CN114111306A - 一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统,其包括冷凝水收集器、水泵、第一换热器、干燥补风风机、第二换热器、干燥辊、第三换热器、温控辊、循环风机、第四换热器和刮液装置,所述冷凝水收集器通过水泵与第一换热器和第二换热器进水口相连,所述干燥补风风机出风口与第二换热器进风口连接,第二换热器出风口与补风机构相连,所述第一换热器出水口依次与干燥辊、第三换热器、温控辊相连,然后温控辊出水口与第四换热器进水口相连,所述第四换热器的进出风口与与循环风机和风刀相连构成循环回路。本发明实现对锂电池隔膜生产过程中产生的冷凝水重复利用,同时采用非接触式可移动调节温控风刀刮液,降低了产品生产成本,提高产品合格率。

Description

一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统
技术领域
本发明属于湿法锂电池隔膜生产领域,具体地涉及一种湿法锂电池隔膜生产过程中的干燥节能系统。
背景技术
湿法锂电池隔膜生产工艺主要包括上料、挤出、铸片、双拉、萃取、干燥、横拉、收卷等工序。铸片经过双向同步拉伸后,隔膜材料聚乙烯分子链在纵向和横向得到不同程度拉伸,白油作为成孔剂均匀分布在分子链中。在萃取过程中二氯甲烷作为萃取剂把白油萃取掉,实现隔膜中聚乙烯和白油的分离,隔膜形成致密均匀微孔结构。
湿法锂电池隔膜在萃取后进入干燥工序,在干燥前由于隔膜从萃取液中出来表面带有大量的二氯甲烷液体,首先通过温控辊传导防止结霜,经过刮液装置降低膜面带出的二氯甲烷液体,然后通过干燥辊和热风补风进行膜面干燥。目前干燥工序主要采用模温机对介质进行加热,然后通入辊筒内,热辊与隔膜直接接触,同时向干燥空间内补热风两种方式对隔膜进行干燥,去除隔膜表面残余的二氯甲烷气体。
而在湿法锂电池隔膜生产工艺中,其中双拉、横拉工段要求工艺温度较高使用大量的蒸汽,同时产生大量的蒸汽冷凝水,现阶段对冷凝水没有充分的利用造成资源浪费。在干燥工序中,由于二氯甲烷沸点较低,采用低温干燥,目前主要采用电加热形式对介质进行加热,耗电量较高。对于二氯甲烷挥发量较大问题,目前主要采用刮液辊与膜直接接触,把残余的二氯甲烷除掉,降低挥发量,但是存在容易刮伤膜面影响产品合格率。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统,对湿法锂电池隔膜生产工艺中双拉、横拉产生的冷凝水充分利用,作为干燥系统提供热源替代模温机加热及直接使用蒸汽加热,并且刮液装置中对干燥辊中的热水二次利用节约能耗,采用非接触温控风刀,高浓度二氯甲烷气体作为风刀补风进行刮液降低膜面带液量,同时维持饱和蒸气压稳定性降低挥发量。
本发明采取的技术方案是:一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统,其特征在于,包括冷凝水收集器、水泵、第一换热器、干燥补风风机、第二换热器、干燥辊、第三换热器、温控辊、循环风机、第四换热器和刮液装置,所述冷凝水收集器通过水泵与第一换热器和第二换热器进水口相连,所述干燥补风风机出风口与第二换热器进风口连接,第二换热器出风口与补风机构相连,所述第一换热器出水口与与干燥辊进水口相连,所述干燥辊出水口与第三换热器进水口相连,所述第三换热器出水口与温控辊进水口相连,所述温控辊出水口与第四换热器进水口相连,所述第四换热器的进出风口与与循环风机和风刀相连构成循环回路。
进一步的,所述刮液装置包括风刀,所述风刀两端设有送风口和排风口,上端设有进风口,下端设有出风口,内部设有扰流隔板,所述风刀的送风口与风刀的出风口相互连通,所述风刀的进风口与的排风口相互连通。
进一步的,所述风刀的送风口通过风管与循环风机的出风口相互连接,风刀的排风口通过风管与第四换热器的进风口相互连接,第四换热器的出风口通过风管与循环风机的进风口相互连接。
进一步的,所述刮液装置还包括弧形齿条、齿轮和气缸,所述齿轮套装在风刀的两端,并且齿轮与弧形齿条相啮合,所述弧形齿条同时与气缸的输出端固定相连。
进一步的,第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器均采用温度可控型换热器。
进一步的,所述第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器上均设置有用于调节温度的冷却液进出口。
进一步的,所述第一换热、第二换热器温控范围40-60℃。
进一步的,所述第三换热器温控范围30-50℃。
进一步的,所述第四换热器控范围15-40℃。
进一步的,所述第二换热器和第四换热器的出水口连接收集池或直接排空。
