CN115921059A - 一种正极材料用智能压缩空气系统及气流磨自动控制系统 - Google Patents
一种正极材料用智能压缩空气系统及气流磨自动控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115921059A CN115921059A CN202211743034.0A CN202211743034A CN115921059A CN 115921059 A CN115921059 A CN 115921059A CN 202211743034 A CN202211743034 A CN 202211743034A CN 115921059 A CN115921059 A CN 115921059A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- compressed air
- valve
- air system
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010405 anode material Substances 0.000 title abstract description 11
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 34
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 claims description 12
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 10
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 9
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 5
- 238000004033 diameter control Methods 0.000 claims description 2
- 238000003303 reheating Methods 0.000 abstract description 7
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 abstract description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract 2
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 abstract 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 6
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 5
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 4
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Abstract
本发明公开了一种正极材料用智能压缩空气系统及气流磨自动控制系统，包括空气压缩机、后处理设备、压力流量稳定装置、余热利用装置、气流磨及其自动控制系统。空气压缩机为常规高压型空压机、低压型空压机或它们的组合；后处理设备为低压型压缩热再生吸附式干燥器、冷冻式干燥机或它们的组合；余热利用及复热装置包括换热器、蓄热系统、减温器、调节阀及加热器等。气流磨及其自动控制系统包括空压机控制策略、调节阀、流量计、在线式粒径检测装置、料位计及气流磨智能调节系统。上述系统能提供一种压力、流量稳定的压缩空气系统满足正极材料精细化生产要求，同时能降低能耗，提高正极材料产品质量，提高气流磨设备寿命及可靠性。
Description
技术领域
本发明属于锂电池材料压缩空气系统技术领域，具体是一种正极材料用智能压缩空气系统及气流磨自动控制系统。
背景技术
