在新能源產業蓬勃發展的浪潮中,鋰電池作為關鍵動力源,廣泛應用于各類新能源設備。然而,隨著其使用量的急劇增加,廢舊鋰電池的妥善處理成為亟待解決的重要課題。新能源鋰電池回收處理設備中的帶電電池破碎線,憑借其先進的技術和精心設計的流程,成為實現鋰電池高效回收、資源循環利用的關鍵環節。
一、起始之穩:原料隔離間
原料隔離間作為整個處理流程的起點,雖看似簡單,卻起著至關重要的作用。其采用耐阻燃板材框架結構,搭配四周窗戶,面積約10平方米。這一設計不僅能有效隔離外界環境因素對廢舊鋰電池的影響,確保操作安全,還為后續處理提供了一個穩定、可靠的起始空間,如同堅固的基石,為整個回收處理過程奠定基礎。
二、破碎之精:無氧帶電撕碎機
1500型無氧帶電撕碎機是帶電電池破碎線的核心設備之一。它具備1500mm的鋰電池有效撕碎切割寬度,能夠涵蓋市場上的單電芯,展現出強大的適應能力。設備配備氧氣和氮氣濃度實時在線檢測儀器,實時監測環境氣體成分,確保在安全的無氧或低氧環境下作業。無焰泄爆閥作為重要安全措施,為可能出現的意外情況提供了有效的防護。切割刀頭采用D2硬質合金,平均加工更換周期壽命可達2500噸,保證了設備的長時間穩定運行。迷宮式氟膠密封結構實現了箱體的高效、特殊、耐用且耐磨的密封,有效隔絕氧氣,進一步提升安全性。經其切割后,90%的電池呈松散的單片狀態,為下階段熱解爐分離電池黑粉創造了極為有利的條件,90KW的大功率輸出確保了撕碎作業的高效進行。
三、輸送之暢:各類輸送機
無氧撕碎氮氣螺旋出料輸送機和無氧撕碎進料輸送機,各自承擔著重要的物料輸送任務。螺旋出料輸送機采用Φ219規格,全封閉隔絕氧氣結構,葉片螺距設計巧妙,在具備充足推力的同時,不會擠碎銅鋁箔片,避免了銅鋁粉末回收率的下降。上蓋活動拆裝結構方便快捷的檢修方式,進一步提升了設備的維護便利性,4.5KW的功率保證了物料的穩定輸送。
無氧撕碎進料輸送機皮帶有效寬度達1500mm,與撕碎機聯網并納入PLC管理系統,實現輸送狀態的精準控制。全密封箱體結構防止了物料泄漏和外界雜質的混入,5.5KW的功率確保了物料高效輸送至下一環節。
四、熱解之巧:熱解烘干爐
熱解烘干爐是實現電池黑粉分離的關鍵設備。其14米×2米的龐大身軀,采用天然氣、白油低焰模塊燃燒器作為加熱方式。爐內物料接觸環境溫度控制在550 - 600℃,這一溫度區間能夠充分燃燒電解液,利用產生的熱量促使電池黑粉在極片上快速脫落。通過紅外測溫儀器實時反饋信號至PLC系統,實現風冷、水冷系統的交替循環工作,從而精準控制爐溫。PLC面板設計了不同模式菜單,可根據不同電芯品牌、容量、電量選擇匹配的加工模式,展現出高度的智能化和適應性。
可燃氣體濃度檢測儀器、氮氣濃度檢測儀器、激光火焰偵測光敏儀器以及無焰泄爆閥等一系列安全措施,為熱解過程保駕護航。高溫攝像機將爐內影像實時傳輸至中控室和進料輸送平臺,實現精準在線監測。13.5米長、直徑Φ1250mm的耐熱鋼爐體,以及11KW的功率配置,保證了熱解烘干爐的高效穩定運行。
五、冷卻之效:水冷螺旋輸送與降溫爐
熱解后的物料通過水冷螺旋輸送和降溫爐進行冷卻處理。水冷螺旋輸送采用Φ325×4米規格,輸送管φ350mm夾層冷水循環,3KW的功率確保物料在輸送過程中得到有效冷卻,為后續工序提供適宜溫度的物料。
降溫爐爐體旋轉直徑φ1200mm,長度6米,配備10m³的循環水箱,5.5KW的功率驅動爐體運作,進一步降低物料溫度,保證物料性能穩定,為后續的篩分、破碎等工序創造良好條件。
六、篩分與破碎之細:多道工序協同
從負壓氣流輸送開始,物料在多個篩分、破碎設備中進行精細化處理。直線篩分機、六角滾筒篩、圓振篩分機等不同類型的篩分設備,通過合理的篩網設計和震動頻率,對物料進行多次篩選,確保不同粒徑的物料得到有效分離。一級破碎機、二級粉碎機和磨粉機等破碎設備,則根據物料特性,采用不同的破碎原理和腔體設計,對物料進行逐步破碎細化。例如,一級破碎機1000型,破碎腔體800×600mm,底部采用負壓出料結構,并配套水冷軸承支撐座,45KW的功率保證了高效破碎。這些設備之間通過負壓氣流輸送、直線輸送、氣流輸送機等輸送設備緊密連接,形成一個高效、流暢的處理流程,實現對鋰電池各組分的精確分離。
七、分選之準:各類分選設備
立式氣流分選機、雙口銅鋁分選機、三口銅鋁精選機等設備,依據物料的比重、磁性等特性,實現精準分選。立式氣流分選機高4米,分選寬度600mm,進出口配電動關風機,出料口配防卡機構,6KW的功率確保了物料在氣流作用下實現高效分選。雙口銅鋁分選機和三口銅鋁精選機,通過雙口、斜面比重分選篩面,搭配震動吹風風速變頻調速和精準調風閥,以及篩網的自清灰結構,能夠精準地將銅鋁等金屬與其他物料分離,有效提高了回收金屬的純度。
八、環保之嚴:廢氣與粉塵處理
在整個處理過程中,廢氣和粉塵處理備受重視。廢氣RTO蓄熱燃燒爐系統采用三室蓄熱結構,通過PLC自動控制,在線實時監測氣體濃度,利用天然氣燃燒機組等輔助系統,實現廢氣的高溫焚燒處理。燃燒室具備防腐耐溫層,使用溫度達1100℃,四周設置護欄和檢修平臺,配套應急風機和應急出口切換裝置,15KW的功率保證了廢氣處理的高效穩定。
銅鋁脈沖除塵器、黑粉脈沖除塵器等設備,采用覆膜過濾纖維袋、耐磨高壓脈沖閥等技術,對粉塵進行高效過濾收集。旋風分離器則通過機殼內部耐酸防腐處理,實現黑粉沉降量大于90%,并在底部出口安裝防堵結構裝置,確保設備穩定運行。酸液PH攪拌機、急冷塔、噴淋塔、加藥桶、板框壓濾機、活性炭吸附箱等一系列設備,對廢氣進行多級凈化處理,確保排放符合環保標準。
九、控制之智:自動化與智能化
現場電控制柜采用正泰品牌,具備防腐電鍍柜體、防塵散熱結構,采用正泰電器元器件和國產昆侖PLC,設置急停安全設置和聲光報警器,對功率大于18.5KW的負載采用軟啟動電源系統,實現對現場設備的穩定控制和安全保護。
據控制室實現遠程聯網,不僅可以操控現場機器參數、監控各機臺運行狀況,還能在緊急狀態下切換手動模式,人工干預停止所有開關電源,并適應通用端口數據聯網、在線傳輸,實現整個生產過程的智能化管理,大大提高了生產效率和管理精度。
十、輔助之全:配套設施完善
螺桿空壓機、氣體存儲罐、空氣干燥機、制氮機等配套設施,為整個生產過程提供了穩定的氣體供應和處理。螺桿空壓機根據產線需要提供合適產氣量,配備變頻空壓機主機、安全資質壓力儲氣罐和干燥氣水分離機,并與無氧撕碎PLC系統對接,實現精準控制。
氣體存儲罐具備壓力容器資質,匹配整機需求;空氣干燥機實現氣液分離,濾芯可更換;制氮機根據產線需求提供氮氣,并通過程序模塊端口對接PLC系統,確保無氧環境等特殊生產條件的實現。粉塵管道及其連接部件采用密封管道、法蘭連接和柔性防靜電標識管等方式,有效防止粉塵泄漏,保障生產環境安全。
新能源鋰電池回收處理設備的帶電電池破碎線,以其科學合理的設備布局、先進的技術參數和嚴格的環保安全措施,構建了一個高效、智能、環保的廢舊鋰電池回收處理體系。這一體系不僅實現了資源的更大化回收利用,還為新能源產業的可持續發展提供了有力支持,在推動綠色能源發展的道路上發揮著不可或缺的作用。