Обзор
При проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию материалов для аккумуляторов на основе новых источников энергии — катодных и анодных материалов, твёрдотельных электролитов и других компонентов, используемых в литий-ионных аккумуляторах, — необходимо точно контролировать размер частиц, сферичность, чистоту и другие эксплуатационные показатели материала. Малогабаритная распылительная сушилка способна удовлетворить потребности в сушке различных материалов на этапах лабораторных испытаний и пилотного производства, помогая исследователям оптимизировать характеристики материалов и повысить энергетическую плотность аккумуляторов, их зарядно-разрядные характеристики и циклический ресурс. В то же время производственные процессы по изготовлению материалов для новых источников энергии являются сложными, и этап сушки оказывает заметное влияние на качество конечного продукта. Лабораторная распылительная сушилка помогает исследователям быстро изучать влияние различных параметров сушки на характеристики материала, обеспечивая надёжную техническую поддержку для крупномасштабного производства и ускоряя внедрение материалов для новых источников энергии в промышленность.
Компания «Цзянсу Лунсинь» стремится к постоянным технологическим инновациям и оптимизации. Ее многофункциональная лабораторная центробежно-воздушная сушилка-распылитель двойного назначения предоставляет исследователям материалов для аккумуляторов новых источников энергии эффективный и точный экспериментальный инструмент, помогая им глубоко изучить, как различные процессы сушки влияют на характеристики материалов для новых источников энергии, и тем самым стимулируя технологические инновации и модернизацию продукции в этой области. Являясь важным элементом экспериментального оборудования, небольшая многофункциональная центробежно-воздушная распылительная сушилка позволяет сотрудникам корпоративных научно-исследовательских подразделений быстро и эффективно сушить и готовить образцы, сокращая циклы разработки и снижая затраты на НИОКР — именно поэтому она пользуется популярностью в корпоративных научно-исследовательских центрах.
Лабораторная распылительная сушилка — исследования и разработки материалов для аккумуляторов «New-Energy»
(1) Обеспечение соответствия требованиям к сушке многих видов материалов для новых источников энергии
Высокая адаптивность к характеристикам материалов: материалы для новых источников энергии представлены в широком ассортименте и значительно различаются по физическим и химическим свойствам. Например, катодные материалы литий-ионных аккумуляторов (такие как литий-железо-фосфат и тройные материалы), анодные материалы (такие как графит) и твердотельные электролиты различаются по вязкости, распределению частиц по размеру и содержанию влаги. В многофункциональной распылительной сушилке с центробежным и воздушным распылением можно гибко выбирать центробежное или воздушное распыление в зависимости от характеристик каждого материала, что обеспечивает равномерное распыление и сушку материала и, таким образом, соответствует требованиям к сушке всех видов материалов для новых источников энергии.
Удовлетворение потребностей различных масштабов производства: на лабораторном этапе исследователям необходимо осуществлять пробное производство и тестирование материалов для новых источников энергии небольшими партиями с целью оптимизации рецептур и производственных процессов. Данная сушилка отвечает требованиям лабораторного производства небольшими партиями, а также обеспечивает надежные технологические параметры и техническую поддержку для последующего производства в пилотном и промышленном масштабах.
(2) Повышение качества материалов для новых источников энергии
Хорошая однородность размера частиц: сочетание центробежной и воздушной атомизации позволяет получать частицы однородного размера с узким распределением по размерам. В случае материалов для новых источников энергии однородность размеров частиц оказывает значительное влияние на их эксплуатационные характеристики и области применения — например, в литий-ионных аккумуляторах однородность размеров частиц катодного материала напрямую влияет на характеристики заряда-разряда и циклический ресурс.
Высокая сферичность: сушилка позволяет получать частицы с высокой сферичностью, что способствует повышению насыпной плотности и сыпучести материала и, таким образом, облегчает его последующую переработку и применение. Например, в твердотельных батареях сферические частицы твёрдого электролита могут повысить эффективность сборки батарей и стабильность их рабочих характеристик.
Высокая чистота: сушка происходит в относительно закрытой среде, что ограничивает контакт материала с внешней средой и предотвращает попадание примесей. В то же время эффективный метод сушки позволяет быстро удалить из материала влагу и органические растворители, повышая его чистоту.
(3) Повышение эффективности производства и сокращение затрат
Быстрая сушка: благодаря центробежному распылению и распылению с помощью воздушного потока материал быстро распадается на мелкие капли, которые полностью вступают в контакт с горячим воздухом, что обеспечивает быструю сушку. По сравнению с традиционными методами сушки время сушки значительно сокращается, а эффективность производства повышается.