正极材料厂采用气流磨对正极材料进行最终的破碎，将物料破碎到-10um左右，从而满足电池材料对正极材料粒径、比表面积及压实密度的要求。气流磨的动力为干燥过滤后的压缩空气，洁净的压缩空气通过拉瓦尔喷嘴后超音速喷入气流磨的研磨腔，拉瓦尔喷嘴径向相对布置，形成多股高速气流。高速气流在研磨腔中心对正极材料进行反复碰撞、摩擦、剪切和研磨。研磨材料在风机抽力作用下上升到分级区域，在超音速旋转分级涡轮产生的强离心力下，成品通过分级轮进入旋风分离器和除尘器收集，粗粒降至研磨区继续研磨。分级轮的转速，压缩空气的压力、流量、给料量都会影响能耗、成品率及粒径分布；
由于压缩空气消耗量大，气流磨破碎成为正极材料厂能耗最高的工艺之一。现有正极材料生产，单台气流磨的压缩空气消耗量为40-45Nm3/min(2400-2700Nm3/h)，单顿正极材料的压缩空气消耗量在2000Nm3左右。按照0.6MPa-0.7MPa的供气压力，干燥处理工艺余热利用吸附式干燥机，压力露点-40℃，压缩空气的成本不低于0.1元/Nm3，单顿正极材料的破碎成本在200元/t以上。
目前的气流磨用压缩空气系统，都是采用厂用气与气流磨联合供气的方式，这种压缩空气系统存在许多缺点：
一是现有厂用压缩空气系统供气压力一般在0.55-0.75MPa，供气温度40℃。压缩空气通过稳压装置后接入气流磨，而稳压装置后的压力一般为0.2-0.3MPa。在气流磨内，0.2-0.3MPa/40℃的压缩空气通过拉瓦尔喷嘴后，温度降低到了-150℃左右。如此低的温度，空气中的水分都会结成冰，磨损拉瓦尔喷嘴，导致拉瓦尔需要定期更换，更换周期一般为半年左右。为了降低拉瓦尔喷嘴的磨损，压缩空气干燥装置都采用吸附式干燥机，压力露点设计在-40℃@0.7MPa。这样就极大地提高了压缩空气系统后处理的运行费用。而且，0.7MPa下压力露点为-40℃的压缩空气，折算到常压露点为-59℃左右，也就是压缩空气经过拉瓦尔喷嘴喉口后，压缩空气中依然存在冰，不能杜绝拉瓦尔喷嘴的磨损。
二是由于气流磨中压缩空气与正极材料直接接触，不能混入铁元素等其他杂质，所以整个厂区压缩空气管道都采用不锈钢材质或衬塑型管道，导致工程成本高。
三是气流磨入口压空气的压力只需要0.2-0.3MPa，就能满足工艺生产的要求，而厂用气的压力需要0.55MPa以上，整体高压供气提高了空气压缩的成本。
四是如此联合供气，厂用气与气流磨用气之间互相干扰。特别是气流磨启停时，导致压缩空气系统加卸载、启停机、放空等，导致气流磨入口压力波动大，个别气流磨入口压力甚至达不到生产要求，导致产品质量不稳定。
参照图1，目前的气流磨自动控制系统，都是PLC单机控制，多台设备之间没有信号连接，实现协同控制。气流磨的给料量、分级轮的转速、压缩空气的压力、流量等在首次调整后几乎就不再调整。操作人员根据料仓料位，手动开停气流磨以调节产量。而气流磨的产量、产品质量跟压缩空气的压力，流量，拉瓦尔喷嘴的状态，分级轮的磨损状态等密切相关。不同的参数组合可实现相对最优的产品质量及产量。
而气流磨的启停机，导致压缩空气放空、加卸载、空压机启停机等，大大增高了压缩空气系统的能耗。因此，气流磨的生产中，最关键的是如何耦合气流磨自动控制系统及压缩空气系统的协同控制。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种正极材料用智能压缩空气系统及气流磨自动控制系统，用于解决正极材料车间压缩空气系统能耗高、可靠性差、自动控制系统柔性生产能力弱的技术问题。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种正极材料用智能压缩空气系统，包括厂用高压压缩空气系统及气流磨低压压缩空气系统；
所述厂用高压压缩空气系统由空气压缩机、缓冲罐、过滤器及吸附式干燥机、缓冲罐及厂用压缩空气用户组成；高压压缩空气的压力范围为0.6-0.75MPa；
所述空气压缩机将压缩后的空气传输至缓冲罐内，其中过滤器以及吸附式干燥机对压缩后的气体进行过滤处理；
进一步的，低压压缩空气系统由空气压缩机、缓冲罐、过滤器及冷冻式干燥机、缓冲罐、余热回收及换热系统、压力流量调节装置、压力调节装置、气流磨、自动控制系统组成；
进一步的，空气压缩机将空气进行低压压缩处理，传输至缓冲罐内，再通过过滤器对气体进行过滤处理，通过冷冻式干燥机进行冷冻式干燥处理；
进一步的，压力流量调节装置通过管道将两组不同的缓冲罐出口相连，压力流量装置通过控制从高压压缩空气系统流入到低压压缩空气系统的空气量，使进入缓冲罐后的空气压力在0.25-0.35MPa区间内；
