Rotačná pec na recykláciu lítiových batérií na pyrolýzu a kalcináciu čiernej hmoty

Efektívne riešenie tepelného spracovania na recykláciu lítium-iónových batérií

Rotačná pec na recykláciu lítiových batérií Hywell je kontinuálny systém tepelného spracovania špeciálne navrhnutý na recykláciu použitých lítium-iónových batérií, šrotu z výroby batérií, čiernej hmoty a katódových materiálov. Systém využíva riadený ohrev a riadenie atmosféry na odstránenie organických spojív, elektrolytov, plastov a zvyškového uhlíka pri zachovaní cenných kovov, ako je lítium, nikel, kobalt, mangán, meď a grafit.

Keďže celosvetový dopyt po recyklácii lítiových batérií neustále rastie, rotačné pece sa stali jednou z najspoľahlivejších technológií pre pyrolýzu čiernej hmoty, kalcináciu materiálu batérií a regeneráciu katódového materiálu. V porovnaní so vsádzkovými pecami ponúkajú rotačné pece nepretržitú prevádzku, vyššiu priepustnosť, lepšiu účinnosť prenosu tepla a konzistentnejšiu kvalitu produktu.

Či už spracovávate NMC, LFP, NCA alebo šrot z výroby batérií, rotačná pec Hywell poskytuje energeticky efektívne a vysoko automatizované riešenie pre moderné závody na recykláciu batérií.

Ako funguje rotačná pec na recykláciu batérií

1. Utesnený kŕmny systém

Čierna hmota, šrot batérií alebo katódové materiály sa privádzajú do rotačnej pece cez utesnený prívodný systém. Tento dizajn minimalizuje emisie prachu a zachováva integritu procesnej atmosféry.

2. Predhrievacia zóna

Materiál vstupuje do sekcie počiatočného ohrevu, kde sa začne odparovať vlhkosť a prchavé zlúčeniny.

3. Zóna pyrolýzy

V časti pyrolýzy sa organické zlúčeniny rozkladajú pri kontrolovaných teplotách. Elektrolyty, spojivá, plasty a organické nečistoty sú tepelne odstránené.

Typické teploty pyrolýzy sa pohybujú od 400 °C do 700 °C, v závislosti od požiadaviek na materiál a proces.

4. Kalcinačná zóna

Kalcinačná zóna ďalej spracováva materiál pri zvýšených teplotách na zlepšenie čistoty materiálu a aktiváciu cenných zlúčenín kovov.

Typické teploty kalcinácie sa pohybujú od 600 °C do 1100 °C.

5. Chladenie a vypúšťanie

Spracovaný materiál sa pred vyložením ochladí, aby sa zabezpečila bezpečná manipulácia a následné spracovanie.

Pracovný proces rotačnej pece na recykláciu batérií

Kompletný systém rotačnej pece na recykláciu batérií pozostáva z podávacieho zariadenia, telesa pece, vykladacieho zariadenia, vykurovacieho zariadenia, riadiacej jednotky atď. Vykurovacie zariadenie ohrieva okolité prostredie materiálov v peci, aby sa postupne zvyšovala teplota. Keď teplota nameraná termočlánkom dosiahne požiadavku, teplota nebude ďalej stúpať a materiál sa môže vyprázdniť, keď reakčný čas dosiahne špecifikovanú hodnotu. Celý proces je bezpečný a efektívny.

1. Systém podávania býva vybavený závitovkovým podávačom resp vákuový podávač pre kvantitatívnu dopravu.

2. Vykurovacia pec vo všeobecnosti obsahuje predhrievaciu zónu a vysokoteplotnú ohrievaciu zónu. V zóne predohrevu a zóne vysokoteplotného ohrevu je viacero teplotných zón, kde je možné nastaviť teplotu každej teplotnej zóny samostatne a teplotu každej zóny zariadenia.

 vyžaduje proces.

