CNT İletken Katkı Maddesi Püskürtmeli Kurutma Sistemi

Tek duvarlı karbon nanotüpler (SWCNT’ler) de dahil olmak üzere karbon nanotüpler (CNT’ler), lityum-iyon pillerde ve diğer gelişmiş enerji depolama malzemelerinde iletken katkı maddesi olarak giderek daha yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Yüksek en-boy oranları ve iletken ağ performansları, bu malzemeleri düşük katkı maddesi yüklemesi ve verimli elektron taşınımı gerektiren uygulamalar için cazip kılmaktadır.

Longxin, CNT iletken malzemeler için pnömatik püskürtmeli kurutma çözümü geliştirmiş ve tek duvarlı karbon nanotüp süspansiyonu ile pilot testleri tamamlamıştır. Sistem, süspansiyonun hazırlanması, istikrarlı atomizasyon, kontrollü sıcak hava dağılımı ve verimli ince toz geri kazanımı ilkeleri temel alınarak tasarlanmıştır.

CNT Kurutma Neden Zor?

Kurutma aşamasında, iletken malzemenin işlenebilirliğini korurken sıvının giderilmesi gerekir. Tipik zorluklar şunlardır:

• Yüksek çamur viskozitesi: Konsantre CNT beslemelerinin sürekli olarak pompalanması ve püskürtülmesi zor olabilir.
• İkincil aglomerasyon: Kontrolsüz kurutma, yeniden dağıtılması zor olan sert topakların oluşmasına neden olabilir.
• Duvar birikimi: Yapışkan veya yetersiz şekilde püskürtülmüş besleme maddesi kurutma odasında birikebilir.
• Çok düşük yığın yoğunluğu: Kurutulmuş CNT tozu, gaz akımı tarafından kolayca sürüklenir.
• İnce toz toplama: Çok hafif iletken tozlar için, geleneksel siklon ayırma yöntemi tek başına yetersiz kalabilir.
• Açık malzeme aktarımı: Filtre keki elleçleme işlemleri ve çok sayıda aktarım aşaması, ürün kaybını ve kontaminasyon riskini artırabilir.

Longxin Püskürtmeli Kurutma Süreci

Longxin prosesi, hazırlanmış bir CNT süspansiyonunu doğrudan kuru toza dönüştürebilir ve böylece ara filtre keki işleme ihtiyacını ortadan kaldırır. Üretim süreci, süspansiyonun viskozitesine, katı madde içeriğine, çözücü sistemine, istenen toz morfolojisine ve nihai nem spesifikasyonuna göre yapılandırılabilir.

Tipik bir sistem aşağıdaki aşamaları içerebilir:

1. Çamur hazırlama ve ön dağıtıma
2. Kontrollü yem beslemesi
3. İki akışkanlı veya uygulamaya özel püskürtme
4. Kontrollü bir sıcak hava ortamında hızlı püskürtmeli kurutma
5. İnce tozların ayrıştırılması ve süzülmesi
6. Ürün toplama ve kapalı sistemde boşaltma
7. Proses izleme ve otomatik kontrol

Temel Mühendislik Özellikleri

1. Çamurun Ön Dağıtımı

CNT aglomeratları içeren besleme maddeleri için, püskürtmeli kurutma öncesinde bir ön dispersiyon aşaması eklenebilir. Islak öğütme veya yüksek kesme kuvvetli dispersiyon, bulamacın homojenliğini artırmaya yardımcı olur ve atomizasyon için daha kararlı bir besleme maddesi sağlar.

2. Yüksek Viskoziteli Çamur için Atomizasyon

Atomizasyon sistemi, bulamaç reolojisine ve üretim gereksinimlerine göre seçilir. Zorlu CNT beslemeleri için, iki akışkanlı bir atomizatör, yüksek hızlı gaz kullanarak sıvı akışını ince damlacıklara ayırabilir ve buharlaşma verimliliğini artırabilir.