进一步的，余热回收装置由换热器、蓄热器、冷凝水回收装置、换热器、减温阀、调节阀组成，余热回收装置将烧结窑的高温烟气余热回收，产生0.6-1.0MPa蒸汽，通过蓄热器存储起来，蓄热器配置有安全阀、补水阀、厂用蒸汽补汽管道、排污阀等，经过减温阀后，蒸汽温度控制在150-200℃，经过调节阀后，进入换热器对压缩空气加热。
进一步的，调节阀通过换热器后的压缩空气的温度控制，压缩空气的温度控制在150-200℃，蒸汽通过换热器以后，冷凝成水，通过冷凝水回收装置以后，进入换热器，通过烟气加热后，产生0.6-1.0MPa的蒸汽，如此循环；
其中压缩空气通过换热器后，温度升高到150℃-200℃，再依次通过手动隔离阀和压力控制阀，其中通过手动隔离阀后进入气流磨内拉瓦尔喷嘴中，通过拉瓦尔后排出的压缩空气的流速为350m/s-400m/s，温度为10-30℃；
其中压力控制阀的作用是稳定阀后压力，即气流磨系统的压力，控制阀后压缩空气的压力在0.2-0.3MPa之间；
一种气流磨自动控制系统实现空气压缩机、压缩空气压力、流量、仓库液位、气流磨的给料机构、研磨室压力、给料量、分级轮的转速等的连锁控制；
且该气流磨自控控制系统包括数据存储模块、报警模块、压力控制模块、给料控制模块、粒径控制模块、产量控制模块。
数据存储模块存储空压机压力流量数据及压力带、运行频率等参数，气流磨压缩空气压力、给料量、分级轮转速、拉瓦尔喷嘴喉口直径、压缩空气流量、成品粒径D50、产量等的理论计算数据；
其中不同产量、粒径下的要求的最佳压缩空气的流量，给料量，分级轮转速、研磨室压力等组成数据计算表。
入口压缩空气的压力为0.2MPa-0.3MPa，产量为500-1000kg/h，分级轮的转速为3000rpm-6000rpm，控制策略D50为5um-10um，料仓的料位为h，进料量为Q1，则可预计料仓产量对应的产量为Q2，连续供料持续时间为h。
报警模块根据检测到的压缩空气流量、压力、功率等判断空压机的产量及能耗情况。根据压缩空气压力、流量、产品粒径及产量判断分级轮的状态、拉瓦尔喷嘴的状态。
压力控制模块包括研磨室压力、压缩空气压力等单元。
给料控制模块根据系统的检测量，控制给料量。
粒径控制模块，根据压缩空气压力，给料量及产量、检测的粒径，控制分级轮的转速。
产量控制模块根据电价、料位等，控制压缩空气的流量、给料量、分级轮转速及研磨室压力，从而控制产量。
进一步的，所述高压压缩空气系统及低压压缩空气系统之间，配置有流量压力稳定装置联通2个系统，当低压系统的压力不足时，流量稳压装置能从高压供气给低压压缩空气系统使用，使低压管网的压力稳定，保证气流磨设备的稳定生产；
进一步的，所述低压压缩空气系统，可根据气流磨的要求，调节压缩空气的压力，实现产量与质量，分级轮转速的完美匹配；同时，根据峰谷电价及仓位料位计，调节产量，达到错峰生产的目的。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过分级供气，大大降低了正极材料生产压缩空气系统的能耗；
将气流磨用压缩空气压力从0.6MPa降低到0.4MPa，节能率在14％以上；
通过在气流磨入口对压缩空气进行复热的方式，降低了压缩空气干燥工艺的成本及压缩空气的消耗量；
将压力露点为-40℃的吸附式干燥机改成冷冻式干燥机，节能率8％-15％；通过复热增加压缩空气的内能提高了压缩空气的破碎能力，降低了单位产品的压缩空气使用量；
将压缩空气的温度从常规的40℃提高到150℃，单位体积的压缩空气的产量增加16％；通过复热提高拉瓦尔喷嘴后的排气温度到10℃-30℃，降低了拉瓦尔喷嘴的磨损；
通过分级供气及压力控制系统，保证了气流磨用户压力的稳定，提高了产品质量；
通过气流磨控制系统与料仓料位，压缩空气系统空压机调节策略，压缩空气压力与流量，分级轮转速，峰谷电价，提高粒径的分布度，提高产品质量，降低电费；
采用上述节能型压缩空气系统，在不考虑峰谷产量差的情况下，整体节能量在34％以上，可降低正极材料的气流磨破碎成本68元/t。
附图说明
图1为本发明常规的正极材料厂压缩空气系统示意图；
图2为本发明节能型压缩空气系统示意图；
图3为本发明具体实施方式实用的示意图；
