Ротационна пещ за рециклиране на литиева батерия за пиролиза и калциниране на черна маса

Ефективно решение за термична обработка за рециклиране на литиево-йонна батерия

Ротационната пещ за рециклиране на литиеви батерии Hywell е система за непрекъсната термична обработка, специално проектирана за рециклиране на използвани литиево-йонни батерии, скрап от производството на батерии, черна маса и катодни материали. Системата използва контролирано нагряване и управление на атмосферата за отстраняване на органични свързващи вещества, електролити, пластмаси и остатъчен въглерод, като същевременно запазва ценни метали като литий, никел, кобалт, манган, мед и графит.

Тъй като глобалното търсене на рециклиране на литиеви батерии продължава да расте, ротационните пещи се превърнаха в една от най-надеждните технологии за пиролиза на черна маса, калциниране на материала на батерията и регенериране на катоден материал. В сравнение с периодичните пещи, ротационните пещи предлагат непрекъсната работа, по-висока производителност, по-добра ефективност на пренос на топлина и по-постоянно качество на продукта.

Независимо дали обработва NMC, LFP, NCA или скрап от производството на батерии, ротационната пещ на Hywell осигурява енергийно ефективно и силно автоматизирано решение за модерни заводи за рециклиране на батерии.

Как работи ротационната пещ за рециклиране на батерии

1. Запечатана система за хранене

Черна маса, скрап от батерии или катодни материали се подават във въртящата се пещ чрез запечатана захранваща система. Този дизайн минимизира емисиите на прах и поддържа целостта на атмосферата на процеса.

2. Зона за предварително нагряване

Материалът влиза в секцията за първоначално нагряване, където влагата и летливите съединения започват да се изпаряват.

3. Зона на пиролиза

В секцията за пиролиза органичните съединения се разлагат при контролирани температури. Електролитите, свързващите вещества, пластмасите и органичните замърсители се отстраняват термично.

Типичните температури на пиролиза варират от 400°C до 700°C, в зависимост от материала и изискванията на процеса.

4. Зона на калциниране

Зоната за калциниране допълнително обработва материала при повишени температури, за да подобри чистотата на материала и да активира ценни метални съединения.

Типичните температури на калциниране варират от 600°C до 1100°C.

5. Охлаждане и изпразване

Обработеният материал се охлажда преди изхвърляне, за да се осигури безопасно боравене и обработка надолу по веригата.

Работен процес на ротационна пещ за рециклиране на батерии

Пълната система на въртяща се пещ за рециклиране на батерии се състои от захранващо устройство, тяло на пещта, разтоварващо устройство, нагревателно устройство, контролен блок и т.н. Нагревателното устройство загрява околната среда на материалите в пещта, за да повиши постепенно температурата. Когато температурата, измерена от термодвойката, достигне изискването, температурата няма да продължи да се повишава и материалът може да бъде изхвърлен, след като времето за реакция достигне определената стойност. Целият процес е безопасен и ефективен.

1. Системата за подаване обикновено е оборудвана с винтово захранващо устройство или вакуумно захранващо устройство за количествено транспортиране.

2. Нагревателната пещ обикновено включва зона за предварително нагряване и зона за нагряване с висока температура. Има множество температурни зони в зоната за предварително нагряване и зоната за високотемпературно нагряване, където температурата на всяка температурна зона може да бъде зададена отделно и температурата на всяка зона на оборудването

 се изисква от процеса.

3. Според различните характеристики на материала, инженерите на Hywell machinery ще проектират дали тялото на въртящата се пещ се нуждае от ъгъл според характеристиките на материала. Тъй като ротационната пещ на нашата компания има хоризонтално тяло на пещта и наклонено тяло на пещта.

4. Начинът на нагряване на въртящата се пещ за батерийни материали има електрическо отопление или нагревател на газ/нафта. Ако нагревателят на машината инсталира електрически нагревател, съпротивителният проводник е разположен в долната част на тялото на пещта, за да нагрява индиректно материала.

5. Охладителят обикновено е барабанен охладител; материалът преминава през вътрешността на цилиндъра, а външната страна се напръсква с вода за индиректно охлаждане на материала, за да отговаря на изискванията за температурата на изпускане.

Какво представлява въртяща се пещ за рециклиране на литиева батерия?

Ротационна пещ за рециклиране на литиева батерия е бавно въртяща се цилиндрична пещ, използвана за термична обработка на отпадъци от батерии и материали от черна маса. По време на работа материалът непрекъснато се движи през различни температурни зони вътре в пещта, докато се нагрява при контролирани атмосферни условия.

