PL242880B1 - Sposób przygotowania materiału do produkcji anody oraz urządzenie do realizacji tego sposobu - Google Patents
Sposób przygotowania materiału do produkcji anody oraz urządzenie do realizacji tego sposobu Download PDFInfo
- Publication number
- PL242880B1 PL242880B1 PL436471A PL43647120A PL242880B1 PL 242880 B1 PL242880 B1 PL 242880B1 PL 436471 A PL436471 A PL 436471A PL 43647120 A PL43647120 A PL 43647120A PL 242880 B1 PL242880 B1 PL 242880B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- steam
- grinding
- discharge pipeline
- ground material
- mill
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 44
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 6
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 4
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 11
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 abstract 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 3
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 2
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000013335 mesoporous material Substances 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
- B02C17/005—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls the charge being turned over by magnetic forces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
- B02C17/18—Details
- B02C17/1815—Cooling or heating devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Wynalazek dotyczy urządzenia i sposobu przygotowania materiału do produkcji anody poprzez jednoczesne mielenie wilgotnego materiału przez mielniki (1a) z wykorzystaniem młyna elektromagnetycznego (2) z komorą młyna (1) oraz suszenie przy ciśnieniu niższym od atmosferycznego, zapewnianym przez połączenie atmosferyczna chłodnica pary wodnej (7) wraz z urządzeniem adsorpcyjnym (8). Wilgotny materiał doprowadzany jest przy pomocy podajnika ślimakowego (3) do komory młyna (1) skąd odprowadzana jest przy pomocy rurociągów (5, 6) para wodna skraplana częściowo w atmosferycznej chłodnicy pary wodnej (7) a częściowo w urządzeniu adsorpcyjnym (8). Po zmieleniu i osuszeniu materiału, nowa porcja wilgotnego materiału do mielenia podawana przy pomocy podajnika ślimakowego (3) wypycha materiał zmielony, który przy pomocy rurociągu (10) trafia do zbiornika zmielonego materiału (11).
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób przygotowania materiału do produkcji anody oraz urządzenie do realizacji tego sposobu. Wynalazek należy do dziedziny techniki przygotowania materiału do wytwarzania anod.
Wynalazek rozwiązuje problem techniczny poprawy efektywności energetycznej procesu su szenia materiału do przygotowania anod.
Przechowywanie energii elektrycznej w akumulatorach to jedna z najpopularniejszych metod magazynowania energii elektrycznej. Ze względu na łatwość ich stosowania w urządzeniach oraz możliwość dowolnej konfiguracji baterie dominują na rynku magazynów energii elektrycznej każdej skali a dzięki trwającej rewolucji transportowej opartej na elektromobilności, w najbliższych latach staną się podstawą kolejnej gałęzi przemysłu. Kluczową więc kwestią będzie zapewnienie odpowiedniej ilości naturalnego surowca do produkcji baterii w znanej nam technologii oraz prowadzenie badań nad nowymi sposobami magazynowania energii elektrycznej.
Anoda jest elektrodą ujemną baterii i jest zawsze związana z utlenianiem lub uwalnianiem elektronów do obwodu zewnętrznego. W ogniwie ładowalnym anoda jest biegunem dodatnim a rozładowywanym jest biegunem ujemnym. Zdecydowana większość najpopularniejszych aktualnie akumulatorów litowo-jonowych wykorzystuje proszek grafitowy jako materiał anodowy. Ze względu na różnorodność form wyróżnia się kilka rodzajów grafitu. Grafit jako materiał może być wytwarzany syntetycznie (sztuczny grafit) lub wydobywany z ziemi (grafit naturalny), a następnie intensywnie przetwarzane przed wypaleniem na folii miedzianej, która ma służyć jako materiał anody. Anody grafitowe spełniają wymagania napięciowe większości popularnych katod litowo-jonowych, są stosunkowo niedrogie, wyjątkowo lekkie, porowate i trwałe. Należy zaznaczyć, że grafit jest największym surowcem wejściowym do całego akumulatora litowo-jonowego stąd jego cena w ostatnich latach znacząco wzrosła oraz pojawiły się pierwsze oznaki ograniczania dostępności.