图4为为本发明双系统结合示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图2以及图3，本申请提供了一种正极材料用智能压缩空气系统，并提供三组实施例；
实施例一
一种正极材料用智能压缩空气系统及气流磨自动控制系统，包括厂用高压压缩空气系统及气流磨低压压缩空气系统；
所述厂用高压压缩空气系统由空气压缩机1-1、缓冲罐2-1、过滤器及吸附式干燥机3-1、缓冲罐2-2及厂用压缩空气用户组成；高压压缩空气的压力为0.6MPa；
所述空气压缩机1-1将压缩后的空气传输至缓冲罐2-1内，其中过滤器以及吸附式干燥机3-1对压缩后的气体进行过滤处理；
低压压缩空气系统由空气压缩机1-2、缓冲罐2-3、过滤器及冷冻式干燥机3-2、缓冲罐2-4、余热回收及换热系统、压力流量调节装置4、压力调节装置6、气流磨、自动控制系统组成；
其中空气压缩机1-2将空气进行低压压缩处理，传输至缓冲罐2-3内，再通过过滤器对气体进行过滤处理，通过冷冻式干燥机3-2进行冷冻式干燥处理；
其中压力流量调节装置4通过管道将缓冲罐2-2出口与缓冲罐2-4出口相连，压力流量装置4通过控制从高压压缩空气系统流入到低压压缩空气系统的空气量，控制缓冲罐2-4后的压力在0.25MPa；
其中余热回收装置由换热器8、蓄热器10、冷凝水回收装置9、换热器7、减温阀11、调节阀12组成，余热回收装置将烧结窑的高温烟气余热回收，产生0.6MPa蒸汽，通过蓄热器10存储起来，蓄热器10配置有安全阀、补水阀、厂用蒸汽补汽管道、排污阀等，经过减温阀11后，蒸汽温度控制在150℃，经过调节阀12后，进入换热器7对压缩空气加热。调节阀12通过换热器后的压缩空气的温度控制，压缩空气的温度控制在150℃，蒸汽通过换热器7以后，冷凝成水，通过冷凝水回收装置9以后，进入换热器8，通过烟气加热后，产生0.6MPa的蒸汽，如此循环；
其中压缩空气通过换热器7后，温度升高到150℃，再依次通过手动隔离阀5-1和压力控制阀6-1，其中通过手动隔离阀5-2后进入气流磨内拉瓦尔喷嘴中，通过拉瓦尔后排出的压缩空气的流速为350m/s，温度为10℃；
其中压力控制阀6-1的作用是稳定阀后压力，即气流磨系统的压力，控制阀后压缩空气的压力在0.2MPa之间；
如图4所示，一种气流磨自控控制系统实现空气压缩机、压缩空气压力、流量、仓库液位、气流磨的给料机构、研磨室压力、给料量、分级轮的转速等的连锁控制；
一种气流磨自控控制系统包括数据存储模块、报警模块、压力控制模块、给料控制模块、粒径控制模块、产量控制模块。
数据存储模块存储空压机压力流量数据及压力带、运行频率等参数，气流磨压缩空气压力、给料量、分级轮转速、拉瓦尔喷嘴喉口直径、压缩空气流量、成品粒径D50、产量等的理论计算数据；
其中不同产量、粒径下的要求的最佳压缩空气的流量，给料量，分级轮转速、研磨室压力等组成数据计算表(数据矩阵)。
入口压缩空气的压力为0.2MPa，产量为500kg/h，分级轮的转速为3000rpm，控制策略D50为5um，料仓的料位为h，进料量为Q1，则可预计料仓产量对应的产量为Q2，连续供料持续时间为h。
报警模块根据检测到的压缩空气流量、压力、功率等判断空压机的产量及能耗情况。根据压缩空气压力、流量、产品粒径及产量判断分级轮的状态、拉瓦尔喷嘴的状态。
压力控制模块包括研磨室压力、压缩空气压力等单元。
给料控制模块根据系统的检测量，控制给料量。
粒径控制模块，根据压缩空气压力，给料量及产量、检测的粒径，控制分级轮的转速。
产量控制模块根据电价、料位等，控制压缩空气的流量、给料量、分级轮转速及研磨室压力，从而控制产量。
实施例二
此实施例在具体实施过程中，与实施例一不同点在于：
实施例一
一种正极材料用智能压缩空气系统，包括厂用高压压缩空气系统及气流磨低压压缩空气系统；
所述厂用高压压缩空气系统由空气压缩机1-1、缓冲罐2-1、过滤器及吸附式干燥机3-1、缓冲罐2-2及厂用压缩空气用户组成；高压压缩空气的压力为0.7MPa；
所述空气压缩机1-1将压缩后的空气传输至缓冲罐2-1内，其中过滤器以及吸附式干燥机3-1对压缩后的气体进行过滤处理；
低压压缩空气系统由空气压缩机1-2、缓冲罐2-3、过滤器及冷冻式干燥机3-2、缓冲罐2-4、余热回收及换热系统、压力流量调节装置4、压力调节装置6、气流磨、自动控制系统组成；