Высокая эффективность использования энергии: конструкция сушилки оптимизирует траекторию движения горячего воздуха и распределение температуры, что позволяет горячему воздуху более эффективно обмениваться теплом с материалом, повышая эффективность использования энергии и снижая энергопотребление и производственные затраты.
Простота эксплуатации: многофункциональная лабораторная центробежно-воздушная сушилка двойного назначения оснащена современной системой управления, обеспечивающей простое и удобное управление. Исследователи могут быстро настраивать параметры процесса в соответствии с экспериментальными задачами, повышая как эффективность, так и точность своих экспериментов.
Лабораторная распылительная сушилка — выбор распылителя
Благодаря модульной конструкции лабораторная центробежная/воздушная многоцелевая распылительная сушилка может поставляться в различных конфигурациях с использованием сменных систем распыления и систем выгрузки порошка. Она идеально подходит как для внутренних исследований, так и для мелкосерийного производства: благодаря выбору оптимальной конфигурации и технологии распыления можно перерабатывать порошки различных характеристик. Она в большей степени отвечает растущим требованиям, предъявляемым к лабораторным распылительным сушилкам в плане безопасности, гигиены, гибкости, передовых технологий и простоты эксплуатации.
(1) Высокоскоростной центробежный распылитель, режим параллельного потока
При центробежном распылении материал ускоряется до высокой скорости и выбрасывается из распылительного колеса до того, как он вступает в контакт с горячим сушильным газом. Существуют различные конструкции распылительных колес для неабразивных и абразивных материалов. Степень распыления и морфология частиц зависят от периферийной скорости распылительного колеса, скорости подачи, свойств жидкости и конструкции колеса. Размер частиц регулируется путем изменения периферийной скорости. Ротационный распылитель является наиболее универсальным распылительным устройством и подходит для очень широкого спектра продуктов.
Высокоскоростной центробежный распылитель имеет регулируемую скорость и установлен в распределителе горячего воздуха в верхней части сушильной башни. Имеются распылительные диски как для неабразивных, так и для абразивных материалов. В зависимости от продукта и рабочих параметров средний размер частиц порошка составляет от 20 до 50 мкм.
(2) Пневматическая форсунка, режим прямого или смешанного потока
Пневматическое распыление через сопло осуществляется за счет воздействия высокоскоростного потока сжатого воздуха на подаваемую жидкость. Размер частиц регулируется путем изменения соотношения расхода распыляющего газа и подаваемой жидкости в сопле. При работе в режиме параллельного потока наконечник сопла находится вблизи выхода горячего воздуха из распределителя воздуха, расположенного в верхней части колонны. Параллельный режим подходит для сушки термочувствительных продуктов, тогда как фонтанный режим подходит для сушки нетермочувствительных материалов с более крупными частицами.
Пневматические форсунки, как правило, устанавливаются в воздухораспределителе в верхней части сушильной башни. Они подходят для термочувствительных материалов и обеспечивают высокую эффективность независимо от того, высокая ли вязкость подаваемого материала или низкая. Распыление осуществляется с помощью сжатого воздуха под давлением 1,0–6,0 бар, а средний размер частиц высушенного порошка составляет от 10 до 40 мкм.
(3) Напорная форсунка, прямоточный или смешанный режим
В напорных форсунках распыление происходит за счет преобразования давления в подаваемой жидкости в кинетическую энергию движущейся жидкой пленки. Давление воздействует на жидкость внутри форсунки, выталкивая её через отверстие форсунки и обеспечивая распыление. Напорные форсунки подходят как для прямоточного, так и для фонтанного режимов работы. Размер частиц регулируется за счёт изменения давления подачи и размера форсунки. По сравнению с другими типами распылителей напорные сопла, как правило, подходят для более узкого распределения частиц по размеру и для более крупных частиц. Тип сопла выбирается в зависимости от свойств материала и параметров порошка.
Форсунки фонтанного типа устанавливаются в конусной части корпуса сушильной башни и распыляют материал вверх. Они подходят для материалов с хорошей сыпучестью, а средний размер частиц высушенного порошка составляет от 60 до 90 мкм.
