Giới thiệu

Việc lựa chọn van trong vận chuyển bùn pin lithium phức tạp hơn việc chọn van dựa trên kích thước đường ống, định mức áp suất hoặc loại kết nối. Trong sản xuất điện cực, cả hỗn hợp cực âm và cực dương đều có thể chứa vật liệu hoạt tính, chất phụ gia dẫn điện, chất kết dính và dung môi. Đối với bùn cathode, NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) thường được sử dụng với các hệ thống chất kết dính dựa trên PVDF.

Sự kết hợp này tạo ra một số thách thức cho van xử lý. Chất lỏng có thể nhớt, chứa tỷ lệ hạt rắn cao và tiếp xúc với vật liệu bịt kín trong thời gian dài. Đồng thời, dây chuyền sản xuất yêu cầu độ sạch cao vì các hạt, cặn hoặc vật liệu không mong muốn bị bong ra có thể trở thành mối lo ngại về chất lượng quy trình.

Do đó, một van hoạt động tốt với nước hoặc dung dịch hóa chất tương đối sạch có thể hoạt động khác khi sử dụng dịch vụ xả pin. Các câu hỏi chính là những câu hỏi thực tế: Liệu vật liệu bịt kín có ổn định trong NMP không? Van có thể xử lý các hạt mài mòn? Chất bùn có còn bị mắc kẹt bên trong van sau khi tắt máy không? Van có phù hợp để hoạt động thường xuyên không?

Câu trả lời phụ thuộc phần lớn vàonơi van được lắp đặt. Logic lựa chọn cho phần trộn khác với logic lựa chọn cho đường truyền bùn ngay trước khi phủ.

 

Van đường ống bùn pin lithium sản xuất công nghiệp

 

1. Tại sao bùn ắc quy lại cần phải xem xét van đặc biệt

Bùn pin lithium không phải là một chất lỏng đơn giản. Tính chất vật lý của nó phụ thuộc vào công thức, hàm lượng chất rắn, kích thước hạt, hệ thống chất kết dính, dung môi và điều kiện trộn.

Bùn catốt có thể chứa các vật liệu như NMC, LCO hoặc LFP, cùng với cacbon dẫn điện và chất kết dính. Bùn anode thường sử dụng vật liệu chứa than chì hoặc silicon{1}}với hệ thống dung môi và chất kết dính khác. Những khác biệt này có thể ảnh hưởng đến độ nhớt, độ mài mòn và cách bùn tương tác với các đế van và vòng đệm.

NMP đáng được quan tâm đặc biệt vì đây là dung môi hữu cơ có yêu cầu tương thích cụ thể. Việc một miếng bịt thường được sử dụng trong thiết bị hóa chất hoặc vệ sinh không tự động có nghĩa là nó phù hợp để tiếp xúc-năng lượng NMP lâu dài.

Để lựa chọn van, các kỹ sư nên đánh giá tổ hợp vật liệu ướt hoàn chỉnh, bao gồm:

• Chất liệu thân van
• Vật liệu chỗ ngồi hoặc màng ngăn
• O{0}}nhẫn
• Con dấu gốc
• Vòng đệm
• Các thành phần khác tiếp xúc với bùn

PTFE thường được xem xét khi cần có khả năng kháng hóa chất mạnh, nhưng lựa chọn cuối cùng vẫn cần tính đến nhiệt độ, áp suất, thời gian tiếp xúc, chuyển động cơ học và công thức bùn thực tế.

Đây là lý do tại sao nên coi biểu đồ tương thích vật liệu là điểm khởi đầu chứ không phải là cơ sở duy nhất để lựa chọn. Đối với các dây chuyền sản xuất quan trọng, thử nghiệm-dành riêng cho ứng dụng cung cấp cơ sở đáng tin cậy hơn để xác nhận hiệu suất bịt kín-lâu dài.

 

2. Phần Trộn Có Yêu Cầu Khác Nhau

Điểm lựa chọn chính đầu tiên là khu vực chuẩn bị và trộn bùn.

Sau khi nguyên liệu thô được đưa vào máy trộn, hỗn hợp bùn có thể chứa nồng độ chất rắn tương đối cao. Quá trình này có thể liên quan đến độ nhớt đáng kể, sự tuần hoàn lặp đi lặp lại, biến động áp suất và việc mở và đóng van cách ly thường xuyên.

Ở giai đoạn này, các kỹ sư thường ưu tiên:

Công suất dòng chảy cao + cách ly nhanh + tự động hóa + độ bền cơ học

Van bi thường được cân nhắc sử dụng trong loại hình dịch vụ này vì cơ chế-quay một phần tư của nó cho phép đóng mở nhanh chóng. Nó cũng có thể được kết hợp với bộ truyền động bằng khí nén hoặc điện khi cần điều khiển quá trình tự động.