其中空气压缩机1-2将空气进行低压压缩处理，传输至缓冲罐2-3内，再通过过滤器对气体进行过滤处理，通过冷冻式干燥机3-2进行冷冻式干燥处理；
其中压力流量调节装置4通过管道将缓冲罐2-2出口与缓冲罐2-4出口相连，压力流量装置4通过控制从高压压缩空气系统流入到低压压缩空气系统的空气量，控制缓冲罐2-4后的压力在0.3MPa左右；
其中余热回收装置由换热器8、蓄热器10、冷凝水回收装置9、换热器7、减温阀11、调节阀12组成，余热回收装置将烧结窑的高温烟气余热回收，产生0.8MPa蒸汽，通过蓄热器10存储起来，蓄热器10配置有安全阀、补水阀、厂用蒸汽补汽管道、排污阀等，经过减温阀11后，蒸汽温度控制在170℃，经过调节阀12后，进入换热器7对压缩空气加热。调节阀12通过换热器后的压缩空气的温度控制，压缩空气的温度控制在170℃，蒸汽通过换热器7以后，冷凝成水，通过冷凝水回收装置9以后，进入换热器8，通过烟气加热后，产生0.8MPa的蒸汽，如此循环；
其中压缩空气通过换热器7后，温度升高到170℃，再依次通过手动隔离阀5-1和压力控制阀6-1，其中通过手动隔离阀5-2后进入气流磨内拉瓦尔喷嘴中，通过拉瓦尔后排出的压缩空气的流速为370m/s，温度为20℃；
其中压力控制阀6-1的作用是稳定阀后压力，即气流磨系统的压力，控制阀后压缩空气的压力在0.25MPa之间；
入口压缩空气的压力为0.25MPa，产量为700kg/h，分级轮的转速为4500rpm，控制策略D50为7um，料仓的料位为h，进料量为Q1，则可预计料仓产量对应的产量为Q2，连续供料持续时间为h。
实施例三
本实施例在实施过程中，与实施例一和实施例二不同点在于：
实施例一
一种正极材料用智能压缩空气系统，包括厂用高压压缩空气系统及气流磨低压压缩空气系统；
所述厂用高压压缩空气系统由空气压缩机1-1、缓冲罐2-1、过滤器及吸附式干燥机3-1、缓冲罐2-2及厂用压缩空气用户组成；高压压缩空气的压力范围为0.75MPa；
所述空气压缩机1-1将压缩后的空气传输至缓冲罐2-1内，其中过滤器以及吸附式干燥机3-1对压缩后的气体进行过滤处理；
低压压缩空气系统由空气压缩机1-2、缓冲罐2-3、过滤器及冷冻式干燥机3-2、缓冲罐2-4、余热回收及换热系统、压力流量调节装置4、压力调节装置6、气流磨、自动控制系统组成；
其中空气压缩机1-2将空气进行低压压缩处理，传输至缓冲罐2-3内，再通过过滤器对气体进行过滤处理，通过冷冻式干燥机3-2进行冷冻式干燥处理；
其中压力流量调节装置4通过管道将缓冲罐2-2出口与缓冲罐2-4出口相连，压力流量装置4通过控制从高压压缩空气系统流入到低压压缩空气系统的空气量，控制缓冲罐2-4后的压力在0.35MPa左右；
其中余热回收装置由换热器8、蓄热器10、冷凝水回收装置9、换热器7、减温阀11、调节阀12组成，余热回收装置将烧结窑的高温烟气余热回收，产生1.0MPa蒸汽，通过蓄热器10存储起来，蓄热器10配置有安全阀、补水阀、厂用蒸汽补汽管道、排污阀等，经过减温阀11后，蒸汽温度控制在200℃，经过调节阀12后，进入换热器7对压缩空气加热。调节阀12通过换热器后的压缩空气的温度控制，压缩空气的温度控制在200℃，蒸汽通过换热器7以后，冷凝成水，通过冷凝水回收装置9以后，进入换热器8，通过烟气加热后，产生1.0MPa的蒸汽，如此循环；
其中压缩空气通过换热器7后，温度升高到200℃，再依次通过手动隔离阀5-1和压力控制阀6-1，其中通过手动隔离阀5-2后进入气流磨内拉瓦尔喷嘴中，通过拉瓦尔后排出的压缩空气的流速为400m/s，温度为30℃；
其中压力控制阀6-1的作用是稳定阀后压力，即气流磨系统的压力，控制阀后压缩空气的压力在0.3MPa之间；
入口压缩空气的压力为0.3MPa，产量为1000kg/h，分级轮的转速为6000rpm，控制策略D50为10um，料仓的料位为h，进料量为Q1，则可预计料仓产量对应的产量为Q2，连续供料持续时间为h。
上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。
本发明的工作原理：将气流磨用压缩空气压力从0.6MPa降低到0.4MPa，节能率在14％以上；
通过在气流磨入口对压缩空气进行复热的方式，降低了压缩空气干燥工艺的成本及压缩空气的消耗量；
将压力露点为-40℃的吸附式干燥机改成冷冻式干燥机，节能率8％-15％；通过复热增加压缩空气的内能提高了压缩空气的破碎能力，降低了单位产品的压缩空气使用量；