Od lat trwają prace mające na celu poprawę parametrów pracy oraz obniżenia kosztów akumulatorów. Jednym z kierunków jest wykorzystanie popiołu lotnego odzyskiwanego z procesów spalania. Same popioły lotne stosowane są od wielu lat, głównie w przemyśle chemicznym jako dodatki do proszków do prania, w krakingu katalitycznym ropy naftowej oraz w inżynierii środowiska jako substancje adsorbujące. Wytwarzane są z nich również mezoporowate sita molekularne o precyzyjnych, jednolitych rozmiarach istniejących porów. Wykonując szereg obróbek termicznych i chemicznych możemy uzyskać węgiel aktywny z cząstek popiołów lotnych, który po przygotowaniu może być wykorzystywany jako materiał do produkcji anody, zastępując grafit. Obróbka ta jednak, głównie ze względu na wymóg mielenia i suszenia materiału, jest procesem wysoce energochłonnym.
Popioły lotne z oleju ciężkiego (Heavy Oil Fly Ash - HOFA) są głównymi odpadami stałymi wytwarzanymi w instalacjach spalania, a ich utylizacja powoduje szereg problemów ekonomicznych i środowiskowych na całym świecie. Coraz więcej mówi się o szerokich możliwościach wykorzystania tych substancji we współczesnym przemyśle, jednak aby mogły być powszechnie zastosowane wymagają zaawansowanej obróbki. Popiół lotny ze spalania oleju jest już wykorzystywany do produkcji zeolitów i materiałów mezoporowatych lub do produkcji węgla aktywnego, które są materiałami szeroko stosowanymi w przemyśle. Ponieważ ich ponowne wykorzystanie w produkcji betonu i cementu, będącego aktualnie główną drogą utylizacji, jest ograniczone przez udział niespalonego obecnego węgla, oddzielenie i dalsze wykorzystanie właśnie węgla jako prekursora produktów o wartości dodanej, takich jak anody, przyczyniłoby się do rozwiązania powyższych problemów i intensyfikacji wpływu gospodarki o obiegu zamkniętym.
Samo zastosowanie HOFA jako zamiennika krzemu w anodzie zostało już wielokrotnie rozpoznane a jego zasadność potwierdzona. Dużym ograniczaniem jest wielkość ziarna materiału umożliwiająca jego zastosowanie. Drobno zmielone cząsteczki grafitu lub HOFA w powłokach elektrod są łatwiej penetrowane przez jony litu, co poprawia przewodność baterii. Ma to wpływ na szybkość ładowania akumulatora i jego rozładowywanie. Drobno zmielone cząsteczki HOFA umożliwiają produkcję wysokiej jakości akumulatorów litowo-jonowych. Dobra fragmentacja cząsteczek popiołów lotnych pomaga również baterii dłużej utrzymać ładunek. Wielkość ziaren popiołu lotnego ma znaczenie, ponieważ rozmiar tego składnika zmniejsza odległość, na jaką muszą migrować jony litu. Poprawia to wydajność ładowania i obniża temperaturę podczas ładowania i rozładowywania. Celowe jest więc mielenie pyłu powstającego w procesie spalania tak by jakość wykonanej przy jego pomocy anody była najwyższa.
Najpopularniejsze metody zmniejszania rozmiaru ziarna popiołu lotnego wykorzystują młyny. W zależności od oczekiwanych rezultatów oraz wsadowego materiału stosować możemy młyny szybkobieżne, średniobieżne, wolnoobrotowe, bądź drobno lub ultra-mielące. Młyny drobno i ultra-mielące standardowego typu zalecane są dla materiałów niepalnych i nie wybuchowych z dziedziny materiałów budowlanych i przemysłu chemicznego o wilgotności mniejszej niż 6%. W przypadku konieczności rozdrobnienia materiałów palnych należy obniżyć zawartość tlenu w atmosferze mielenia. Kluczowym parametrem, poza wielkością ziarna, mającym wpływ na końcową efektywność mielenia ma wilgotność mieszaniny mielonej. Z tego względu bezpośrednie porównanie rożnych typów młynów do siebie jest utrudnione a ich wydajność trudno przeskalowywać bazując na istniejących instalacjach. Ciekawym, acz aktualnie mało spotykanym rozwiązaniem jest zastosowanie młyna elektromagnetycznego. Przy wydajności 1 Mg/h urządzenie pobiera około 4 kW mocy. Jednostkowe zużycie energii w wysokości 4 kWh na tonę produktu zmielonego jest ponad 2 - krotnie niższe niż dla młynów misowo-rolowych oraz nawet 10 - krotnie niższe niż w przypadku młynów kulowych. Dodatkowo sama masa mielników jest niewielka - około 4 do 6 kg w przypadku młyna o wydajności 10 Mg/h. Technologia młyna elektromagnetycznego jest szczególnie przydatna w przypadku mielenia ultra-drobnego, przy wielkościach ziaren leżących poza zasięgiem rozwiązań konwencjonalnych, lub gdy uzyskanie tak drobnej frakcji wymagałoby niewspółmiernych nakładów energetycznych. Ogromną zaletą jest także możliwość mielenia materiałów o wyższej wilgotności, ułatwiając ich suszenie, poprzez wydzielanie dużej ilości wysokojakościowego ciepła będącego produktem ubocznym procesu mielenia, czyniąc tego rodzaju młyn idealnym do przygotowania materiału do produkcji anody ze względu na jego wysoką początkową wilgotność.