本发明的有益效果是:本发明实现对锂电池隔膜生产过程中产生的冷凝水重复利用,替代模温机加热,同时采用非接触式可移动调节温控风刀刮液,实现了能耗低,降低产品生产成本,提高产品合格率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明的整体系统结构示意图;
图2是本发明的刮液装置结构示意图。
图中标记为:1-循坏风机,2-第四换热器,3-风刀,4-弧形齿条,5-齿轮,6-气缸,7-扰流隔板,8-送风口,9-进风口,10-排风口,11-出风口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示,一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统,其包括冷凝水收集器、水泵、第一换热器、干燥补风风机、第二换热器、干燥辊、第三换热器、温控辊、循环风机、第四换热器和刮液装置,所述冷凝水收集器通过水泵与第一换热器和第二换热器进水口相连,所述干燥补风风机出风口与第二换热器进风口连接,第二换热器出风口与现有的补风机构相连,如风箱,所述第一换热器出水口与与干燥辊进水口相连,所述干燥辊出水口与第三换热器进水口相连,所述第三换热器出水口与温控辊进水口相连,所述温控辊出水口与第四换热器进水口相连,所述第四换热器的进出风口与与循环风机和风刀相连构成循环回路。
如图2所示,所述刮液装置包括风刀,弧形齿条、齿轮和气缸。所述风刀两端设有送风口和排风口,上端设有进风口,下端设有出风口,内部设有扰流隔板,所述风刀的送风口与风刀的出风口相互连通,风刀的进风口与的排风口相互连通。同时所述风刀的送风口通过风管与循环风机的出风口相互连接,并且风管采用软管,风管与出风口的连接处转动连接,风刀的排风口通过风管与第四换热器的进风口相互连接,并且风管采用软管,风管与排风口的连接处转动连接,第四换热器的出风口通过风管与循环风机的进风口相互连接。这样,从进风口进入的风从排风口排出,然后进入到第四换热器换热后再经过循坏风机的作用送至送风口,从送风口进入风刀内部然后从出口风排出。
另外,所述齿轮套装在风刀的两端,并且齿轮与弧形齿条相啮合,所述弧形齿条同时与气缸的输出端固定相连。这样可以通过手动调节的方式调整风刀的角度,正常可实现与膜面之间0~90°调节。同时通过气缸输出端的伸缩运动可以实现风刀平行膜面上下移动,进而实现离膜的间隙高度调整。
优选地,所述第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器均采用温度可控型换热器。具体可在第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器上设置有用于调节温度的冷却液进出口,其中第一换热器、第二换热器和第三换热器的冷却液进出口输送冷却水,第四换热器的冷却液进出口输送冷冻水。上述的换热器采用目前市场已有的换热器即可,如广州赛唯换热设备制造有限公司生产的SWTT-231-H型换热器;或其他满足的要求的现有换热器。
通常,冷凝水收集器收集的蒸汽冷凝水温度在在50-70℃;然后经过换热各个换热器温度控制如下:
第一换热器、第二换热器温控范围40-60℃,控温精度±1℃;
第三换热器温控范围30-50℃,温控精度±1℃;
第四换热器控范围15-40℃,温控精度±0.5℃。
实施例一。
如图1所示,冷凝水收集器内冷凝水温度50℃,通过泵进入进入第一换热器和第二换热器,第一、第二换热器通过冷却水进行温度控制为40℃,温度调节后为干燥辊及补风的热源。干燥辊换热后的热水进入第三换热器,通过冷却水进行温度控制为35℃,温度调节后作为温控辊的热源,热水经过温控辊换热后进入第四换热器,通过冷冻水进行温度控制为20℃,为刮液风刀控温,通过调节齿轮与弧形齿条的啮合及气缸调节风刀位置及角度,实现膜面刮液。通过对50℃冷凝水利用经过一些列换热控温满足隔膜生产工艺的要求,同时起到节能降耗作用。在此工艺温度下蒸汽节约0.5t/h,电量节约20kw/h,二氯甲烷节约0.7t/h。
实施例二。
如图1所示,冷凝水收集器内冷凝水温度60℃,通过泵进入进入第一换热器和第二换热器,第一、第二换热器通过冷却水进行温度控制为50℃,温度调节后为干燥辊及补风的热源。干燥辊换热后的热水进入第三换热器,通过冷却水进行温度控制为45℃,温度调节后作为温控辊的热源,热水经过温控辊换热后进入第四换热器,通过冷冻水进行温度控制为30℃,为刮液风刀控温,通过调节齿轮与弧形齿条的啮合及气缸调节风刀位置及角度,实现膜面刮液。通过对60℃冷凝水利用经过一些列换热控温满足隔膜生产工艺的要求,同时起到节能降耗作用在此工艺温度下蒸汽节约0.5t/h,电量节约22kw/h,二氯甲烷节约0.6t/h。
