כבשן רוטרי למיחזור סוללות ליתיום עבור פירוליזה וחידוד מסה שחורה

פתרון עיבוד תרמי יעיל למיחזור סוללות ליתיום-יון

הכבשן הרוטרי למיחזור סוללות ליתיום של Hywell היא מערכת עיבוד תרמי מתמשך שתוכננה במיוחד עבור מיחזור סוללות ליתיום-יון מבוזבזות, פסולת ייצור סוללות, מסה שחורה וחומרי קתודה. המערכת משתמשת בחימום מבוקר וניהול אטמוספירה כדי להסיר קלסרים אורגניים, אלקטרוליטים, פלסטיק ושאריות פחמן תוך שמירה על מתכות יקרות ערך כמו ליתיום, ניקל, קובלט, מנגן, נחושת וגרפיט.

ככל שהביקוש העולמי למיחזור סוללות ליתיום ממשיך לגדול, כבשנים סיבוביים הפכו לאחת הטכנולוגיות האמינות ביותר לפירוליזה של מסה שחורה, סיוד חומרי סוללה והתחדשות חומרי קתודה. בהשוואה לתנורי אצווה, כבשנים סיבוביים מציעים פעולה רציפה, תפוקה גבוהה יותר, יעילות העברת חום טובה יותר ואיכות מוצר עקבית יותר.

בין אם מדובר בעיבוד NMC, LFP, NCA או גרוטאות ייצור סוללות, הכבשן הסיבובי של Hywell מספק פתרון חסכוני באנרגיה ואוטומטי במיוחד למפעלי מיחזור סוללות מודרניים.

כיצד פועל הכבשן הרוטרי למיחזור סוללות

1. מערכת האכלה אטומה

מסה שחורה, גרוטאות סוללה או חומרי קתודה מוזנים לתוך הכבשן הסיבובי דרך מערכת הזנה אטומה. עיצוב זה ממזער פליטות אבק ושומר על שלמות אווירת התהליך.

2. אזור חימום מוקדם

החומר נכנס לחלק החימום הראשוני, שבו מתחילות להתאדות לחות ותרכובות נדיפות.

3. אזור פירוליזה

בסעיף פירוליזה, תרכובות אורגניות מתפרקות תחת טמפרטורות מבוקרות. אלקטרוליטים, קלסרים, פלסטיק ומזהמים אורגניים מוסרים תרמית.

טמפרטורות פירוליזה אופייניות נעות בין 400 מעלות צלזיוס ל-700 מעלות צלזיוס, בהתאם לדרישות החומר והתהליך.

4. אזור חידוד

אזור ההסתייד מעבד עוד יותר את החומר בטמפרטורות גבוהות כדי לשפר את טוהר החומר ולהפעיל תרכובות מתכת יקרות ערך.

טמפרטורות חידוד אופייניות נעות בין 600 מעלות צלזיוס ל-1100 מעלות צלזיוס.

5. קירור ופריקה

החומר המטופל מקורר לפני הפריקה כדי להבטיח טיפול בטוח ועיבוד במורד הזרם.

תהליך עבודה של כבשן רוטרי למיחזור סוללות

המערכת השלמה של כבשן סיבובי מיחזור סוללות מורכבת ממכשיר הזנה, גוף כבשן, מכשיר פריקה, מכשיר חימום, יחידת בקרה וכו'. מכשיר החימום מחמם את הסביבה הסובבת של החומרים בכבשן כדי להעלות בהדרגה את הטמפרטורה. כאשר הטמפרטורה הנמדדת על ידי הצמד התרמי מגיעה לדרישה, הטמפרטורה לא תמשיך לעלות, וניתן לפרוק את החומר לאחר שזמן התגובה יגיע לערך שצוין. כל התהליך בטוח ויעיל.

1. מערכת ההזנה מצוידת בדרך כלל במזין ברגים או מזין ואקום לשינוע כמותי.

2. כבשן החימום כולל בדרך כלל אזור חימום מוקדם ואזור חימום בטמפרטורה גבוהה. ישנם אזורי טמפרטורה מרובים באזור החימום המקדים ובאזור החימום בטמפרטורה גבוהה, שבהם ניתן להגדיר את הטמפרטורה של כל אזור טמפרטורה בנפרד, ואת הטמפרטורה של כל אזור בציוד

 נדרש מהתהליך.

