CN105576317A - 程控式电磁感应加热装置及利用此装置处理废电池的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种程控式电磁感应加热装置，其特征在于，包括水箱、金属管道和容纳箱，所述金属管道的两端分别设有蒸汽入口和蒸汽出口，所述蒸汽入口与所述水箱连通，所述金属管道外侧缠绕有线圈，所述线圈的两端与电控箱电连接；所述容纳箱设于所述金属管道中，其上设有多个通孔。本发明还公开了利用程控式电磁感应加热装置处理废电池的方法。本发明的程控式电磁感应加热装置采用电磁感应加热的方式，对水箱以及金属管道进行加热，并利用电控箱对加热效果进行控制，具有环保、加热效率高、加热均匀的优点。
Description
技术领域
本发明尤其涉及程控式电磁感应加热装置及利用此装置处理废电池的方法。
背景技术
对使用完毕的锂离子电池等或者生产工序内的不合格品电池(下称“废电池”)进行再生以回收所含有的有价金属的处理方法，大致分为干式法和湿式法。干式法是对破碎的废电池进行熔融处理，将作为回收对象的有价金属和附加价值较低的其它金属等,利用它们之间的氧亲和力差异来进行分离回收的方法。即,通过尽量对铁等附加价值低的元素进行氧化而使其成为炉渣、并且尽量对钴等有回收价值的元素的氧化进行抑制而作为合金加以回收的方法，但干式法存在着分离不完整，成本高的缺点。
目前，加热的方式多采用燃烧进行。燃烧是可燃混合物的快速氧化过程，并伴有能量的释放，同时使燃料的组成元素转化成相应的氧化物。多数燃料不完全燃烧时会产生黑烟、一氧化碳和其它部分氧化产物。若燃料中含S、N会生成二氧化硫和氮氧化物。这些燃烧产物污染大气，造成了恶劣的环境效应，严重影响了人们的健康以及动植物的生长。环保型的加热装置成为大势所趋。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供了一种加热效率高、加热均匀的程控式电磁感应加热装置。
本发明采用的技术方案为：一种程控式电磁感应加热装置，包括水箱、金属管道和容纳箱，所述金属管道的两端分别设有蒸汽入口和蒸汽出口，所述蒸汽入口与所述水箱连通，所述金属管道外侧缠绕有线圈，所述线圈的两端与电控箱电连接；所述容纳箱设于所述金属管道中，其上设有多个通孔。
本发明适用于高频、中频、低频的线圈，优选地，所述金属管道外侧缠绕的线圈为高频线圈。
优选地，所述多个通孔均布在所述容纳箱上。
优选地，所述容纳箱为长方形，其位于所述金属管道的中部且其长度方向与所述金属管道的轴向平行。
优选地，所述线圈均匀缠绕在所述金属管道的外侧。
本发明还提供了利用所述的程控式电磁感应加热装置处理废电池的方法，包括以下步骤：
1)将废电池置于所述程控式电磁感应加热装置的容纳箱中，打开所述程控式电磁感应加热装置，将所述水箱中的水加热至产生水蒸气；
2)水蒸气经蒸汽入口进入所述金属管道，在通电后的所述线圈的作用下，水蒸气被继续加热，形成湿饱和蒸汽；继续加热湿饱和蒸汽，至其转变为干饱和蒸汽，继续加热干饱和蒸汽至250℃～700℃，形成过热蒸汽；
3)将温度维持在250℃～700℃，压力维持在0.1～1.0Mpa，将电池内部的有机物分解，所述容纳箱内只剩下金属固态物，其他分解物随蒸汽从蒸汽出口携带出所述程控式电磁感应加热装置并溶解于水里，然后再对这些水进行处理，提取有用的金属离子和有机物，将有害物质去除。
优选地，所述步骤2)中，湿饱和蒸汽的温度为140℃。
优选地，所述有用的金属离子的提取通过萃取法、电解沉积法中的至少一种进行。
优选地，所述废电池为锂电池或镍氢电池。
更优选地，所述金属固态物的主要成分为铝和铜。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明的程控式电磁感应加热装置采用电磁感应加热的方式，对水箱以及金属管道进行加热，并利用电控箱对加热效果进行控制，具有环保、加热效率高、加热均匀的优点；
本发明的程控式电磁感应加热装置使用时将待分解物放置于容纳箱中，水箱中的水蒸气经蒸汽入口进入金属管道中，金属管道在线圈(即感应器)和电控箱的作用下，可迅速升至设定加热温度，水蒸气在金属管道中被进一步加热，并在金属管道与容纳箱之间的压强差的作用下，瞬间形成过热蒸汽喷射至容纳箱内，对容纳箱中的待分解物进行热解；
本发明利用程控式电磁感应加热装置产生的过热蒸汽处理废电池，利用水分子的特性对废电池进行裂解分离，使废电池仅剩余金属固态物，废电池的其他分解物进入蒸汽中，本发明简单、高效地实现了有机物与金属固态物的分离，同时具有分离成本低的优点。解决了有机物与金属固态物分离困难的难题。利用程控式电磁感应加热装置处理废电池时(其他待分解物也适用)，水箱把水加热到100度会产生水蒸气，水蒸气流入通过电磁感应装置加热高于300度以上的管道，因为金属管道与容纳箱存在压力压强差，所以会形成水蒸气的喷射，达到理想效果。
附图说明
图1为本发明的程控式电磁感应加热装置的结构示意图；
图2为本发明的程控式电磁感应加热装置的工作原理示意图一；