将压缩空气的温度从常规的40℃提高到150℃，单位体积的压缩空气的产量增加16％；通过复热提高拉瓦尔喷嘴后的排气温度到10℃-30℃，降低了拉瓦尔喷嘴的磨损；
通过分级供气及压力控制系统，保证了气流磨用户压力的稳定，提高了产品质量；
通过气流磨控制系统与料仓料位，压缩空气系统空压机调节策略，压缩空气压力与流量，分级轮转速，峰谷电价，提高粒径的分布度，提高产品质量，降低电费；
在不考虑峰谷产量差的情况下，整体节能量在34％以上，可降低正极材料的气流磨破碎成本68元/t。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。
Claims (8)
1.一种正极材料用智能压缩空气系统，其特征在于，包括厂用高压压缩空气系统及气流磨低压压缩空气系统；
所述厂用高压压缩空气系统由空气压缩机、缓冲罐、过滤器及吸附式干燥机、缓冲罐及厂用压缩空气用户组成；
所述低压压缩空气系统由空气压缩机、缓冲罐、过滤器及冷冻式干燥机、缓冲罐、余热回收及换热系统、压力流量调节装置、压力调节装置、气流磨、自动控制系统组成；
所述压力流量调节装置通过管道将缓冲罐出口与缓冲罐出口相连，压力流量装置对从高压压缩空气系统流入到低压压缩空气系统的空气量进行控制；
所述余热回收装置由换热器、蓄热器、冷凝水回收装置、换热器、减温阀、调节阀组成；
所述余热回收装用于对将烧结窑的高温烟气余热进行回收，产生0.6-1.0MPa蒸汽，通过蓄热器存储起来，蓄热器配置有安全阀、补水阀、厂用蒸汽补汽管道、排污阀等，经过减温阀后，蒸汽温度控制在150-200℃，经过调节阀后，进入换热器对压缩空气加热。
2.根据权利要求1所述的一种正极材料用智能压缩空气系统，其特征在于，所述高压压缩空气的压力范围为0.6-0.75MPa；
所述压力流量装置控制缓冲罐后的压力在0.25-0.35MPa左右。
3.根据权利要求1所述的一种正极材料用智能压缩空气系统，其特征在于，所述压力流量装置通过控制从高压压缩空气系统流入到低压压缩空气系统的空气量，使进入缓冲罐后的空气压力在0.25-0.35MPa区间内。
4.根据权利要求1所述的一种正极材料用智能压缩空气系统，其特征在于，所述调节阀通过换热器后的压缩空气的温度控制，压缩空气的温度控制在150-200℃，蒸汽通过换热器以后，冷凝成水，通过冷凝水回收装置后，进入换热器，通过烟气加热后，产生0.6-1.0MPa的蒸汽。
5.根据权利要求1所述的一种正极材料用智能压缩空气系统，其特征在于，所述压力控制阀对阀后压力进行稳定，控制阀后压缩空气的压力在0.2-0.3MPa之间。
6.根据权利要求1所述的一种正极材料用智能压缩空气系统，其特征在于，所述高压压缩空气系统及低压压缩空气系统之间，配置有流量压力稳定装置联通2个系统，当低压系统的压力不足时，流量稳压装置能从高压供气给低压压缩空气系统使用，使低压管网的压力稳定，保证气流磨设备的稳定生产。
7.根据权利要求1所述的一种正极材料用智能压缩空气系统，其特征在于，所述低压压缩空气系统，可根据气流磨的要求，调节压缩空气的压力，实现产量与质量，分级轮转速的完美匹配；同时，根据峰谷电价及仓位料位计，调节产量，达到错峰生产的目的。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种正极材料用智能压缩空气系统的气流磨自动控制系统，其特征在于，包括数据存储模块、报警模块、压力控制模块、给料控制模块、粒径控制模块、产量控制模块；
数据存储模块存储空压机压力流量数据及压力带、运行频率等参数，气流磨压缩空气压力、给料量、分级轮转速、拉瓦尔喷嘴喉口直径、压缩空气流量、成品粒径D50、产量等的理论计算数据；
报警模块根据检测到的压缩空气流量、压力、功率等判断空压机的产量及能耗情况；根据压缩空气压力、流量、产品粒径及产量判断分级轮的状态、拉瓦尔喷嘴的状态；
压力控制模块包括研磨室压力、压缩空气压力等单元；
给料控制模块根据系统的检测量，控制给料量；
粒径控制模块，根据压缩空气压力，给料量及产量、检测的粒径，控制分级轮的转速；