Ротационната пещ може да изпълнява множество критични функции в рамките на процес на рециклиране на батерии:

• Пиролиза на черна маса

• Отстраняване на свързващо вещество

• Разграждане на електролита

• Отстраняване на органични замърсители

• Калциниране на катоден материал

• Намаляване на въглерода

• Материална активация

• Регенерация на катоден материал

Чрез премахване на примесите и подготовка на материала за обработка надолу по веригата, ротационната пещ значително подобрява ефективността на възстановяване на метала в хидрометалургични и металургични системи за възстановяване.

Рециклиране на ротационен калцинатор за  литиева батерия

Видео за термолиза на пещ за рециклиране на батерии

Защо термичната обработка е важна при рециклирането на батерии

Литиево-йонните батерии съдържат ценни метали, но включват и органични материали, които могат да повлияят отрицателно върху процесите на възстановяване на метала.

Тези нежелани материали включват:

• PVDF свързващо вещество

• Електролитни остатъци

• Органични разтворители

• Пластмаси

• Разделителни материали

• Остатъчни въглеродни съединения

Без подходяща термична обработка тези примеси могат да намалят ефективността на излугване, да замърсят технологичните разтвори и да увеличат оперативните разходи.

Ротационната пещ премахва тези компоненти чрез контролирана пиролиза и калциниране, създавайки по-чист и по-ценен продукт от черна маса.

Предимствата включват:

• Подобрено възстановяване на литий

• Повишено възстановяване на никела

• Повишено възстановяване на кобалт

• По-висока ефективност на излугване

• Намалена консумация на реагент

• Подобрена чистота на продукта

• По-ниско въздействие върху околната среда

Процес на пиролиза на черна маса

Какво е черна меса?

Черната маса е ценният прах, получен след механично раздробяване и отделяне на литиево-йонни батерии. Съдържа смес от катодни и анодни материали заедно с остатъчни замърсители.

Типичният състав на черната маса включва:

• Литиеви съединения

• Никелови съединения

• Кобалтови съединения

• Манганови съединения

• Графит

• Медни частици

• Алуминиеви частици

• Остатъци от свързващо вещество

Тъй като черната маса съдържа значителни количества ценни метали, тя се превърна в ключова суровина в съвременните операции за рециклиране на батерии.

Защо черната маса изисква пиролиза

Прясно произведената черна маса често съдържа:

• PVDF свързващо вещество

• Органични разтворители

• Електролитни остатъци

• Въглеродни замърсители

Тези примеси пречат на извличането на метал надолу по веригата.

Въртящата се пещ за рециклиране на батерии премахва тези замърсители и произвежда по-чист материал, подходящ за хидрометалургична обработка.

Предимства на пиролизата с черна маса

• Намалено органично съдържание

• Подобрена ефективност на възстановяване на метала

• По-добра ефективност на излугване

• По-ниски нива на примеси

• По-висока крайна стойност на продукта

• Подобрена стабилност на процеса

Приложения на ротационната пещ за рециклиране на батерии

Рециклиране на батерии NMC

Ротационната пещ се използва широко за рециклиране на NMC катодни материали, включително:

• NMC111

• NMC523

• NMC622

• NMC811

Термичната обработка подобрява възстановяването на метала и премахва остатъчните органични вещества.

Рециклиране на LFP батерия

Литиево-железно-фосфатните (LFP) батерии се използват все повече в електрически превозни средства и системи за съхранение на енергия.

Ротационната пещ ефективно премахва свързващи вещества и органични замърсители, като същевременно запазва ценни литий-съдържащи съединения.

NCA рециклиране на батерии

Никел-кобалт-алуминиеви (NCA) акумулаторни материали изискват контролирана термична обработка, за да се увеличи максимално ефективността на възстановяване и да се поддържа качеството на материала.

Рециклиране на EV батерия

Батериите на електрическите превозни средства съдържат големи количества ценни метали. Технологията на въртящата се пещ осигурява ефективно решение за обработка на скрап от EV батерии в индустриален мащаб.

Рециклиране на отпадъци от производство на батерии

Системата може да обработва:

• Скрап от електроди

• Отпадъци от покритие

• Отпадъци от производството на катоди

• Отпадъци от производство на аноди

• Дефектни батерийни клетки

Регенерация на катоден материал

Ротационната пещ може да се използва и за процеси на регенерация на катоден материал, като помага на производителите да възстановят и използват повторно ценни активни материали.