图3为本发明的程控式电磁感应加热装置的工作原理示意图二。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种程控式电磁感应加热装置，包括水箱1、金属管道3和容纳箱2，所述金属管道3的两端分别设有蒸汽入口31和蒸汽出口32，所述蒸汽入口31与所述水箱1连通，所述金属管道3外侧均匀缠绕有线圈4，所述线圈4的两端与电控箱电5连接；所述容纳箱2设于所述金属管道3中，其上均布有多个通孔(图中未示出)。
优选地，所述金属管道3外侧缠绕的线圈4为高频线圈。
优选地，所述容纳箱2为长方形，其位于所述金属管道3的中部且其长度方向与所述金属管道3的轴向平行。需要说明的是，图1中的容纳箱与图2和图3中的箱2相同。
本发明的程控式电磁感应加热装置使用时将待分解物放置于容纳箱中，水箱中的水蒸气经蒸汽入口进入金属管道中，金属管道在线圈(即感应器)和电控箱的作用下，可迅速升至设定加热温度，水蒸气在金属管道中被进一步加热，并在金属管道与容纳箱之间的压强差的作用下，瞬间形成过热蒸汽喷射至容纳箱内，对容纳箱中的待分解物进行热解。
实施例2
利用程控式电磁感应加热装置处理废电池的方法，包括以下步骤：
1)将废电池置于实施例1中的程控式电磁感应加热装置的容纳箱2中，打开程控式电磁感应加热装置，将水箱1中的水加热至产生水蒸气；
2)水蒸气经蒸汽入口31进入金属管道3，在通电后的线圈4的作用下，水蒸气被继续加热，形成140℃的湿饱和蒸汽；继续加热湿饱和蒸汽，至其转变为干饱和蒸汽，继续加热干饱和蒸汽至250℃～700℃，形成过热蒸汽；
3)将温度维持在250℃～700℃，压力维持在0.1～1.0Mpa，将电池内部的有机物分解，容纳箱2内只剩下金属固态物，其他分解物随蒸汽从蒸汽出口32携带出程控式电磁感应加热装置并溶解于水里，然后再对这些水进行处理，提取有用的金属离子和有机物，将有害物质去除。
以锂电池为例，经本发明的废电池的处理方法进行处理后，金属固态物质能与其他物质进行快速有效的分离，剩余的金属固态物的主要组分为铜和铝，进入水中的其他分解物包括有机物和一些有用的金属离子(如锂离子、镍离子、钴离子、锰离子等)，水中有用的金属离子可通过现有的萃取等方法进行提取。
本发明利用程控式电磁感应加热装置产生的过热蒸汽处理废电池，利用水分子的特性对废电池进行裂解分离，使废电池仅剩余金属固态物，废电池的其他分解物进入蒸汽中，本发明简单、高效地实现了有机物与金属固态物的分离，同时具有分离成本低的优点。解决了有机物与金属固态物分离困难的难题。利用程控式电磁感应加热装置处理废电池时(其他待分解物也适用)，水箱把水加热到100度会产生水蒸气，水蒸气流入通过电磁感应装置加热高于300度以上的管道，因为金属管道与容纳箱存在压力压强差，所以会形成水蒸气的喷射，达到理想效果。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种程控式电磁感应加热装置，其特征在于，包括水箱、金属管道和容纳箱，所述金属管道的两端分别设有蒸汽入口和蒸汽出口，所述蒸汽入口与所述水箱连通，所述金属管道外侧缠绕有线圈，所述线圈的两端与电控箱电连接；所述容纳箱设于所述金属管道中，其上设有多个通孔。
2.根据权利要求1所述的程控式电磁感应加热装置，其特征在于，所述金属管道外侧缠绕的线圈为高频线圈。
3.根据权利要求1所述的程控式电磁感应加热装置，其特征在于，所述多个通孔均布在所述容纳箱上。
4.根据权利要求1所述的程控式电磁感应加热装置，其特征在于，所述容纳箱为长方形，其位于所述金属管道的中部且其长度方向与所述金属管道的轴向平行。
5.根据权利要求1所述的程控式电磁感应加热装置，其特征在于，所述线圈均匀缠绕在所述金属管道的外侧。
6.利用权利要求1～5中任一项所述的程控式电磁感应加热装置处理废电池的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将废电池置于所述程控式电磁感应加热装置的容纳箱中，打开所述程控式电磁感应加热装置，将所述水箱中的水加热至产生水蒸气；
2)水蒸气经蒸汽入口进入所述金属管道，在通电后的所述线圈的作用下，水蒸气被继续加热，形成湿饱和蒸汽；继续加热湿饱和蒸汽，至其转变为干饱和蒸汽，继续加热干饱和蒸汽至250℃～700℃，形成过热蒸汽；
3)将温度维持在250℃～700℃，压力维持在0.1～1.0Mpa，将电池内部的有机物分解，所述容纳箱内只剩下金属固态物，其他分解物随蒸汽从蒸汽出口携带出所述程控式电磁感应加热装置并溶解于水里，然后再对这些水进行处理，提取有用的金属离子和有机物，将有害物质去除。
7.根据权利要求6所述的利用程控式电磁感应加热装置处理废电池的方法，其特征在于：所述步骤2)中，湿饱和蒸汽的温度为140℃。
8.根据权利要求6所述的利用程控式电磁感应加热装置处理废电池的方法，其特征在于：所述有用的金属离子的提取通过萃取法、电解沉积法中的至少一种进行。
9.根据权利要求6所述的利用程控式电磁感应加热装置处理废电池的方法，其特征在于：所述废电池为锂电池或镍氢电池。
10.根据权利要求6所述的利用程控式电磁感应加热装置处理废电池的方法，其特征在于：所述金属固态物的主要成分为铝和铜。
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