产量控制模块根据电价、料位等，控制压缩空气的流量、给料量、分级轮转速及研磨室压力，从而控制产量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211743034.0A CN115921059A (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 一种正极材料用智能压缩空气系统及气流磨自动控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211743034.0A CN115921059A (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 一种正极材料用智能压缩空气系统及气流磨自动控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115921059A true CN115921059A (zh) | 2023-04-07 |
Family
ID=86555862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211743034.0A Pending CN115921059A (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 一种正极材料用智能压缩空气系统及气流磨自动控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115921059A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1231945A (zh) * | 1999-01-21 | 1999-10-20 | 宁波经济技术开发区中科三环粉体高技术公司 | 一种节能环保型对撞式流化床气流磨及其工艺 |
| CN101433876A (zh) * | 2008-12-02 | 2009-05-20 | 北京航空航天大学 | 气流粉碎与表面改性一体化装置及其制备超细颗粒的工艺 |
| CN201921728U (zh) * | 2010-11-22 | 2011-08-10 | 淄博加华新材料资源有限公司 | 解决氧化锆在气流过程中粘壁的生产设备 |
| CN103265033A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-08-28 | 通化宏信研磨材有限责任公司 | 一种高纯亚纳米碳化硅微粉的生产方法 |
| CN105742577A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-07-06 | 绵阳流能粉体设备有限公司 | 高温干燥气体闭式循环超微粉碎干燥磷酸铁锂的方法及装置 |
| CN107377153A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-11-24 | 江苏密友粉体新装备制造有限公司 | 高温循环氮气保护粉碎分级生产线 |
| CN108405142A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-08-17 | 吉林市凯尔维特机电设备有限责任公司 | 双供气气流磨 |
| CN215197447U (zh) * | 2021-05-07 | 2021-12-17 | 南通瑞翔新材料有限公司 | 一种用于锂电正极材料气流粉碎机的稳压进气系统 |
-
2022
- 2022-12-27 CN CN202211743034.0A patent/CN115921059A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1231945A (zh) * | 1999-01-21 | 1999-10-20 | 宁波经济技术开发区中科三环粉体高技术公司 | 一种节能环保型对撞式流化床气流磨及其工艺 |
| CN101433876A (zh) * | 2008-12-02 | 2009-05-20 | 北京航空航天大学 | 气流粉碎与表面改性一体化装置及其制备超细颗粒的工艺 |
| CN201921728U (zh) * | 2010-11-22 | 2011-08-10 | 淄博加华新材料资源有限公司 | 解决氧化锆在气流过程中粘壁的生产设备 |