Một ưu điểm thực tế khác là đường dẫn dòng chảy tương đối không bị cản trở khi mở hoàn toàn. Điều này có thể giúp giảm tổn thất áp suất so với một số thiết kế van hạn chế hơn.

Tuy nhiên, van bi không tự động phù hợp với mọi loại bùn. Quả bóng và ghế quay có thể tiếp xúc với các hạt rắn trong quá trình vận hành. Nếu các hạt mài mòn bị mắc kẹt xung quanh ghế, chúng có thể làm tăng độ mài mòn hoặc ảnh hưởng đến hiệu suất ngắt theo thời gian.

Vì lý do này, nhà cung cấp phải được cung cấp hàm lượng chất rắn thực tế, độ nhớt, đặc tính hạt, áp suất vận hành và tần số chu kỳ thay vì chỉ nhận được kích thước ống danh nghĩa.

 

3. Tại sao phần trước khi phủ lại khác nhau

Các yêu cầu trở nên khắt khe hơn khi bùn tiếp cận quá trình phủ.

Ở giai đoạn này, hỗn hợp huyền phù nói chung đã trải qua quá trình trộn và phân tán và đang tiến tới thiết bị trong đó độ đặc của lớp phủ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng điện cực. Do đó, trọng tâm chuyển từ kiểm soát luồng đơn giản sang:

Độ sạch + khối lượng giữ lại thấp + độ kín ổn định + cách ly đáng tin cậy

Bất kỳ khu vực nào bùn có thể tích tụ đều có thể trở thành vấn đề cần bảo trì. Nếu vật liệu vẫn còn bên trong van trong thời gian ngừng hoạt động kéo dài, nó có thể bị khô hoặc khó lấy ra trong quá trình vệ sinh.

Đây là một lý do khiến các kỹ sư xử lý nên chú ý đến hình học bên trong thay vì chỉ đánh giá van bằng kết cấu bên ngoài.

A Van màngcó thể được xem xét cho các ứng dụng trong đó việc tách chất lỏng xử lý khỏi cơ chế vận hành của van và giảm thiểu các thành phần cơ khí tiếp xúc là rất quan trọng. Cơ hoành linh hoạt tạo thành rào cản giữa môi trường xử lý và cơ cấu van.

Đối với ứng dụng bùn, thiết kế này có thể giảm bớt một số mối lo ngại liên quan đến bộ phận đóng quay. Tuy nhiên, vật liệu màng vẫn là một yếu tố quan trọng cần cân nhắc. Vật liệu được chọn phải chịu được môi trường dung môi thực tế, nhiệt độ, áp suất và chu kỳ vận hành lặp đi lặp lại.

Khả năng lưu lượng của van cũng cần được kiểm tra. Một thiết kế mang lại khả năng cách ly tuyệt vời nhưng tạo ra tổn thất áp suất quá mức có thể không phù hợp với đường dây truyền bùn có dòng chảy cao.

 

Van màng kẹp Leadtek Tri

 

4. Vật liệu bịt kín có thể xác định độ tin cậy-lâu dài

Trong thực tế sản xuất pin, hệ thống bịt kín ít nhất cũng đáng được quan tâm như thân van bằng thép không gỉ.

Việc tiếp xúc với NMP có thể ảnh hưởng đến vật liệu polyme theo những cách khác nhau. Tùy thuộc vào công thức và điều kiện vận hành, một số vật liệu nhất định có thể bị phồng, mềm, cứng, mất độ đàn hồi hoặc những thay đổi khác mà cuối cùng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất bịt kín.

Do đó, việc đánh giá nên bao gồm ba câu hỏi.

Khả năng tương thích hóa học

Vật liệu bịt kín có thể duy trì ổn định khi tiếp xúc với bùn và nồng độ NMP thực tế không?

Khả năng tương thích cơ học

Vật liệu có thể chịu được sự thay đổi lực nén, chuyển động và áp suất lặp đi lặp lại mà không làm mất đi đặc tính bịt kín của nó không?

Khả năng tương thích quy trình

Hệ thống làm kín có thể chịu được quy trình làm sạch thực tế, phạm vi nhiệt độ và tần suất hoạt động không?

Điều này đặc biệt quan trọng khi so sánh các thiết kế van khác nhau. Chỉ riêng loại van không xác định được liệu sản phẩm có hoạt động đáng tin cậy hay không. Hai van có cùng thân bằng thép không gỉ-có thể có tuổi thọ sử dụng rất khác nhau do mặt tựa, vòng đệm và polyme ướt của chúng khác nhau.

Đối với các ứng dụng quan trọng, việc yêu cầu nhà sản xuất cung cấp danh sách-vật liệu ướt đầy đủ và tài liệu về khả năng tương thích hóa học trước khi hoàn thiện thông số kỹ thuật là điều hữu ích.

 

5. Lựa chọn van bi trong quá trình chuyển bùn

Van bi vẫn hữu ích vì chúng có nguyên lý hoạt động tương đối đơn giản. Phần tử đóng hình cầu quay khoảng 90 độ giữa vị trí mở và vị trí đóng.

Điều này làm cho chúng trở nên hấp dẫn khi quá trình này yêu cầu:

• Cách ly nhanh
• Vận hành tự động thường xuyên
• Công suất dòng chảy cao
• Lắp đặt nhỏ gọn
• Truyền động bằng khí nén hoặc điện
• Ngắt đáng tin cậy

A Van bi vệ sinhcó thể được xem xét ở những nơi cần có bề mặt bên trong nhẵn, kết cấu dễ làm sạch và các kết nối kiểu{0}}hợp vệ sinh.

Tuy nhiên, bản thân công trình vệ sinh không đảm bảo sự phù hợp cho bùn pin lithium. Chỗ ngồi và vật liệu bịt kín vẫn phải tương thích với chất lỏng xử lý. Các kỹ sư cũng nên xem xét liệu khoang bên trong có thể giữ lại bùn hay không và liệu quá trình làm sạch có thể loại bỏ cặn hiệu quả hay không.

Đối với các đường truyền lớn hơn,Van bi mặt bíchcó thể được xem xét khi kết nối mặt bích thông thường phù hợp hơn với hệ thống đường ống của nhà máy.

Sự khác biệt quan trọng là tiêu chuẩn kết nối và công nghệ van giải quyết các vấn đề khác nhau. Mặt bích có thể đơn giản hóa việc lắp đặt và bảo trì nhưng không xác định liệu vật liệu làm ướt của van có phù hợp với chất bùn chứa NMP- hay không.

 

6. So sánh hai thiết kế theo vị trí quy trình

Thay vì chọn một loại van cho toàn bộ hệ thống bùn, việc đánh giá vị trí của từng van sẽ thực tế hơn.

 

Cách tiếp cận này cũng giúp tránh một lỗi mua hàng phổ biến: chỉ định một mẫu van cho mỗi phần chỉ vì nó đã vượt qua bài kiểm tra quy trình cơ bản.

Phần thượng nguồn và hạ lưu có thể có các yêu cầu về áp suất, lưu lượng, độ nhớt và độ sạch khác nhau. Do đó, van phù hợp cho một vị trí có thể không phải là giải pháp phù hợp nhất cho vị trí khác.

 

7. Chất bùn cực âm và cực dương không nên được coi là hoạt động giống nhau

Một điểm thực tế khác là bùn cathode và anode nên được đánh giá riêng biệt.

Công thức của cực âm có thể khác nhau đáng kể tùy thuộc vào vật liệu hoạt động là NMC, LFP, LCO hay hóa học khác. Công thức cực dương có thể sử dụng vật liệu dựa trên than chì, silicon{1}}hoặc kết hợp các vật liệu hoạt tính khác nhau.

Do đó, đặc tính hạt, hệ thống chất kết dính, tải lượng chất rắn và độ nhớt của chúng có thể khác nhau.

Điều này ảnh hưởng đến việc lựa chọn van theo nhiều cách.

Bùn có tải lượng hạt mài mòn cao hơn có thể đặt ra yêu cầu cơ học lớn hơn đối với ghế ngồi và các bộ phận chuyển động. Công thức có độ nhớt cao hơn có thể yêu cầu đường dẫn dòng chảy lớn hơn hoặc kích cỡ van khác nhau. Một công thức có yêu cầu cao hơn về khả năng tiếp xúc với dung môi có thể cần chú ý nhiều hơn đến khả năng tương thích polyme.

Do đó, thông số kỹ thuật của van tương tự không được tự động chuyển từ đường cực dương sang đường cực âm mà không kiểm tra các điều kiện của quy trình.

 

8. Quy trình tuyển chọn thực tế

Đối với dây chuyền sản xuất bùn pin lithium mới, trình tự sau đây có thể giúp việc lựa chọn van trở nên đáng tin cậy hơn.

Bước 1: Xác định chất lỏng thực tế

Ghi lại đường dây xử lý hỗn hợp cực âm hay cực dương, cùng với dung môi chính, hàm lượng chất rắn, độ nhớt và nhiệt độ.

Bước 2: Xác định vị trí quy trình

Xác định xem van được lắp đặt khi xả máy trộn, vận chuyển trung gian, lưu trữ, lọc hay ngay trước khi phủ.

Bước 3: Xác nhận yêu cầu cơ khí

Kiểm tra kích thước đường ống, áp suất bình thường và tối đa, tốc độ dòng chảy, tần số hoạt động và các yêu cầu của bộ truyền động.

Bước 4: Xem lại từng vật liệu bị ướt

Không dừng lại ở thân van. Xác nhận mặt tựa, màng chắn, vòng chữ O{1}}, miếng đệm và vật liệu bịt kín thân-.