Предимства на ротационната пещ за рециклиране на батерии

В сравнение с ротационната пещ, работеща с газ и ротационната пещ, работеща с масло, електрическата енергия, използвана от електрическите ротационни пещи, е най-чистият източник на енергия. Електрическата енергия може лесно да бъде свързана към фабриката и подадена към електрическата нагревателна ротационна пещ заедно с захранващата линия.

Предимствата в производствения процес на електрическата ротационна пещ също са очевидни.

• Висока топлинна ефективност, без дим, без пепел и шлака за отнемане на видимата топлина.

• Лесно е автоматично да се контролират условията, точността на контрол на температурата в пещта е висока и е подходяща за тесен процес на температура преди изпичане.

• В допълнение, електрическата въртяща се пещ не се нуждае от изграждане на станция за съхранение и транспортиране на гориво, което опростява работата по доставката на гориво, транспортирането и управлението на безопасността. По време на производствения процес може да се избегне корозията на корпуса на пещта поради газ SO2 и замърсяването на околната среда. Следователно въртящата се пещ с електрическо отопление е по-икономична от въртящата се пещ с газово гориво и ротационната пещ с течно гориво.

Основни технически параметри

Елемент	Спецификация
Капацитет за обработка	100–5000 кг/ч
Работна температура	300–1200°C
Метод на нагряване	Газ, електричество, мазут
Опции за атмосфера	Въздух, азот, инертен газ
Време на престой	20–240 минути
Диаметър на пещта	Персонализирано
Дължина на пещта	Персонализирано
Скорост на въртене	Контрол на променливата честота
Ъгъл на наклон	1–5%
Система за контрол	PLC + сензорен екран
Строителен материал	Въглеродна стомана / неръждаема стомана / специална сплав
Марк: Техническите спецификации могат да бъдат персонализирани според изискванията на процеса.

Параметър на ротационен калцинатор за рециклиране на батерии

Модел	Работна температура (C)	Диаметър на тръбата на пещта (mm)	Скорост на въртене (RPM)	Дължина на тръбата на пещта (m)	Метод на нагряване	Мощност на задвижващия двигател (Kw)
HZG-50	400-1100	500	3-6	5-20	Електрически / газ / нафта	2.2
HZG-80	400-1100	800	3-6	5-20		3
HZG-100	400-1100	1000	3-5	5-20		5.5
HZG-120	400-1100	1200	3-5	5-20		5.5
HZG-150	400-1100	1500	3-5	8-20		7.5
HZG-180	400-1100	1800	2-3	8-20		11
HZG-200	400-1100	2000	2-3	8-20		22

Опазване на околната среда и безопасност

Процесите на рециклиране на батерии изискват строг контрол върху околната среда.

Системите за ротационни пещи Hywell могат да бъдат оборудвани с:

• Системи за събиране на прах

• Термични окислители

• Доизгарящи устройства

• Скрубери за кисели газове

• Системи за третиране на VOC

• Системи за оползотворяване на отпадна топлина

Тези решения помагат на клиентите да спазват екологичните разпоредби, като същевременно подобряват цялостната ефективност на завода.

Защо да изберете Hywell за оборудване за рециклиране на батерии?

Hywell Machinery има богат опит в проектирането и производството на оборудване за промишлено сушене, калциниране, гранулиране и термична обработка.

Нашите предимства

• Повече от 20 години опит в производството

• Специално проектирани решения за рециклиране на батерии

• CE-съвместимо оборудване

• Усъвършенствани системи за автоматизация

• Поддръжка за инсталиране в цял свят

• Възможност за проект до ключ

• Професионално следпродажбено обслужване

• Помощ за оптимизиране на процеси

Нашият инженерен екип работи в тясно сътрудничество с клиентите, за да разработи ефективни и надеждни системи за рециклиране на батерии, съобразени със специфични материали и производствени изисквания.

Често задавани въпроси

Каква температура е необходима за пиролиза на черна маса?

Типичните температури на пиролиза на черна маса варират от 400°C до 700°C, в зависимост от химическия състав на батерията и желаното ниво на обработка.

Каква е разликата между пиролиза и калциниране?

Пиролизата отстранява предимно органични материали, докато калцинирането променя физичните и химичните свойства на неорганичните материали чрез обработка при висока температура.

Може ли ротационната пещ да работи в азотна атмосфера?

да Работата в азотна атмосфера обикновено се използва за предотвратяване на окисляване и подобряване на контрола на процеса.

Какви материали за батерии могат да се обработват?