| CN103265033A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-08-28 | 通化宏信研磨材有限责任公司 | 一种高纯亚纳米碳化硅微粉的生产方法 |
| CN105742577A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-07-06 | 绵阳流能粉体设备有限公司 | 高温干燥气体闭式循环超微粉碎干燥磷酸铁锂的方法及装置 |
| CN107377153A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-11-24 | 江苏密友粉体新装备制造有限公司 | 高温循环氮气保护粉碎分级生产线 |
| CN108405142A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-08-17 | 吉林市凯尔维特机电设备有限责任公司 | 双供气气流磨 |
| CN215197447U (zh) * | 2021-05-07 | 2021-12-17 | 南通瑞翔新材料有限公司 | 一种用于锂电正极材料气流粉碎机的稳压进气系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈海焱, 王成端: "超音速流化床气流磨系统压力参数的研究", 化工矿物与加工, no. 04, 25 April 2001 (2001-04-25), pages 6 - 9 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100486711C (zh) | 一种磨煤和干燥工艺方法 | |
| CN103537355A (zh) | 一种超细煤粉的制备系统及方法 | |
| CN206157105U (zh) | 一种粉煤加压输送系统 | |
| CN105327765A (zh) | 一种高水分低阶煤制粉与水回收系统及方法 | |
| CN104109759B (zh) | 高钛渣湿法处理系统及处理方法 | |
| CN115921059A (zh) | 一种正极材料用智能压缩空气系统及气流磨自动控制系统 | |
| CN2668260Y (zh) | 低温超微气流粉碎装置 | |
| CN102992583A (zh) | 浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术 | |
| CN102185338B (zh) | 一种蒸汽并网控制系统 | |
| CN112675691A (zh) | 烟气半干法脱硫系统及脱硫方法 | |
| CN102046759A (zh) | 生产粉煤的方法 | |
| CN213942653U (zh) | 一种烟气循环流化床法脱硫设备 | |
| CN220328936U (zh) | 一种氮气输送系统 | |
| CN203483979U (zh) | 膨胀机轴承气组合过滤装置 | |
| CN114608376A (zh) | 循环气冷凝器不停车置换清洗的方法、系统及其应用 | |
| CN204170759U (zh) | 一种包含除砂系统的磨煤机 | |
| CN2565610Y (zh) | 制取粉料的空气循环冷冻装置 | |
| CN219991641U (zh) | 设有煤粉仓负压装置的高炉喷煤制粉系统 | |
| CN110451467A (zh) | 一种多工况氩气回收装置 | |
| CN112138828A (zh) | 电池级氢氧化锂的超细粉碎装置系统 | |
| CN215140746U (zh) | 一种火力发电厂粉煤灰渣深加工系统 | |
| CN101736108B (zh) | 用于仓泵输灰的高炉煤气布袋除尘系统的分组控制方法 | |
| CN209221734U (zh) | 一种低功耗煤磨系统 | |
| CN217662416U (zh) | 一种双塔高效低能耗制氧机 | |
| CN220405553U (zh) | 高效节能喷雾造粒系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |