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三元前驱体材料(镍钴锰酸锂)干燥系统专用节能环保技术与设备

关键词:
案例概述:物料特性:三元前驱体材料,即镍钴锰酸锂,化学式为Li(NiCoMn)O2,三元复合正极材料前驱体产品,适用于汽车动力电池、锂离子二次电池。三元前驱体材料为松散粉状,但流动性不好,根据生产工艺和配比的不同,干燥前含水量一般为20%左右,要求干燥后产品含水量0.2%左右。专用干…
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物料特性:
  三元前驱体材料,即镍钴锰酸锂,化学式为Li(NiCoMn)O2,三元复合正极材料前驱体产品,适用于汽车动力电池、锂离子二次电池。三元前驱体材料为松散粉状,但流动性不好,根据生产工艺和配比的不同,干燥前含水量一般为20%左右,要求干燥后产品含水量0.2%左右。

专用干燥技术:
  三元前驱体材料干燥具有以下特点和要求:物料松散,但流动性不差;要求能源消耗低,物料受热均匀,操作环境好,一次性达到指标要求;产品对铁离子含量要求较苛刻(一般要求低于30ppb)。而传统的热风干燥和新兴的微波干燥和远红外干燥都具有各自的缺点而不是三元前驱体材料干燥的最佳选择,如热风干燥具有能耗高(热效率仅30%-40%)、操作环境差(粉尘较大)等缺点,微波干燥具有设备投资大、物料干燥不均匀并很难达到指标要求、加热过程中会发生热斑及热失控现象、部件易损坏等缺点,远红外干燥具有结构复杂受热不易均匀、能耗高等缺点。
  公司根据物料分析及多年工程经验,率先在国内采用节能环保型盘式连续干燥机作为干燥系统的干燥设备,并已在国内三元前驱体材料干燥上应用二十多套。由前道工序输送过来的三元前驱体材料湿料,由定量加料器定量地加入节能环保型盘式连续干燥机内进行干燥作业,物料在流动过程中完成传热传质过程,达到干燥的目的。干燥物料在干燥机内经冷却达到包装温度后(一般在40-50℃)由底部的排料口排出进入包装设备进行包装,从物料中逸出的尾气由由设在干燥机顶部的排湿口经除尘后排出。

工艺特点:
  a、连续运行,热效率高。由于节能环保型盘式连续干燥机为传导传热方式进行干燥,干燥过程中干燥机内不通入空气,其尾气携带量很少,故其热效率可达85%以上;
  b、物料损失少,操作环境好。在节能环保型盘式连续干燥机干燥三元前驱体材料中,由于物料上进下出,物料分布也是上湿下干,且干燥尾气流速极低(约0.1m/s),因此物料粉尘很难浮到设备顶部,很少会被尾气夹带排走,不仅不损失物料,而且不会污染环境,达到了环保的要求;整个干燥系统密闭操作,尾气采用特殊设计的除尘器,可回收99%以上的粉尘;
  c、设备可调性强,物料干燥均匀可调。可通过调整设备转速、调整料层厚度、热源流量、热源温度、耙臂数量、耙叶形式、尺寸和角度、物料加入量和干燥机中干燥盘使用数量,能方便的调整物料干燥的效果; 
  d、设备运行稳定、寿命长、操作简单;
  e、物料流向单一,无返混现象,干燥均匀、质量稳定、不需再混合;
  f、采用特殊材质,保证产品对铁离子的要求。对于磨损的部位(如加料器内部、盘干机的耙叶和干燥盘)采用非金属材质或衬非金属材质或采用不含铁离子的其他金属材质,保证产品对铁离子的要求;
  g、每层干燥盘皆可单独通入热介质或冷介质,对物料进行加热或冷却,也可在一台设备内实现上部干燥下部冷却,物料温度控制准确、容易;
  h、热源使用灵活。可根据使用现场热源供应的不同情况,采用蒸汽或导热油(电加热或天然气加热或煤加热或煤气加热)作为热源;
  i、对于湿物料中的小颗粒,采用特制的碾碎装置加在干燥机内部的适当位置,从而碾碎小颗粒为粉状,可以强化传热和干燥过程,保证干燥物料的均匀性; 
  j、安装方便,占地面积小。干燥机整体出厂,整体运输,只需吊装就位,安装定位非常容易;由于干燥盘层式布置、立式安装, 既使干燥面积很大,占地面积也很小。

专用干燥设备介绍:

  节能环保型盘式连续干燥机是公司在传统盘式连续干燥机的基础上进行内部结构优化处理,从而具有节能环保的优点。它具有:连续运行、密闭操作、蒸发强度大、湿度梯度分布合理、动力消耗低、占地面积小、环保等优点。同时,其配置简单,不使用热风作为加热介质,因此,不会发生因热风和粉尘分离不好随尾气夹带造成的产品损失。盘式连续干燥机由干燥盘、耙臂、装在耙臂上的若干耙叶、碾磙、主轴、传动装置、外壳等组成,中空的干燥盘内通入加热介质。物料在干燥盘面上由耙叶输送、翻动、呈阿基米德螺线轨迹运动,在运动过程中被干燥盘加热,进行传热传质完成干燥作业,根据被干燥物料的产量、性质、初始及最终含湿份量,确定干燥盘层数(干燥面积)。盘式连续干燥机立式工作,湿物料由顶部的加料口加入,通过每层干燥盘后由干燥机的底部排出,从物料中释放出的湿气由经除尘后由引风机排入大气。

成功应用:
  节能环保型干燥系统技术与设备广泛应用于国内多家生产钴盐及正极前驱体(硫酸钴、碳酸钴、四氧化三钴)、锂离子电池正极材料(钴酸锂、镍钴锰酸锂、氢氧化镍钴锰)、富锂锰前躯体、球镍(氢氧化镍)和覆钴镍等上面,取得了良好的使用效果和经济效益。

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