Лабораторная распылительная сушилка — Технические характеристики
(1) Широкий выбор универсальных распылителей
Установка сочетает в себе центробежное распыление, распыление с помощью воздушного потока и другие методы, что позволяет пользователям гибко переключаться между ними в зависимости от конкретных характеристик сушимого материала. Например, при работе с крупнозернистыми материалами центробежное распыление позволяет за счет сильной центробежной силы равномерно распылить материал на капли подходящего размера, обеспечивая бесперебойный ход последующего процесса сушки. При работе с мелкими сыпучими материалами, требующими чрезвычайно равномерного распыления, на первый план выходит режим распыления с помощью воздушного потока: воздействие высокоскоростного воздушного потока формирует более мелкие и однородные капли, обеспечивая эффективную и высококачественную сушку. Такая многорежимная конструкция значительно расширяет спектр материалов, с которыми может работать оборудование, позволяя удовлетворить требования к сушке широкого спектра экспериментальных материалов с различными свойствами.
(2) Удобная настройка параметров
Установка оснащена интуитивно понятной и простой в эксплуатации интеллектуальной системой управления: благодаря понятному и простому интерфейсу оператор может легко и точно настраивать несколько ключевых параметров. Температуру горячего воздуха можно гибко регулировать в зависимости от термочувствительности материала, что обеспечивает быстрое удаление влаги без повреждения активных компонентов или химической структуры материала в результате воздействия чрезмерного тепла. Скорость подачи, давление распыления, скорость воздушного потока и другие параметры также можно точно регулировать по мере необходимости, а система в режиме реального времени отображает изменения каждого параметра и их влияние на процесс сушки, благодаря чему оператор может быстро оценить состояние сушки и своевременно оптимизировать настройки для достижения наилучших результатов сушки.
(3) «Подключи и работай»
Подготовка к запуску проста. После включения питания автоматически запускается встроенная система самодиагностики оборудования, которая быстро проверяет исправность системы нагрева, вентиляторов, распылителя, системы управления и других ключевых компонентов. После успешного прохождения проверки нет необходимости в сложной дополнительной настройке или калибровке: оператор сразу переходит в интерфейс настройки параметров и устанавливает их в соответствии с фактическими требованиями к сушке материала. Это значительно сокращает время от включения до начала эксперимента по сушке, обеспечивая действительно быстрый запуск и постоянную готовность к работе.
Благодаря функции «plug-and-play» лабораторная центробежно-воздушная многоцелевая распылительная сушилка отличается особой простотой и эффективностью эксплуатации в лабораторных условиях — будь то первая установка и ввод в эксплуатацию или последующее перемещение для использования в новых условиях.
(4) Компактные габариты и удобство перемещения
Сушилка имеет компактную конструкцию и занимает относительно мало места, поэтому её можно гибко размещать в лабораториях разного размера, не занимая слишком много ценной площади на столе или полу. Обычно она оснащена роликами и аналогичными приспособлениями для удобного перемещения: когда оборудование необходимо переместить в другое место или использовать в разных экспериментальных зонах, его можно легко переместить, что в значительной степени способствует гибкой планировке лаборатории и проведению экспериментальных работ.
(5) Простота очистки и ухода
Простота очистки и технического обслуживания — ещё одно важное проявление удобства эксплуатации данной сушилки. Её внутренняя конструкция продумана, а расположение каждого ключевого компонента облегчает операторам очистку и осмотр оборудования. По окончании сушки такие компоненты, как распылитель и сушильная камера, можно легко снять для промывки, что предотвращает загрязнение и засорение остатками материала и обеспечивает правильную работу оборудования при следующем использовании. Регулярное техническое обслуживание также не представляет сложности: достаточно следовать инструкциям руководства по эксплуатации, периодически проверять и заменять несколько изнашиваемых деталей, а также выполнять базовые мероприятия по уходу, такие как смазка ключевых узлов, — это позволит поддерживать машину в хорошем состоянии, снизить вероятность неисправностей и ещё больше повысить удобство и эффективность использования оборудования в лаборатории.
Лабораторная распылительная сушилка — Конфигурация 1 — Центробежная / с воздушным потоком — универсальная распылительная сушка
Лабораторная распылительная сушилка — Конфигурация 2 — Встроенная
Лабораторная распылительная сушилка — Конфигурация 3 — Скруббер с водяной пленкой + охлаждаемая пневматическая система транспортировки
Лабораторная распылительная сушилка — Конфигурация 4 — Экстракт TCM: «холодная стенка» + продувка воздухом + охлаждаемая пневматическая транспортировка + управление с помощью ПЛК
Лабораторная распылительная сушилка — Конфигурация 5 — Распылительная сушка с замкнутым контуром