3. Podľa rôznych materiálových charakteristík inžinieri strojov Hywell navrhnú, či teleso rotačnej pece potrebuje uhol podľa materiálových charakteristík. Pretože rotačná pec našej spoločnosti má vodorovné teleso pece a šikmé teleso pece.

4. Ohrievacia dráha rotačnej pece batériových materiálov má elektrický ohrev alebo plynový/olejový ohrievač. Ak ohrievač stroja inštaluje elektrický ohrievač, odporový drôt je usporiadaný v spodnej časti telesa pece, aby nepriamo ohrieval materiál.

5. Chladič je zvyčajne bubnový chladič; materiál prechádza vnútrom valca a vonkajšok je postriekaný vodou, aby sa materiál nepriamo ochladil, aby sa splnili požiadavky na výstupnú teplotu.

Čo je rotačná pec na recykláciu lítiových batérií?

Rotačná pec na recykláciu lítiových batérií je pomaly rotujúca valcová pec používaná na tepelné spracovanie odpadu z batérií a materiálov čiernej hmoty. Počas prevádzky sa materiál nepretržite pohybuje rôznymi teplotnými zónami vo vnútri pece, pričom sa zahrieva za kontrolovaných atmosférických podmienok.

Rotačná pec môže vykonávať viacero kritických funkcií v rámci procesu recyklácie batérií:

• Pyrolýza čiernej hmoty

• Odstránenie spojiva

• Rozklad elektrolytu

• Odstraňovanie organických nečistôt

• Kalcinácia materiálu katódy

• Redukcia uhlíka

• Aktivácia materiálu

• Regenerácia materiálu katódy

Odstránením nečistôt a prípravou materiálu na následné spracovanie rotačná pec výrazne zlepšuje účinnosť získavania kovov v hydrometalurgických a metalurgických systémoch získavania.

Recyklačný rotačný kalcinátor pre  lítiové batérie

Video o recyklačnej peci s termolýzou

Prečo je pri recyklácii batérií dôležité tepelné spracovanie

Lítium-iónové batérie obsahujú cenné kovy, ale tiež organické materiály, ktoré môžu negatívne ovplyvniť procesy získavania kovov.

Medzi tieto nežiaduce materiály patria:

• PVDF spojivo

• Zvyšky elektrolytov

• Organické rozpúšťadlá

• Plasty

• Separačné materiály

• Zvyškové zlúčeniny uhlíka

Bez náležitého tepelného spracovania môžu tieto nečistoty znížiť účinnosť lúhovania, kontaminovať procesné roztoky a zvýšiť prevádzkové náklady.

Rotačná pec odstraňuje tieto zložky kontrolovanou pyrolýzou a kalcináciou, čím vzniká čistejší a hodnotnejší produkt čiernej hmoty.

Medzi výhody patrí:

• Zlepšená regenerácia lítia

• Zvýšená regenerácia niklu

• Zvýšená regenerácia kobaltu

• Vyššia účinnosť lúhovania

• Znížená spotreba činidla

• Zlepšená čistota produktu

• Nižší dopad na životné prostredie

Proces pyrolýzy čiernej hmoty

Čo je čierna omša?

Čierna hmota je cenný prášok vyrobený po mechanickom rozdrvení a oddelení lítium-iónových batérií. Obsahuje zmes katódových a anódových materiálov spolu so zvyškovými nečistotami.

Typické zloženie čiernej hmoty zahŕňa:

• Zlúčeniny lítia

• Zlúčeniny niklu

• Zlúčeniny kobaltu

• Zlúčeniny mangánu

• Grafit

• Častice medi

• Častice hliníka

• Zvyšky spojiva

Pretože čierna hmota obsahuje značné množstvo cenných kovov, stala sa kľúčovou surovinou v moderných prevádzkach recyklácie batérií.

Prečo čierna hmota vyžaduje pyrolýzu

Čerstvo vyrobená čierna hmota často obsahuje:

• PVDF spojivo

• Organické rozpúšťadlá

• Zvyšky elektrolytov

• Uhlíkové nečistoty

Tieto nečistoty interferujú s následnou extrakciou kovu.

