隨著新能源汽車市場的快速發展,鋰離子電池的需求不斷增加,作為鋰離子電池正極材料的磷酸鐵鋰的市場需求也在迅速增長,這為磷酸鐵鋰
噴霧干燥機帶來了廣闊的市場空間。江蘇龍鑫研發的超高速離心噴霧干燥機(專 利號:ZL 2021 2 2093525 .2渦流式液體分配器、ZL 2023 2 1168225.9一種超細粉體制備用的多用噴霧干燥機、2020 1 0869088 .6一種噴霧干燥用超細液體霧化裝置)能夠很好地滿足市場需求,憑借豐富的項目設計經驗和良好的產品性能,龍鑫干燥在行業內積累了較好的口碑,與眾多企業建立了長期的合作關系。通過客戶的口碑傳播和推薦,龍鑫牌超高速離心噴霧干燥機在市場上的影響li和認可度不斷提高,更有助于提高市場占有率。
江蘇龍鑫超高速離心噴霧干燥機 工作原理
(1) 原料準備
磷酸鐵鋰漿料調配:將磷酸鐵鋰粉末與溶劑(如水或其他合適的有機溶劑)按照一定的比例進行混合,形成具有一定濃度和流動性的漿料。確保漿料的均勻性和穩定性對于后續的噴霧干燥過程至關重要,一般需要使用攪拌設備進行充分攪拌,攪拌時間和速度根據漿料的具體性質和批量大小進行調整。
漿料過濾:調配好的漿料需要經過過濾處理,以去除其中可能存在的雜質、顆粒團聚物或其他不溶性物質。常用的過濾設備有過濾器、濾網等,過濾精度根據產品要求和工藝需求選擇,一般在微米級別,確保過濾后的漿料純凈度符合要求。
(2) 設備預熱
干燥機預熱:在進行噴霧干燥之前,需要先對大型磷酸鐵鋰超高速離心噴霧干燥機進行預熱。打開干燥機的加熱系統,將熱空氣通入干燥室,使干燥室的溫度逐漸升高到設定的干燥溫度。預熱溫度和時間根據設備的規格、物料的性質以及生產工藝要求確定,通常需要將干燥室溫度預熱到100℃~300℃之間,預熱時間在30分鐘至數小時不等,以確保設備內部的溫度均勻穩定,為后續的噴霧干燥過程提供穩定的熱環境。
霧化器預熱:同時,對超高速離心霧化器進行預熱,防止漿料在霧化過程中因溫度過低而導致霧化效果不佳或堵塞霧化器。霧化器的預熱溫度一般與干燥室的溫度相近或略低,通過在霧化器內部通入熱空氣或采用電加熱等方式進行預熱。
(3) 噴霧干燥
漿料輸送:將經過過濾和預熱的磷酸鐵鋰漿料通過輸送泵或其他輸送設備輸送到超高速離心霧化器中。輸送過程中需要保持漿料的穩定流量和壓力,以確保霧化器能夠正常工作。輸送泵的類型和參數選擇根據漿料的性質、流量要求和輸送距離等因素確定,一般采用耐腐蝕、耐磨損的離心泵或螺桿泵。
霧化:漿料進入超高速離心霧化器后,在離心力的作用下被迅速分散成極小的霧狀液滴。霧化器的轉速通常在數萬轉每分鐘甚至更高,以保證漿料能夠充分霧化。霧狀液滴的大小和分布取決于霧化器的轉速、漿料的性質和進料速度等因素,一般要求霧滴直徑在數微米到數十微米之間,以確保良好的干燥效果。
干燥:霧化后的霧狀液滴與熱空氣在干燥室內并流接觸,進行熱交換。熱空氣將霧滴中的水分迅速蒸發,使液滴迅速干燥成固體顆粒。熱空氣的溫度、流量和風速等參數對干燥過程有著重要影響,需要根據物料的性質和干燥要求進行精que控制。在干燥過程中,要確保熱空氣與霧滴的充分接觸和均勻混合,以提高干燥效率和產品質量。
(4) 粉末收集
主收集:干燥后的磷酸鐵鋰粉末在重力和氣流的作用下下落,進入干燥機底部的收集裝置。常見的收集裝置有錐形料斗、旋風分離器等。錐形料斗用于初步收集粉末,旋風分離器則利用離心力的作用將粉末與空氣分離,進一步提高粉末的收集效率和純度。
輔助收集:為了提高粉末的收集率,減少粉塵排放,還會配備一些輔助的收集設備,如布袋除塵器、靜電除塵器等。這些設備可以收集干燥過程中產生的細微粉末,防止粉塵污染環境,同時也可以回收部分物料,提高生產效率。
(5) 冷卻包裝
冷卻:收集后的磷酸鐵鋰粉末溫度較高,需要進行冷卻處理。冷卻方式可以采用自然冷卻或強制冷卻,如使用冷卻風機、水冷裝置等。將粉末冷卻到合適的溫度,一般在室溫左右,以便進行后續的包裝和儲存。
包裝:冷卻后的磷酸鐵鋰粉末經過篩分、檢驗等工序后,進行包裝。包裝材料要選擇具有良好的密封性、防潮性和耐腐蝕性的材料,如塑料袋、鋁箔袋等。根據產品的規格和客戶要求,選擇合適的包裝方式和包裝重量,確保產品在儲存和運輸過程中不受損壞。
(6) 設備清洗與維護
設備清洗:在完成一批次的磷酸鐵鋰噴霧干燥后,需要對設備進行清洗,以去除設備內部殘留的物料和雜質。清洗過程可以使用水、有機溶劑或專用的清洗劑,根據設備的具體情況選擇合適的清洗方法和清洗周期。清洗后,要將設備內部的水分或清洗劑徹底清除,防止設備生銹或腐蝕。
設備維護:定期對大型磷酸鐵鋰超高速離心噴霧干燥機進行維護保養,包括檢查設備的機械部件、電氣系統、加熱系統、霧化器等部件的運行狀況,及時更換磨損的部件,添加潤滑油和潤滑脂等。同時,要對設備的控制系統進行校準和調試,確保設備的各項性能指標符合要求,延長設備的使用壽命。
磷酸鐵鋰超高速離心噴霧干燥機 技術特點
(1) 干燥效率高
霧化效果好:超高速離心霧化器能將磷酸鐵鋰料液迅速霧化成極小的霧狀液滴,極大地增加了料液的表面積,使其與熱空氣的接觸面積大幅增加,從而在短時間內能夠快速蒸發掉大量水分,完成干燥過程。一般來說,從料液進入干燥機到獲得干燥成品只需數秒鐘。
熱空氣利用充分:熱空氣以螺旋狀均勻地進入干燥室,與霧狀液滴并流接觸,確保了熱空氣與料液的充分接觸和熱傳遞,進一步提高了干燥效率。對于濕含量較高(如 40%-60%)的磷酸鐵鋰料液,能夠一次干燥成粉粒產品,無需二次處理,大大提高了生產效率。
(2) 產品質量優
純度高:干燥過程在密閉的系統中進行,避免了物料與外界空氣的接觸,有效地防止了雜質的混入。并且一些設備還采用氮氣密閉循環系統等特殊設計,進一步保證了產品的純度,這對于作為鋰電池正極材料的磷酸鐵鋰來說至關重要,因為雜質的存在會影響電池的性能。
粒度均勻:超高速離心霧化和合理的干燥工藝使得干燥后的磷酸鐵鋰顆粒粒度分布均勻,具有良好的流動性和分散性,有利于后續的加工和使用。
結構緊密:通過精que的工藝控制,能夠使干燥后的磷酸鐵鋰顆粒具有緊密的結構,這有助于提高材料的堆積密度,從而提升電池的能量密度等性能。
(3) 操作控制方便
自動化程度高:通常采用先進的PLC控制系統等自動化控制技術,操作人員只需設定好相關的工藝參數,如進料速度、霧化器轉速、干燥溫度等,設備就能自動完成干燥過程,大大降低了操作難度和勞動強度。
參數可調節性強:可以根據不同的生產需求和物料特性,在一定范圍內方便地調整操作條件,如改變熱空氣的溫度、流量,以及霧化器的轉速等,從而實現對產品的粒徑、松密度、水分含量等指標的精que控制,滿足不同的生產要求。
(4) 節能環保
余熱回收利用:部分先進的磷酸鐵鋰超高速離心噴霧干燥機配備了余熱回收裝置,能夠將干燥過程中產生的余熱進行回收利用,用于預熱空氣或其他需要加熱的環節,從而提高了能源的利用效率,降低了能源消耗,符合節能減排的要求。
粉塵處理高效:設備通常配備了高效的除塵裝置,如脈沖除塵器等,能夠有效地收集干燥過程中產生的粉塵,減少粉塵排放,既保證了生產環境的清潔,又降低了對環境的污染。
(5) 設備可靠性高
結構設計合理:整機的結構設計經過優化,具有良好的穩定性和可靠性,能夠保證設備在長時間的運行過程中保持穩定的性能。例如,設備的關鍵部件如離心霧化器、加熱器、風機等,都采用了高質量的材料和先進的制造工藝,確保了其使用壽命和性能。
安全保護措施完善:為了確保設備的安全運行,配備了多種安全保護裝置,如過熱保護、過流保護、過載保護等,當設備出現異常情況時能夠及時自動停機,避免設備損壞和安全事故的發生。
磷酸鐵鋰超高速離心噴霧干燥機 優化設計(專 利號:ZL 2023 2 1168225.9)
(1) 干燥單元
本系統設計為開式對流干燥系統,采用離心霧化器霧化器設計、微負壓運行。干燥介質(空氣)經初效過濾器、中效過濾器兩級過濾,由鼓風機吸入送給天然氣熱風爐加熱至工藝要求的溫度后經高溫中效過濾器、高溫高效過濾器兩級過濾進入熱風蝸殼,在熱風分配器控制下螺旋進入干燥室。料液由螺桿泵輸送給霧化器,離心霧化器通過超高轉速霧化,霧化器盤轉速zui高升至18000rpm,霧滴與熱空氣充分接觸混合螺旋沉降,在螺旋沉降過程中實現干燥,料液中的固體物形成粉料,料液中的水生成水蒸汽。產品由脈沖袋濾器收集;在引風機的抽吸下,潔凈的水蒸汽排出系統外。
(2) 料液過濾:在儲罐與螺桿泵之間設置2臺管道過濾器,一用一備切換運行;
(3) 霧化器(專 利號:ZL 2021 2 2093525 .2)
離心霧化器選用線速度umax=226m/s鈦材霧化盤,鑲嵌陶瓷顆粒,延長霧化盤壽命。離心霧化器采用采用人字齒輪傳動,該結構較斜齒輪具有更高的功率傳遞量(zui大功率傳遞量可達100KW,zui大噴液量范圍為5-15噸/小時,zui大噴液量與霧化器的線速度成反比,即zui高線速度,對應低噴液量),齒輪和軸承采用潤滑油強制循環,并配水冷卻使軸承壽命更長。配上變頻器調節霧化器的線速度,以達到zui佳粒徑效果。霧化器潤滑油的壓力、溫度、油流量開關、主軸振動值、霧化器的油量低(不需要到塔頂用油標去看是否油量足夠)等顯示于控制柜,在無壓力、溫度超高的情況下應報警并自動關機;霧化器冷卻水管路安裝流量開關,在無冷卻水通過的情況下應報警并自動關機。
(4) 干燥主機
熱風進塔由進風蝸殼、熱風分配器、導風錐、導風葉片等組成。熱風蝸殼采用螺旋下降結構,熱風在入塔時有效的壓住物料。熱風分配器設置兩層導風片,并可任意調節角度,以控制熱風入塔時的切向角度,將霧化器置于熱風分配器下熱風的包圍之中,精que計算霧化盤與塔頂的距離,防止霧滴返頂,以保證系統的正常運行。干燥室設置泄爆口,干燥室內一旦發生燃燒、爆炸,泄爆口即打開,以保護設備和人員安全。
(5) 離線清灰脈沖袋濾器
脈沖袋濾器主要由濾袋、鼠籠、和殼體組成,殼體含塵箱體、料倉和凈氣室組成。濾袋安裝在箱體與凈氣室之間的孔板上,含塵氣體進入箱體后,粉體產生慣性、擴散、黏附、靜電作用附著在濾袋表面,過濾后的氣體穿過濾布的孔隙從凈氣室排出,脈沖電磁閥有規律的控制壓縮空氣濾布表面的粉塵,粉塵脫離濾布墜入料倉。
脈沖袋濾器的特點是捕集效率高,捕集效率可達99.9%以上。針對磷酸鐵鋰粉塵粒子小,設計上抽式濾袋,方便更換;提高捕集效率;
江蘇龍鑫致力于推動干燥設備、工業熱能系統及智能裝備的技術創新,珍視客戶給予的充分信賴。知識產權是龍鑫干燥和客戶共同的生命線。在龍鑫集團,我們堅持誠實敬業的立業之本,堅持對侵權行為零容忍,嚴厲打擊任何侵犯知識產權的犯罪行為。這是江蘇龍鑫至高的責任、義務和承諾。我們必須精誠回報客戶的信任,徹底杜絕任何侵權行為。