3. על פי מאפייני חומר שונים, מהנדסי מכונות הייוול יתכננו האם גוף הכבשן המסתובב זקוק לזווית בהתאם למאפייני החומר. כי לכבשן הסיבובי של החברה שלנו יש גוף כבשן אופקי וגוף כבשן משופע.

4. דרך החימום של הכבשן הסיבובי של חומרי הסוללה יש חימום חשמלי או מחמם גז/שמן. אם מחמם המכונה מתקין דוד חשמלי, חוט ההתנגדות מסודר בתחתית גוף הכבשן כדי לחמם בעקיפין את החומר.

5. הצידנית היא בדרך כלל מצנן תופים; החומר עובר דרך החלק הפנימי של הגליל, והחלק החיצוני מרוסס במים כדי לקרר בעקיפין את החומר כדי לעמוד בדרישות טמפרטורת הפריקה.

מהו כבשן רוטרי למיחזור סוללות ליתיום?

כבשן סיבובי למחזור סוללות ליתיום הוא תנור גלילי מסתובב לאט המשמש לטיפול תרמי של פסולת סוללות וחומרי מסה שחורה. במהלך הפעולה, החומר נע ברציפות דרך אזורי טמפרטורה שונים בתוך הכבשן תוך כדי חימום בתנאים אטמוספריים מבוקרים.

הכבשן הסיבובי יכול לבצע מספר פונקציות קריטיות בתהליך מיחזור סוללות:

• פירוליזה מסה שחורה

• הסרת קלסר

• פירוק אלקטרוליטים

• הסרת מזהמים אורגניים

• חידוד חומר קתודה

• הפחתת פחמן

• הפעלת חומר

• התחדשות חומר קתודה

על ידי הסרת זיהומים והכנת החומר לעיבוד במורד הזרם, הכבשן הסיבובי משפר משמעותית את יעילות שחזור המתכות במערכות שחזור הידרו-מטלורגיות ומתכות.

מיחזור קלצינר רוטרי עבור  סוללת ליתיום

סרטון תרמוליזת כבשן מיחזור סוללות

מדוע טיפול תרמי חשוב במיחזור סוללות

סוללות ליתיום-יון מכילות מתכות יקרות ערך אך כוללות גם חומרים אורגניים שעלולים להשפיע לרעה על תהליכי שחזור מתכות.

חומרים לא רצויים אלה כוללים:

• קלסר PVDF

• שאריות אלקטרוליטים

• ממיסים אורגניים

• פלסטיק

• חומרים מפרידים

• תרכובות פחמן שאריות

ללא טיפול תרמי מתאים, זיהומים אלו עשויים להפחית את יעילות השטיפה, לזהם פתרונות תהליך ולהגדיל את עלויות התפעול.

הכבשן הסיבובי מסיר את הרכיבים הללו באמצעות פירוליזה והסתייד מבוקרות, ויוצר מוצר מסה שחורה נקי יותר ויקר יותר.

ההטבות כוללות:

• התאוששות ליתיום משופרת

• התאוששות ניקל מוגברת

• התאוששות קובלט מוגברת

• יעילות שטיפה גבוהה יותר

• צריכת ריאגנטים מופחתת

• טוהר המוצר משופר

• השפעה סביבתית נמוכה יותר

תהליך פירוליזה מסה שחורה

מהי מסה שחורה?

מסה שחורה היא האבקה היקרה המיוצרת לאחר ריסוק מכני והפרדה של סוללות ליתיום-יון. הוא מכיל תערובת של חומרי קתודה ואנודה יחד עם מזהמים שיוריים.

הרכב מסה שחורה טיפוסית כולל:

• תרכובות ליתיום

• תרכובות ניקל

• תרכובות קובלט

• תרכובות מנגן

• גרָפִיט

• חלקיקי נחושת

• חלקיקי אלומיניום

• שאריות קלסר

מכיוון שמסה שחורה מכילה כמויות משמעותיות של מתכות יקרות ערך, היא הפכה לחומר מוצא מרכזי בפעולות מחזור סוללות מודרניות.

מדוע מסה שחורה דורשת פירוליזה

מסה שחורה שיוצרה טרי מכילה לרוב:

• קלסר PVDF

• ממיסים אורגניים

• שאריות אלקטרוליטים

• מזהמי פחמן

זיהומים אלה מפריעים למיצוי מתכת במורד הזרם.

הכבשן הסיבובי למיחזור סוללות מסיר את המזהמים הללו ומייצר חומר נקי יותר המתאים לעיבוד הידרו-מטלורגי.

היתרונות של פירוליזה מסה שחורה

• תוכן אורגני מופחת

• יעילות שחזור מתכת משופרת

• ביצועי שטיפה טובים יותר

• רמות נמוכות יותר של טומאה

• ערך מוצר סופי גבוה יותר

• יציבות תהליך משופרת

יישומים של הכבשן הרוטרי למיחזור סוללות

מיחזור סוללות NMC

הכבשן הסיבובי נמצא בשימוש נרחב למיחזור חומרי קתודה NMC כולל:

• NMC111

• NMC523

• NMC622

• NMC811

טיפול תרמי משפר את התאוששות המתכת ומסיר שאריות של חומרים אורגניים.

מיחזור סוללות LFP

סוללות ליתיום ברזל פוספט (LFP) נמצאות יותר ויותר בשימוש בכלי רכב חשמליים ומערכות אחסון אנרגיה.

הכבשן הסיבובי מסיר ביעילות קלסרים ומזהמים אורגניים תוך שמירה על תרכובות יקרות ערך המכילות ליתיום.

מיחזור סוללות NCA

חומרי סוללת ניקל קובלט אלומיניום (NCA) דורשים עיבוד תרמי מבוקר כדי למקסם את יעילות ההתאוששות ולשמור על איכות החומר.

מיחזור סוללות EV

מצברים לרכב חשמלי מכילים כמויות גדולות של מתכות יקרות ערך. טכנולוגיית כבשן רוטרי מספקת פתרון יעיל לעיבוד גרוטאות סוללות EV בקנה מידה תעשייתי.

מיחזור גרוטאות ייצור סוללות

המערכת יכולה לעבד:

• גרוטאות אלקטרודה

• פסולת ציפוי

• פסולת ייצור קתודה

• פסולת ייצור אנודה

• תאי סוללה פגומים

חידוש חומרי קתודה

הכבשן הסיבובי יכול לשמש גם לתהליכי התחדשות של חומרי קתודה, המסייעים ליצרנים לשחזר ולעשות שימוש חוזר בחומרים פעילים יקרי ערך.

היתרונות של כבשן רוטרי למיחזור סוללות

בהשוואה לכבשן סיבובי גז ותנור סיבובי נפט, כוח חשמלי המשמש כבשנים סיבוביים חשמליים הוא מקור האנרגיה הנקי ביותר. ניתן לחבר בקלות אנרגיה חשמלית למפעל ולספק לכבשן החימום החשמלי יחד עם קו אספקת החשמל.

ברורים גם היתרונות בתהליך הייצור של הכבשן הסיבובי החשמלי.

• יעילות תרמית גבוהה, ללא עשן, ללא אפר וסיגים כדי להסיר חום ברור.

• קל לשלוט אוטומטית בתנאים, דיוק בקרת טמפרטורת הכבשן גבוה, והוא מתאים לתהליך הצר של טמפרטורת השריפה לפני השריפה.

• בנוסף, הכבשן הסיבובי החשמלי אינו צריך לבנות עמדת אחסון והובלה של דלק, מה שמקל על מלאכת רכש הדלק, ההובלה וניהול הבטיחות. במהלך תהליך הייצור, ניתן למנוע קורוזיה של גוף הכבשן עקב גז SO2 ובעיות זיהום סביבתי. לכן, הכבשן הסיבובי לחימום חשמלי חסכוני יותר מהכבשן הסיבובי של דלק גז ומהכבשן הסיבובי של דלק שמן.

פרמטרים טכניים מרכזיים

פָּרִיט	מִפרָט
קיבולת עיבוד	100-5000 ק'ג לשעה
טמפרטורת הפעלה	300-1200 מעלות צלזיוס
שיטת חימום	גז, חשמל, דלק
אפשרויות אווירה	אוויר, חנקן, גז אינרטי
זמן מגורים	20-240 דקות
קוטר הכבשן	מותאם אישית
אורך הכבשן	מותאם אישית
מהירות סיבוב	בקרת תדר משתנה
זווית נטייה	1-5%
מערכת בקרה	PLC + מסך מגע
חומר בנייה	פלדת פחמן / נירוסטה / סגסוגת מיוחדת
סימן: ניתן להתאים מפרט טכני בהתאם לדרישות התהליך.

פרמטר של מיחזור סוללות רוטרי Calciner

דֶגֶם	טמפרטורת פעולה (C)	קוטר צינור תנור (מ'מ)	מהירות סיבוב (RPM)	אורך צינור תנור (מ')	שיטת חימום	כוח מנוע נהיגה (Kw)
HZG-50	400-1100	500	3-6	5-20	חשמל / גז / שמן	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

הגנת הסביבה ובטיחות

תהליכי מיחזור סוללות דורשים בקרות סביבתיות קפדניות.

מערכות כבשן סיבוביות של Hywell יכולות להיות מצוידות ב:

• מערכות איסוף אבק

• מחמצנים תרמיים

• מבערים לאחר

• שואבי גז חומציים

• מערכות טיפול ב-VOC

• מערכות לשחזור חום פסולת

פתרונות אלו עוזרים ללקוחות לעמוד בתקנות איכות הסביבה תוך שיפור היעילות הכוללת של המפעל.

מדוע לבחור ב-Hywell עבור ציוד מיחזור סוללות?

ל-Hywell Machinery ניסיון רב בתכנון וייצור של ציוד ייבוש תעשייתי, סידוד, גרנולציה ועיבוד תרמי.

היתרונות שלנו

• יותר מ-20 שנות ניסיון בייצור

• פתרונות מיחזור סוללות מותאמים אישית

• ציוד תואם CE

• מערכות אוטומציה מתקדמות

• תמיכה בהתקנה ברחבי העולם

• יכולת פרויקט סוהר

• שירות מקצועי לאחר המכירה

• סיוע בייעול תהליכים

צוות ההנדסה שלנו עובד בשיתוף פעולה הדוק עם הלקוחות כדי לפתח מערכות מיחזור סוללות יעילות ואמינות המותאמות לחומרים ולדרישות ייצור ספציפיות.

שאלות נפוצות

איזו טמפרטורה נדרשת לפירוליזה של מסה שחורה?

טמפרטורות פירוליזה מסה שחורה אופייניות נעות בין 400 מעלות צלזיוס ל-700 מעלות צלזיוס, תלוי בכימיה הסוללה וברמת הטיפול הרצויה.

מה ההבדל בין פירוליזה להסתיידות?

פירוליזה מסירה בעיקר חומרים אורגניים, בעוד שהסתייד משנה את התכונות הפיזיקליות והכימיות של חומרים אנאורגניים באמצעות טיפול בטמפרטורה גבוהה.

האם הכבשן המסתובב יכול לפעול תחת אטמוספרה של חנקן?

כֵּן. פעולת אווירת חנקן משמשת בדרך כלל למניעת חמצון ולשיפור בקרת התהליך.

אילו חומרי סוללה ניתן לעבד?

המערכת יכולה לעבד NMC, LFP, NCA, גרוטאות ייצור סוללות, מסה שחורה, חומרי קתודה וחומרי אנודה.

אילו טווחי קיבולת זמינים?

כבשנים סיבוביים של Hywell זמינים מיחידות בקנה מידה מעבדתי ופיילוט ועד למערכות תעשייתיות העולה על 5,000 ק'ג לשעה.

האם הכבשן יכול להסיר את קלסר PVDF?

כֵּן. אחד היישומים העיקריים של כבשנים סיבוביים למיחזור סוללות הוא הסרה תרמית של קלסר PVDF ומזהמים אורגניים אחרים.

האם ניתן לבצע פעולה רציפה?

כֵּן. כבשנים סיבוביים תוכננו במיוחד לייצור תעשייתי מתמשך.

האם ניתן להתאים את המערכת?

בְּהֶחלֵט. ניתן להתאים את מידות הכבשן, שיטות החימום, מערכות בקרת האווירה ורמות האוטומציה בהתאם לדרישות הפרויקט.

אילו תעשיות משתמשות בכבשנים סיבוביים למיחזור סוללות?

התעשיות כוללות מפעלי מיחזור סוללות, יצרני חומרי קתודה, מתקני ייצור סוללות, חברות לשחזור מתכות ויצרני חומרים מתקדמים.