Rotačná pec na recykláciu batérií odstraňuje tieto nečistoty a produkuje čistejší materiál vhodný na hydrometalurgické spracovanie.

Výhody pyrolýzy čiernej hmoty

• Znížený organický obsah

• Zlepšená účinnosť regenerácie kovov

• Lepší výkon lúhovania

• Nižšie hladiny nečistôt

• Vyššia hodnota konečného produktu

• Vylepšená stabilita procesu

Aplikácie rotačnej pece na recykláciu batérií

Recyklácia batérií NMC

Rotačná pec sa široko používa na recykláciu katódových materiálov NMC vrátane:

• NMC111

• NMC523

• NMC622

• NMC811

Tepelné spracovanie zlepšuje regeneráciu kovov a odstraňuje zvyškové organické látky.

Recyklácia batérií LFP

Lítium-železo-fosfátové (LFP) batérie sa čoraz častejšie používajú v elektrických vozidlách a systémoch skladovania energie.

Rotačná pec účinne odstraňuje spojivá a organické nečistoty a zároveň zachováva cenné zlúčeniny obsahujúce lítium.

Recyklácia batérií NCA

Materiály niklovo-kobaltových hliníkových (NCA) batérií vyžadujú riadené tepelné spracovanie, aby sa maximalizovala účinnosť obnovy a zachovala sa kvalita materiálu.

Recyklácia batérií EV

Batérie elektrických vozidiel obsahujú veľké množstvo cenných kovov. Technológia rotačných pecí poskytuje efektívne riešenie na spracovanie odpadu batérií EV v priemyselnom meradle.

Recyklácia šrotu z výroby batérií

Systém dokáže spracovať:

• Šrot elektród

• Odpad z náterov

• Odpad z výroby katód

• Odpad z výroby anód

• Chybné články batérie

Regenerácia materiálu katódy

Rotačnú pec možno použiť aj na procesy regenerácie katódového materiálu, čo pomáha výrobcom regenerovať a opätovne používať cenné aktívne materiály.

Výhody rotačnej pece na recykláciu batérií

V porovnaní s plynovou rotačnou pecou a olejovou rotačnou pecou je elektrická energia používaná elektrickými rotačnými pecami najčistejším zdrojom energie. Elektrická energia môže byť ľahko pripojená k továrni a dodávaná do elektrickej vykurovacej rotačnej pece spolu s napájacím vedením.

Zrejmé sú aj výhody vo výrobnom procese elektrickej rotačnej pece.

• Vysoká tepelná účinnosť, žiadny dym, žiadny popol a troska na odvádzanie zjavného tepla.

• Je ľahké automaticky regulovať podmienky, presnosť regulácie teploty pece je vysoká a je vhodná pre úzky teplotný proces pred vypaľovaním.

• Elektrická rotačná pec navyše nemusí stavať stanicu na skladovanie a prepravu paliva, čo zjednodušuje prácu pri obstarávaní paliva, preprave a riadení bezpečnosti. Počas výrobného procesu je možné zabrániť korózii telesa pece spôsobenej plynom SO2 a problémom so znečistením životného prostredia. Preto je rotačná pec s elektrickým ohrevom ekonomickejšia ako rotačná pec na plynové palivo a rotačná pec na olejové palivo.

Kľúčové technické parametre

Položka	Špecifikácia
Kapacita spracovania	100-5000 kg/h
Prevádzková teplota	300 až 1200 °C
Spôsob vykurovania	Plyn, elektrina, vykurovací olej
Možnosti atmosféry	Vzduch, dusík, inertný plyn
Doba pobytu	20 – 240 minút
Priemer pece	Prispôsobené
Dĺžka pece	Prispôsobené
Rýchlosť otáčania	Ovládanie variabilnej frekvencie
Uhol sklonu	1 – 5 %
Kontrolný systém	PLC + dotyková obrazovka
Stavebný materiál	Uhlíková oceľ / nehrdzavejúca oceľ / špeciálna zliatina
Značka: Technické špecifikácie je možné prispôsobiť podľa požiadaviek procesu.

Parameter rotačného kalcinátora na recykláciu batérií

Model	Prevádzková teplota (C)	Priemer rúry pece (mm)	Rýchlosť otáčania (RPM)	Dĺžka rúry pece (m)	Spôsob vykurovania	Výkon hnacieho motora (Kw)
HZG-50	400-1100	500	3-6	5-20	Elektrika / plyn / nafta	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

Ochrana životného prostredia a bezpečnosť

Procesy recyklácie batérií vyžadujú prísne environmentálne kontroly.

Systémy rotačných pecí Hywell môžu byť vybavené:

• Systémy zberu prachu

• Tepelné oxidačné činidlá

• Prídavné spaľovanie

• Kyslé plynové práčky

• Systémy úpravy VOC

• Systémy rekuperácie odpadového tepla

Tieto riešenia pomáhajú zákazníkom dodržiavať environmentálne predpisy a zároveň zlepšujú celkovú efektivitu závodu.

Prečo si vybrať Hywell pre zariadenie na recykláciu batérií?

Hywell Machinery má rozsiahle skúsenosti s návrhom a výrobou zariadení na priemyselné sušenie, kalcináciu, granuláciu a tepelné spracovanie.

Naše výhody

• Viac ako 20 rokov výrobných skúseností

• Zákazkovo navrhnuté riešenia recyklácie batérií

• Vybavenie v súlade s CE

• Pokročilé automatizačné systémy

• Celosvetová podpora inštalácie

• Schopnosť projektu na kľúč

• Profesionálny popredajný servis

• Pomoc pri optimalizácii procesov

Náš inžiniersky tím úzko spolupracuje so zákazníkmi na vývoji efektívnych a spoľahlivých systémov recyklácie batérií prispôsobených špecifickým materiálom a požiadavkám výroby.

Často kladené otázky

Aká teplota je potrebná na pyrolýzu čiernej hmoty?

Typické teploty pyrolýzy čiernej hmoty sa pohybujú od 400 °C do 700 °C, v závislosti od chemického zloženia batérie a požadovanej úrovne spracovania.

Aký je rozdiel medzi pyrolýzou a kalcináciou?

Pyrolýza primárne odstraňuje organické materiály, zatiaľ čo kalcinácia upravuje fyzikálne a chemické vlastnosti anorganických materiálov prostredníctvom vysokoteplotného spracovania.

Môže rotačná pec pracovať v dusíkovej atmosfére?

áno. Prevádzka v dusíkovej atmosfére sa bežne používa na zabránenie oxidácii a zlepšenie riadenia procesu.

Aké materiály batérií je možné spracovať?

Systém dokáže spracovať NMC, LFP, NCA, odpad z výroby batérií, čiernu hmotu, katódové materiály a anódové materiály.

Aké rozsahy kapacity sú k dispozícii?

Rotačné pece Hywell sú dostupné od laboratórnych a poloprevádzkových jednotiek až po priemyselné systémy s rýchlosťou presahujúcou 5 000 kg/h.

Môže pec odstrániť PVDF spojivo?

áno. Jednou z primárnych aplikácií rotačných pecí na recykláciu batérií je tepelné odstraňovanie PVDF spojiva a iných organických nečistôt.

Je možná nepretržitá prevádzka?

áno. Rotačné pece sú špeciálne navrhnuté pre nepretržitú priemyselnú výrobu.

Dá sa systém prispôsobiť?

Absolútne. Rozmery pece, spôsoby ohrevu, systémy riadenia atmosféry a úrovne automatizácie je možné prispôsobiť podľa požiadaviek projektu.

Ktoré priemyselné odvetvia využívajú rotačné pece na recykláciu batérií?

K odvetviam patria závody na recykláciu batérií, výrobcovia katódových materiálov, zariadenia na výrobu batérií, spoločnosti na získavanie kovov a výrobcovia pokročilých materiálov.