Системата може да обработва NMC, LFP, NCA, скрап от производство на батерии, черна маса, катодни материали и анодни материали.

Какви диапазони на капацитет са налични?

Ротационните пещи Hywell се предлагат от лабораторни и пилотни единици до промишлени системи над 5000 kg/h.

Може ли пещта да премахне PVDF свързващото вещество?

да Едно от основните приложения на въртящите се пещи за рециклиране на батерии е термичното отстраняване на PVDF свързващо вещество и други органични замърсители.

Възможна ли е непрекъсната работа?

да Ротационните пещи са специално проектирани за непрекъснато промишлено производство.

Може ли системата да бъде персонализирана?

Абсолютно. Размерите на пещта, методите на отопление, системите за контрол на атмосферата и нивата на автоматизация могат да бъдат персонализирани според изискванията на проекта.

Кои отрасли използват ротационни пещи за рециклиране на батерии?

Индустриите включват заводи за рециклиране на батерии, производители на катодни материали, съоръжения за производство на батерии, компании за възстановяване на метали и производители на съвременни материали.

Как мога да избера правилния размер на ротационната пещ?

Размерът на пещта зависи от характеристиките на материала, необходимата производителност, времето на престой, работната температура и целите на процеса. Инженерите на Hywell могат да предоставят персонализирани препоръки за оразмеряване и процеси.

Ротационна пещ за рециклиране на батерии за рециклиране на благородни метали

600-градусова рециклираща се въртяща се пещ литиева батерия с високотемпературна пиролиза за рециклиране на благородни метали. Технологията за възстановяване при пиролиза на литиеви батерии е основно за извличане на благородни метали от излезли от експлоатация литиеви батерии за рециклиране, а Hywell Machinery осигурява основно основния процес и технология за въртяща се пещ за пиролиза.

Отработената литиева батерия влиза в пещта. След висока температура от 600 градуса, лесно напуканите компоненти в литиевата батерия се напукват, а останалите благородни метали се рециклират за повторна употреба.

Разбираемо е, че годишното извеждане от експлоатация на литиеви батерии в Китай може да достигне около 500 000 тона. Ротационната пещ на Hywell Machinery може да обработва 1-2 тона на час, а годишният максимален капацитет за обработка е около 15 000 тона. За преработката на 500 000 тона отпадъчни литиеви батерии са необходими десетки такива производствени линии. Мащабът на пазара не трябва да се подценява. През последните години различни национални министерства и комисии също така постепенно стандартизираха и подобриха пазара за рециклиране на отпадъчни литиеви батерии от по-плиткото към по-дълбокото, от слабо към силно на ниво политика. Виждайки тази бизнес възможност, машините на Hywell култивират индустрии, свързани с литиевите батерии, от 2014 г. насам и на практика отвориха всички технически връзки от производството на литиева батерия до рециклирането.

Тази въртяща се пещ може да постигне 'атмосферно калциниране', тоест може да контролира съдържанието на кислород в пещта. 'Газовете след високотемпературна пиролиза са предимно запалими и експлозивни газове, които имат риск от експлозия.' можем да контролираме съдържанието на кислород в пещта, за да я поддържаме в среда с ниско съдържание на кислород и да осигурим безопасно производство. Производителността е значително подобрена.' Тази технология има много добра перспектива за приложение в индустрията.

Решение за рециклиране с термолиза в ротационна пещ

Ротационните калцинатори са високоефективно и рентабилно средство за високотемпературна обработка на различни гранулирани продукти и прахове. Устройството е специално проектирано да осигурява контролирани и еднакви условия на процеса.

Материалът се подава във въртящ се цилиндър, който се нагрява отвън според свързаните с процеса критерии за време спрямо температура. Докато цилиндърът се върти, материалът леко се преобръща, докато тече от захранващия край на цилиндъра към изпускателния край. Действието насърчава равномерното излагане на продукта на определена среда. Различни процеси използват реакционни газове в пряк контакт с продукта, за да разпространят дадена реакция или покриват газове, за да предпазят продукта.

Правилният избор на материала на цилиндъра на калцинатора е критичен и се определя от температурата на процеса, съвместимостта на процеса и съображенията за физическия размер.

Ротационните калцинатори на Hywell Machinery са снабдени с автоматичен контрол на температурата, налягането и електричеството с пещи, включващи множество газови, маслени или двугоривни горелки или електрически нагревателни елементи, подредени в зони. Предлага се в размери, вариращи от 50-3000 mm диаметър с дължини от 5 до над 20 m.