Bước 5: Đánh giá việc làm sạch

Xác định cách làm sạch đường ống và liệu van có chứa các khu vực có thể giữ lại bùn hay không.

Bước 6: Xác thực các tài liệu quan trọng

Đối với các dây chuyền sản xuất có-giá trị cao hoặc thông lượng-cao, hãy cân nhắc việc thử nghiệm vật liệu bịt kín thực tế theo nồng độ, nhiệt độ, áp suất và thời gian tiếp xúc NMP đại diện.

Quy trình này tạo ra cơ sở có thể theo dõi được cho lựa chọn cuối cùng và giúp giải thích dễ dàng hơn lý do tại sao một thiết kế van cụ thể được chỉ định cho một vị trí cụ thể.

 

Phần kết luận

Cách thực tế nhất để so sánh các lựa chọn van để vận chuyển bùn pin lithium không phải là hỏi công nghệ nào tốt hơn trên toàn cầu. Thay vào đó, việc lựa chọn nên tuân theo yêu cầu của từng phần quy trình.

trongphần trộn, cách ly nhanh, tự động hóa, công suất dòng chảy và khả năng chống mài mòn-liên quan đến hạt thường là những vấn đề chính cần cân nhắc. Do đó, thiết kế van bi có thể thực tế khi vật liệu ướt và hình dạng bên trong của chúng phù hợp với bùn.

Gần hơn vớiquá trình phủ, độ sạch, bùn được giữ lại, độ ổn định bịt kín và khả năng tương thích vật liệu ngày càng trở nên quan trọng. Thiết kế dựa trên màng-có thể được xem xét khi những đặc điểm này phù hợp với yêu cầu của quy trình.

Trên hết, khả năng tương thích NMP phải được đánh giá ở cấp độ-hệ thống niêm phong. Thân van có thể vẫn ổn định hoàn toàn trong khi mặt ngồi hoặc vòng đệm đàn hồi bị xuống cấp về mặt hóa học hoặc cơ học.

Đối với nhóm mua hàng và kỹ sư quy trình, cách tiếp cận hữu ích nhất là cung cấp cho nhà cung cấp van các điều kiện quy trình hoàn chỉnh thay vì chỉ yêu cầu van thép không gỉ{0}}theo kích thước danh nghĩa. Thành phần bùn, điều kiện vận hành, phương pháp làm sạch và thông số kỹ thuật về vật liệu-được làm ướt được ghi chép chính xác sẽ cung cấp cơ sở vững chắc hơn nhiều cho độ tin cậy-của van lâu dài.

 

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao NMP lại quan trọng khi chọn van xả pin?

NMP có thể tương tác khác nhau với polyme và chất đàn hồi tùy thuộc vào vật liệu và điều kiện vận hành. Do đó, khả năng tương thích của con dấu phải được xác minh cùng với nhiệt độ, áp suất, thời gian tiếp xúc và công thức bùn thực tế.

2. Có nên sử dụng cùng một loại van cho toàn bộ đường ống dẫn bùn không?

Không nhất thiết phải như vậy. Các phần trộn, chuyển trung gian và{1}}phủ trước có thể có các yêu cầu về lưu lượng, độ sạch, áp suất và bảo trì khác nhau. Việc lựa chọn van phải dựa trên vị trí cụ thể trong quy trình.

3. Cần kiểm tra vật liệu bịt kín nào trước tiên?

Nhà cung cấp phải cung cấp thông số kỹ thuật hoàn chỉnh về vật liệu-ướt, bao gồm mặt ngồi, màng chắn, vòng chữ O-, miếng đệm và vòng đệm thân. PTFE và các vật liệu kháng hóa chất khác có thể được xem xét, nhưng tính phù hợp phải được xác minh trong điều kiện vận hành thực tế.

4. Mối quan tâm chính khi sử dụng van bi có bùn mài mòn là gì?

Các hạt rắn có thể góp phần làm mòn xung quanh quả bóng và mặt tựa, đặc biệt khi bùn có tải trọng cao hoặc van quay thường xuyên. Do đó, hàm lượng chất rắn, đặc tính hạt, áp suất và tần số chu kỳ cần được xem xét trong quá trình lựa chọn.

5. Tôi nên gửi thông tin gì cho nhà sản xuất van?

Cung cấp loại bùn, hóa học cực âm hoặc cực dương, nồng độ NMP, hàm lượng chất rắn, độ nhớt, nhiệt độ, áp suất, tốc độ dòng chảy, kích thước ống, loại kết nối, phương pháp làm sạch, tần suất vận hành và vật liệu bịt kín cần thiết. Điều này cho phép nhà sản xuất đánh giá ứng dụng thay vì chỉ chọn van dựa trên kích thước và áp suất.