Ako môžem vybrať správnu veľkosť rotačnej pece?

Veľkosť pece závisí od materiálových charakteristík, požadovaného výkonu, doby zotrvania, prevádzkovej teploty a cieľov procesu. Inžinieri Hywell môžu poskytnúť prispôsobené odporúčania týkajúce sa veľkosti a procesu.

Rotačná pec na recykláciu batérií na recykláciu drahých kovov

600 stupňová recyklačná rotačná pec Vysokoteplotná lítiová pyrolýza na recykláciu drahých kovov. Technológia obnovy pyrolýzy lítiových batérií je hlavne na extrakciu drahých kovov z vyradených energetických lítiových batérií na recykláciu a Hywell Machinery poskytuje hlavne proces a technológiu jadrovej pyrolýzy rotačnej pece.

Odpadová lítiová batéria vstupuje do pece. Po vysokej teplote 600 stupňov sú ľahko prasknuté komponenty v lítiovej batérii prasknuté a zvyšné drahé kovy sú recyklované na opätovné použitie.

Rozumie sa, že ročné vyraďovanie lítiových batérií v Číne môže dosiahnuť približne 500 000 ton. Rotačná pec Hywell Machinery dokáže spracovať 1-2 tony za hodinu a ročná maximálna kapacita spracovania je asi 15 000 ton. Na spracovanie 500 000 ton odpadových lítiových batérií sú potrebné desiatky takýchto výrobných liniek. Rozsah trhu by sa nemal podceňovať. V posledných rokoch rôzne národné ministerstvá a komisie tiež postupne štandardizovali a zlepšili recyklačný trh s odpadovými lítiovými batériami od plytšieho k hlbšiemu, od slabého po silný na politickej úrovni. Vidiac túto obchodnú príležitosť, stroje Hywell od roku 2014 pestujú priemyselné odvetvia súvisiace s lítiovými batériami a v podstate otvorili všetky technické prepojenia od výroby lítiových batérií až po recykláciu.

Táto rotačná pec môže dosiahnuť 'kalcináciu atmosféry', to znamená, že môže kontrolovať obsah kyslíka v peci. 'Plyny po vysokoteplotnej pyrolýze sú väčšinou horľavé a výbušné plyny, pri ktorých hrozí nebezpečenstvo výbuchu.' vieme kontrolovať obsah kyslíka v peci, aby sme ju udržali v prostredí s nízkym obsahom kyslíka a zabezpečili bezpečnú výrobu. Výkon sa výrazne zlepšil.' Táto technológia má veľmi dobré vyhliadky na uplatnenie v tomto odvetví.

Recyklačný roztok s termolýzou v rotačnej peci

Rotačné kalcinátory sú vysoko účinným a cenovo výhodným prostriedkom na vysokoteplotné spracovanie rôznych granulovaných produktov a práškov. Jednotka je špeciálne navrhnutá tak, aby poskytovala kontrolované a jednotné podmienky procesu.

Materiál sa privádza do rotujúceho valca, ktorý sa externe ohrieva podľa kritérií súvisiacich s časom a teplotou. Keď sa valec otáča, materiál sa jemne prevracia, keď prúdi z podávacieho konca valca do výstupného konca. Pôsobenie podporuje rovnomerné vystavenie produktu definovanému prostrediu. Rôzne procesy využívajú reakčné plyny v priamom kontakte s produktom na šírenie danej reakcie alebo na zakrytie plynov na ochranu produktu.

Správny výber materiálu valca kalcinátora je kritický a je určený teplotou procesu, kompatibilitou procesu a fyzikálnymi rozmermi.

Rotačné kalcinátory Hywell Machinery sú vybavené automatickým ovládaním teploty, tlaku a elektrickým ovládaním s pecami s viacerými plynovými, olejovými alebo dvojpalivovými horákmi alebo elektrickými vykurovacími prvkami usporiadanými do zón. Dostupné vo veľkostiach s priemerom od 50 do 3000 mm s dĺžkami od 5 do viac ako 20 m.