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三元材料前驱体专用盘式干燥机的工艺分析

信息来源:本站 | 发布日期: 2019-08-19 | 浏览量:386
摘要:国内生产三元材料的厂家采用传统的烘箱干燥机等对流干燥系统,由于烘干方式的落后,导致电池材料类物料含水率较大,流动性一般,干燥后物料的铁离子含量超标,常州百得干燥研究开发了三元材料前驱体专用盘式连续干燥机…

       正极材料是锂离子电池的关键材料,在很大程度上决定了电池的性能。常见的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料。三元材料具有较为平衡的成本、能量密度、循环及安全性能等优势,成为电动汽车、电动自行车等产品的主要选择,尤其在乘用车领域,三元材料凭借其更高的性价比优势,逐步超越磷酸铁锂和锰酸锂成为主流车企的选择。

      在三元材料前驱体生产中,干燥操作单元决定了前驱体成品的水分含量,并且对晶体结构有一定的影响,干燥器能否正确选择直接影响到操作环境和运行成本。选择干燥器时,一般需考虑以下几个因素: 干燥器不污染环境、易于操作、热效率高、能耗少、占地面积小、能保证产品质量。综合以上几点的考虑及对物料性质的分析(电池材料类物料含水率较大,比较松散,流动性一般,干燥后粒度较小,干燥后物料的铁离子含量要求严格),常州百得干燥研究开发了适合三元材料前驱体烘干的专用干燥机———盘式连续干燥机。


三元材料前驱体盘式干燥机  设备简介
      盘式干燥机(Plate Dryer)又称圆盘干燥器,系一种多层固定圆盘、转耙搅拌、立式连续干燥装置,属传导干燥为主的接触干燥器类。该装置是在固定床传导干燥器以及耙式等搅拌型干燥器的基础上不断改进发展而成的。德国Krauss Maffei公司于七十年代末期研制出盘式干燥器,并有系列产品。
       盘式干燥器由于具有物料机械连续输送,传热效率高、干燥速率大、温度分布可控、干燥冷却兼用、产品质量好、占地少、污染小、操作条件好,适用物料面广,因而在化工、医药、农药、染料,食品等产品的生产中应用日趋广泛。盘式干燥器于八十年代后期在国内化工、医药及食品行业中开始应用,且目前已是百得干燥的定型产品。
       物料由小干燥盘内缘向外缘呈螺旋线形移动并流过干燥盘表面,从小干燥盛上的外缘落到下方的大干燥盘的外缘盘面上。在反向安装的耙叶推动下,大干燥盘上的物料由盘外缘向内缘呈螺旋线状移动,并从内缘跌落到下一层小干燥盘内缘盘面上。大小干燥盘上下交替排列,物料得以连续地流过整个干燥器。中空的干燥盘内通入加热介质(形式有饱和蒸汽、热水和导热油),加热介质由干燥盘的一端进入,从另一端导出。已干物料在最后一层干燥盘被耙叶刮到底部卸料口处连续排出。


三元材料前驱体连续干燥机  技术特点
  (1) 连续运行,热效率高
      盘式连续干燥机以传导传热方式进行干燥,干燥过程中干燥机内只通入极少量(或不通入)空气,其尾气携带量很少,故其热效率可达65%以上。
  (2) 动力消耗低,噪音小
      由于干燥过程中料层很薄,主轴转速低,物料传送系统所需的功率小,电耗很少,其全套干燥装置动力消耗仅是对流方式传热装置动力消耗的1/5~ 1/7,且噪音很小。
  (3) 物料受热均匀,干燥时间短
      由于干燥过程中物料在干燥盘中沿阿基米德螺线运动轨迹翻滚前进,物料所走路程为干燥盘半径的5倍,且逐层下落,因此物料接触加热盘面时间基本相同,受热很均匀。
  (4) 物料损失小,环境保护好
      由于在干燥过程中,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,更不会被尾气夹带排走,不仅不损失物料,而且不会污染环境。
  (5) 设备密闭连续操作,工人劳动强度低
  (6) 安装方便,占地面积小
      由于干燥盘层式布置、立式安装,即使干燥面积很大,占地面积也很小。
  (7) 节省能源
      干燥介质可利用锅炉所产生废热蒸汽,从而节省了大量的燃煤。
  (8) 产品质量稳定
      由于采用盘式连续干燥方式,物料受热均匀,产品质量能得以保证。

       目前,国内生产三元材料的厂家采用传统的烘箱干燥机等对流干燥系统干燥三元材料,由于烘干方式的落后,导致生产效率较低,劳动强度较大,设备占地面积大,生产成本高。而采用盘式连续干燥机干燥三元材料,则大大减低了生产成本,提高了产品质量,降低了工人的劳动强度,保护了环境。因此,盘式连续干燥机在三元材料前驱体等电池材料行业具有很好的应用前景。


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