כיצד אוכל לבחור את גודל הכבשן הסיבובי הנכון?

גודל הכבשן תלוי במאפייני החומר, התפוקה הנדרשת, זמן השהייה, טמפרטורת ההפעלה ויעדי התהליך. מהנדסי Hywell יכולים לספק המלצות מידות ותהליכים מותאמות אישית.

כבשן רוטרי למיחזור סוללות למיחזור מתכות יקרות

600 מעלות מיחזור כבשן רוטרי בטמפרטורה גבוהה סוללת ליתיום פירוליזה למיחזור מתכות יקרות. טכנולוגיית שחזור פירוליזה של סוללות ליתיום מיועדת בעיקר לחילוץ מתכות יקרות מסוללות ליתיום כוח שהוצאו משימוש למיחזור, ו-Hywell Machinery מספקת בעיקר את תהליך וטכנולוגיית הליבה של כבשן סיבובי פירוליזה.

סוללת הליתיום הפסולת נכנסת לכבשן. לאחר טמפרטורה גבוהה של 600 מעלות, הרכיבים שבסוללת הליתיום נסדקים בקלות, ושאר המתכות היקרות ממוחזרות לשימוש חוזר.

מובן שההסרה השנתית של סוללות ליתיום בסין יכולה להגיע לכ-500,000 טון. הכבשן הסיבובי של Hywell Machinery יכול לעבד 1-2 טון לשעה, ויכולת העיבוד המקסימלית השנתית היא כ-15,000 טון. כדי לעבד את 500,000 הטונות של פסולת סוללות ליתיום, יש צורך בעשרות קווי ייצור כאלה. אין לזלזל בסולם השוק. בשנים האחרונות גם משרדים וועדות לאומיות שונות תקנו ושיפרו בהדרגה את שוק המיחזור של פסולת סוללות ליתיום מהרדוד לעמוק יותר, מחלש לחזק ברמת המדיניות. בעקבות ההזדמנות העסקית הזו, מכונות Hywell מטפחות תעשיות הקשורות לסוללות ליתיום מאז 2014 ובעצם פתחה את כל הקישורים הטכניים מייצור סוללות ליתיום למיחזור.

כבשן סיבובי זה יכול להשיג 'הסתיידות אטמוספירה', כלומר, הוא יכול לשלוט בתכולת החמצן בכבשן. 'הגזים לאחר פירוליזה בטמפרטורה גבוהה הם לרוב גזים דליקים ונפיצים, שיש בהם סכנת פיצוץ.' אנחנו יכולים לשלוט בתכולת החמצן בכבשן כדי לשמור אותו בסביבה דלת חמצן ולהבטיח ייצור בטוח. הביצועים השתפרו מאוד.' לטכנולוגיה הזו יש סיכוי טוב מאוד ליישום בתעשייה.

פתרון מיחזור עם תרמוליזה של כבשן רוטרי

Calciners רוטרי הם אמצעי יעיל וחסכוני ביותר לעיבוד בטמפרטורה גבוהה של מוצרים גרגירים ואבקות שונות. היחידה תוכננה במיוחד כדי לספק תנאי תהליך מבוקרים ואחידים.

חומר מוזן לתוך גליל מסתובב שמחומם חיצונית בהתאם לקריטריונים הקשורים לתהליך לעומת טמפרטורה. כשהגליל מסתובב, החומר נפל בעדינות כשהוא זורם מקצה ההזנה של הגליל לקצה הפריקה. הפעולה מקדמת חשיפה אחידה של המוצר לסביבה מוגדרת. תהליכים שונים משתמשים בגזי תגובה במגע ישיר עם המוצר כדי להפיץ תגובה נתונה או לכסות גזים כדי להגן על המוצר.

בחירה נכונה של חומר גליל הקלצינר היא קריטית והיא נקבעת על פי טמפרטורת התהליך, תאימות התהליך ושיקולי גודל פיזיקליים.

מבערים סיבוביים של Hywell Machinery מסופקים עם בקרות אוטומטיות של טמפרטורה, לחץ וחשמל עם תנורים הכוללים מבערים מרובים של גז, נפט או דלק כפול, או גופי חימום חשמליים המסודרים באזורים. זמין בגדלים הנעים בין 50-3000 מ'מ קוטר עם אורכים מ-5 ועד מעל 20 מ'.