实施例三。
如图1所示,冷凝水收集器内冷凝水温度70℃,通过泵进入进入第一换热器和第二换热器,第一、第二换热器通过冷却水进行温度控制为60℃,温度调节后为干燥辊及补风的热源。干燥辊换热后的热水进入第三换热器,通过冷却水进行温度控制为55℃,温度调节后作为温控辊的热源,热水经过温控辊换热后进入第四换热器,通过冷冻水进行温度控制为40℃,为刮液风刀控温,通过调节齿轮与弧形齿条的啮合及气缸调节风刀位置及角度,实现膜面刮液。通过对70℃冷凝水利用经过一些列换热控温满足隔膜生产工艺的要求,同时起到节能降耗作用。在此工艺温度下蒸汽节约0.5t/h,电量节约24kw/h,二氯甲烷节约0.5t/h。
下表1为蒸汽冷凝水利用后,能耗节约量统计。
表1.能耗节约量统计表
Figure BDA0003321891150000041
Figure BDA0003321891150000051
从上表可以看出,通过蒸汽冷凝水的利用,节约了隔膜生产过程中蒸汽、电能及二氯甲烷的消耗,降低了隔膜的生产成本,提高了产品的竞争力。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围,凡采用等同替换等方式所获得的技术方案,均落于本发明的保护范围内。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统,其特征在于,包括冷凝水收集器、水泵、第一换热器、干燥补风风机、第二换热器、干燥辊、第三换热器、温控辊、循环风机、第四换热器和刮液装置,所述冷凝水收集器通过水泵与第一换热器和第二换热器进水口相连,所述干燥补风风机出风口与第二换热器进风口连接,第二换热器出风口与补风机构相连,所述第一换热器出水口与与干燥辊进水口相连,所述干燥辊出水口与第三换热器进水口相连,所述第三换热器出水口与温控辊进水口相连,所述温控辊出水口与第四换热器进水口相连,所述第四换热器的进出风口与与循环风机和风刀相连构成循环回路。
2.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统,其特征在于,所述刮液装置包括风刀,所述风刀两端设有送风口和排风口,上端设有进风口,下端设有出风口,内部设有扰流隔板,所述风刀的送风口与风刀的出风口相互连通,所述风刀的进风口与的排风口相互连通。
3.根据权利要求2所述的一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统,其特征在于,所述风刀的送风口通过风管与循环风机的出风口相互连接,风刀的排风口通过风管与第四换热器的进风口相互连接,第四换热器的出风口通过风管与循环风机的进风口相互连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统,其特征在于,所述刮液装置还包括弧形齿条、齿轮和气缸,所述齿轮套装在风刀的两端,并且齿轮与弧形齿条相啮合,所述弧形齿条同时与气缸的输出端固定相连。
5.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统,其特征在于,第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器均采用温度可控型换热器。
6.根据权利要求1或5所述的一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统,其特征在于,所述第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器上均设置有用于调节温度的冷却液进出口。
7.根据权利要求1或5所述的一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统,其特征在于,所述第一换热、第二换热器温控范围40-60℃。
8.根据权利要求1或5所述的一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统,其特征在于,所述第三换热器温控范围30-50℃。
9.根据权利要求1或5所述的一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统,其特征在于,所述第四换热器控范围15-40℃。
10.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜干燥节能系统,其特征在于,所述第二换热器和第四换热器的出水口连接收集池或直接排空。
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