3. CFD Destekli Hava Dağıtımı

Kurutma haznesi içindeki hava akışı dağılımı, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) yöntemiyle optimize edilebilir. Buradaki amaç, damlacıklar ile kurutma havası arasındaki teması iyileştirirken, yerel aşırı ısınmayı, hava devridaimini ve hazne duvarında malzeme birikimini azaltmaktır.

4. İnce Toz Geri Kazanımı

CNT tozu son derece hafif olduğu için, toplama sistemi genel sürecin önemli bir parçasıdır. Longxin, toz geri kazanımını artırmak ve egzoz koşullarını istikrarlı tutmak amacıyla filtreleme ve darbeli temizleme sistemlerini yapılandırabilir.

Uygun İletken Malzemeler

Aynı mühendislik platformu, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli iletken ve nano-karbon malzemelere uyarlanabilir:

• Tek duvarlı karbon nanotüpler (SWCNT)
• Çok duvarlı karbon nanotüpler (MWCNT)
• CNT iletken katkı maddeleri
• İletken karbon siyahı
• İletken grafit
• Buharla büyütülmüş karbon lifleri (VGCF)
• Grafen
• Grafen oksit

Püskürtmeli Kurutma mı, Yoksa Hızlı Kurutma mı?

Uygun yöntem, besleme şekline bağlıdır. Malzeme pompalanabilir bir bulamaç halinde beslendiğinde ve müşteri sıvı beslemeden toza doğrudan dönüşüm istediğinde, püskürtmeli kurutma genellikle daha uygundur. İşlem, susuzlaştırılmış filtre keki veya mekanik olarak susuzlaştırılmış başka bir malzeme ile başladığında, flaş kurutma düşünülebilir.

Longxin, nihai süreç belirlenmeden önce her iki seçeneği de malzeme testleri yoluyla değerlendirebilir.

Pilot Testten Üretim Hattına

Nano-karbon malzemeler, saflık derecesine, yüzey işlemine, dispersana, katı madde konsantrasyonuna ve bulamaç viskozitesine bağlı olarak çok farklı davranışlar sergileyebilir. Bu nedenle Longxin, endüstriyel ölçekli ekipmanın kesinleşmesinden önce proses testlerinin yapılmasını önermektedir.

Mühendislik desteğimiz şunları içerebilir:

• Malzeme ve çamur değerlendirmesi
• Laboratuvar ve pilot kurutma testleri
• Atomizasyon ve sıcaklık optimizasyonu
• Toz toplama denemeleri
• Üretim ölçeğinin büyütülmesi
• Tam kapsamlı üretim hattı tasarımı
• Kurulum ve devreye alma desteği

Malzemeniz için bir CNT Kurutma Süreci Geliştirin

CNT iletken katkı maddesi, grafen bazlı malzeme veya başka bir nano-karbon tozu geliştiriyorsanız, Longxin, hammadde özelliklerinizi değerlendirebilir ve gerekli kapasite ile nihai toz özelliklerine göre uygun bir kurutma yöntemini önerebilir.

Bir CNT Kurutma Denemesi Neleri Doğrulamalıdır?

Yararlı bir deneme, çamur beslemesinden toz toplama aşamasına kadar olan tüm süreci değerlendirmelidir. Formülasyonu, dispersanı, katı madde içeriğini ve viskoziteyi kaydedin; besleme ve atomizasyonun istikrarlı olduğunu doğrulayın; ve toplanan tozu, üzerinde anlaşmaya varılan nem, işleme ve yeniden dispersiyon gerekliliklerine göre değerlendirin.

Deneme değerlendirmesinin bir parçası olarak, kule ve toplama sistemi genelinde toz geri kazanımını belirleyin. Bir CNT sınıfı veya dispersiyon sistemi için elde edilen sonuç, her besleme için sabit bir ayar olarak kabul edilmemelidir. Hedeflenen üretim görevi için atomizörü, kurutma koşullarını, filtrelemeyi ve kapalı deşarj düzenlemesini seçerken deneme kayıtlarından yararlanın.