本发明属于余热回收、节能减排、纳米材料领域,具体地说,涉及一种基于纳米流体的正极材料烟气余热回收系统。
背景技术:
1、正极作为锂电池的重要组成部分,正极材料(如磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元材料等)在生产过程中会产生大量烟气,烟气中含有大量的热能和二氧化碳。对这些烟气进行回收利用,能够有效较低正极材料生产过程中的能耗与碳排放,提高能源利用率和经济效益。
2、然而,由于正极材料煅烧产生的烟气温度较低,且烟气量波动较大,这就导致:
3、(1)热量传递难。常规的烟气余热回收系统采用朗肯循环,以水为介质,由于水的传热性能差,难以从烟气中吸收更多的热量来进行做功利用;
4、(2)系统稳定难。由于烟气的产量波动较大,导致下端的烟气回收装置难以稳定运行,极大影响了烟气余热回收的稳定性。
5、受制于以上问题,目前我国大多数正极材料产线尚未开展烟气余热回收利用,这成为了新能源产业低碳绿色发展的障碍。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种基于纳米流体的正极材料烟气余热回收系统,实现锂电池正极材料生产线上烟气余热的高效回收利用,解决“热量传递难”和“系统稳定难”的技术痛点。
2、为解决上述技术问题,本发明采用技术方案的基本构思是:
3、一种基于纳米流体的正极材料烟气余热回收系统,包括除尘器、换热器、相变蓄热罐、预热器、汽轮机、水泵、发电机;
4、燃烧窑的烟气引入除尘器,除尘器与换热器的热媒管路连接,所述相变蓄热罐并联在除尘器、换热器之间的管路上;
5、所述预热器、汽轮机、水泵通过纳米管路依次循环连接,换热器的冷媒管路串联在预热器、水泵之间,所述纳米管路内充盈纳米流体,所述汽轮机与发电机连接。
6、进一步地,所述纳米流体由除氧水、纳米颗粒混合而成,纳米颗粒的浓度为0.05%~0.5%。
7、进一步地,所述纳米颗粒为金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒、或碳纳米材料颗粒。
8、进一步地,所述纳米颗粒为cu、fe、al、ti、au。
9、进一步地,所述纳米颗粒为al2o3、tio2、cuo、sio2。
10、进一步地,所述纳米颗粒为多壁碳纳米管mwcnts、单壁碳纳米管swcnts、石墨烯、富勒烯。
11、进一步地,还包括冷凝器、冷凝塔,所述冷凝器的第一介质流道串联在汽轮机、水泵之间,冷凝塔的第二介质流道与冷凝塔循环连通。
12、采用上述技术方案后,本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
13、本发明设置相变蓄热罐,能起到吸收或释放烟气中能量的作用,可保障余热回收系统运行平稳,降低烟气产量波动带来的影响,同时,换热流体采用纳米流体,比用水具有更高的热量吸收效率、传递效率,进而提高余热回收效益。
14、利用本发明系统,可实现锂电池正极材料生产线上烟气余热的高效回收利用,解决“热量传递难”和“系统稳定难”的技术痛点,为烟气再利用提供新技术方案。
15、下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
1.一种基于纳米流体的正极材料烟气余热回收系统,其特征在于,包括除尘器(2)、换热器(3)、相变蓄热罐(4)、预热器(5)、汽轮机(6)、水泵(8)、发电机(7);
2.根据权利要求1所述的一种基于纳米流体的正极材料烟气余热回收系统,其特征在于:所述纳米流体由除氧水、纳米颗粒混合而成,纳米颗粒的浓度为0.05%~0.5%。
3.根据权利要求2所述的一种基于纳米流体的正极材料烟气余热回收系统,其特征在于:所述纳米颗粒为金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒、或碳纳米材料颗粒。
4.根据权利要求2所述的一种基于纳米流体的正极材料烟气余热回收系统,其特征在于:所述纳米颗粒为cu、fe、al、ti、au。
5.根据权利要求2所述的一种基于纳米流体的正极材料烟气余热回收系统,其特征在于:所述纳米颗粒为al2o3、tio2、cuo、sio2。
6.根据权利要求2所述的一种基于纳米流体的正极材料烟气余热回收系统,其特征在于:所述纳米颗粒为多壁碳纳米管mwcnts、单壁碳纳米管swcnts、石墨烯、富勒烯。
7.根据权利要求1所述的一种基于纳米流体的正极材料烟气余热回收系统,其特征在于:还包括冷凝器(9)、冷凝塔(10),所述冷凝器(9)的第一介质流道串联在汽轮机(6)、水泵(8)之间,冷凝塔(10)的第二介质流道与冷凝塔(10)循环连通。
