负极材料的工艺，其特征在于工艺流程包括：

a.锂电池正极或负极制备原料通过给料器（1）进料口（A）连续进入流化床混合装置（2）；

b.在流化床混合装置底端流化床进气口（B）通入空气，锂电池正极或负极制备原料充分混合，并被空气夹带至气固沉降气固分离组件（3）；

c.在气固沉降气固分离组件（3）中，锂电池正极或负极制备原料与空气发生分离，空气从气固分离组件出气口（C）逸出，锂电池正极或负极制备原料捕集落入下料管（7）；

d.落入下料管（7）中的锂电池正极或负极制备原料进入转炉（5）；

e.在转炉（7）中，锂电池正极或负极制备原料在500-900℃的温度下，反应生成锂电池正极或负极极材料；

f.生成的锂电池正极或负极材料进入颗粒冷却器（9），并通过出料口（F）排出；

g.颗粒冷却器（9）采用表面式空气冷却方式，空气从冷却器进气口（D）流入，并从颗粒冷却器（9）的出气口进入燃烧器（6）；

h.来自颗粒冷却器（9）的空气与通过燃烧器燃料进口（E）进入燃烧器（9）的燃料燃烧，产生的高温烟气进入转炉（5），维持转炉（5）的工作温度分布；

i.离开转炉（5）的烟气通过烟气管（4）进入气固沉降气固分离组件（3），烟气中夹带的固体颗粒以及来自流化床混合装置（2）的固体颗粒在气固沉降气固分离组件（3）中捕集，落入下料管（7），气体通过气固分离组件出气口（C）逸出。

5.根据权利要求4所述的生产锂电池正极或负极材料的工艺，其特征在于：锂电池正极制备原料的颗粒粒径是0.1-100μm。

6.根据权利要求4所述的生产锂电池正极或负极材料的工艺，其特征在于：通入流化床混合装置（2）的空气不参与生成锂电池正极或负极材料的反应。

7.根据权利要求4所述的生产锂电池正极或负极材料的工艺，其特征在于：转炉（5）的温度由来自燃烧器（6）的烟气维持，在转炉（5）中烟气流向与锂电池正极或负极材料运动方向相反。

8.根据权利要求4所述的生产锂电池正极或负极材料的工艺，其特征在于：转炉（5）呈倾斜放置，转炉（5）在锂电池正极或负极制备原料进口端的垂直高度高于转炉（5）在锂电池正极或负极材料出口段的垂直高度。

9.根据权利要求4所述的生产锂电池正极或负极材料的工艺，其特征在于：气固沉降气固分离组件（3）由第一气固分离器（3-1）、第二气固分离器（3-2）、第三气固分离器（3-3）嵌接而成，来自转炉（5）的高温烟气经过烟气管（4）进入第三气固分离器（3-3），同时将来自第二气固分离器（3-2）的固体颗粒夹带、预热和分离进入下料管（7），再进入转炉（5）；第三气固分离器（3-3）上行烟气进入第二气固分离器（3-2），同时将来自第一气固分离器（3-1）的固体颗粒夹带、预热和分离进入第二气固分离器（3-2）；第二气固分离器（3-2）上行烟气与来自流化床混合装置（2）的气流混合后进入第一气固分离器（3-1）。