Zastosowanie HOFA bądź innych rodzajów popiołów lotnych, w materiale anody (baterii bądź ogniwa paliwowego) jest znane. Y. Jiang w publikacji „A sustainable route from fly ash to silicon nanorods for high performance lithium ion batteries”, Chemical Engineering Journal 330 (2017) 1052-1059, dokładnie przeanalizowali możliwość zastosowania popiołów lotnych w anodach baterii litowo-jonowych wskazując na przymus dokładnego ich mielenia oraz wysoką skuteczność zastosowania tak przygotowanego produktu.
S. Ujiie i E. Yagasaki w publikacji Characterization of EP-ash, collected at fossil fuel power plants, as electrode material przeanalizowali dodatek popiołu lotnego do materiału anody baterii wskazując zalety takiego zastosowania.
I. Camean i A.B. Garcia w publikacji „Graphite materials prepared by HTT of unburned carbon from coal combustion fly ashes: Performance as anodes in lithium-ion batteries”, Journal of Power Sources 196 (2011) 4816-4820 przeanalizowali procedurę przygotowania popiołu lotnego oraz wpływ przygotowanej w ten sposób anody na parametry baterii.
W zgłoszeniu CN102263230 Chen Bokun, Wu Yuxiang i Zhou Xiancong przedstawia anodę wykonaną z różnych rodzajów popiołów lotnych wraz z metodą jej wykonania. Wynalazcy także stosują w swojej metodzie młyn, jednak typu kulowego a następnie wypiekają substrat w piecu przy temperaturze 3000°C. W rozwiązaniu wg wynalazku proces mielenia oraz suszenia jest procesem jednoczesnym, realizowanym przy ciśnieniu niższym od atmosferycznego umożliwiając osuszenie materiału w bar dzo krótkim czasie korzystając z ciepła odpadowego generowanego przez młyn elektromagnetyczny.
W zgłoszeniu CN107834052 Liu Xiaoyan i Xing An przedstawia metodę wykorzystanie materiałów pochodzących z popiołów lotnych do produkcji anody. Proces obejmuje głównie reakcje chemiczne oraz suszenie w temperaturze 600°C przez ponad 400 godzin. W rozwiązaniu wg wynalazku jednoczesne suszenie przy ciśnieniu niższym ot atmosferycznego wraz z mieleniem gwarantującym doskonałe mieszenia umożliwia znaczące skrócenie procesu oraz obniżenie temperatury przy wyższej skuteczności. Proces wg wynalazku jest więc wyraźnie bardziej efektywny energetycznie oraz krótszy.
Celem wynalazku jest opracowanie nowej metody przygotowania materiału do produkcji anody oraz urządzenia do przygotowania materiału do produkcji anody według tej metody.
Proces przygotowania materiału do produkcji anody jest nieodwracalnie związany z rozdrobnieniem i wysuszeniem wstępnie przygotowanych popiołów lotnych, które mogą pochodzić ze spalania oleju bądź innych nośników energii, dostarczanych jako materiał mokry.
Istotą wynalazku jest Sposób przygotowania materiału do produkcji anody, gdzie w pierwszej kolejności przy pomocy podajnika ślimakowego do komory młyna podaje się materiał do mielenia będący popiołem o wilgotności od 30% do 50% ze spalania paliw, następnie przy pomocy mielników wprawianych w ruch przy pomocy wzbudników elektromagnetycznych młyna elektromagnetycznego zasilanych prądem przemiennym wzbudzając znajdujące się wewnątrz komory młyna magnet yczne mielniki których łączna masa wynosi od 100% do 150% masy mielonego materiału. Materiał mieli się od 5 do minut. Bezpośrednio po rozpoczęciu procesu mielenia otwiera się zawór odcinający sztywnego rurociągu odprowadzenia pary wodnej i w trakcie mielenia parę wodną z mielonego materiału odprowadza się do chłodnicy pary wodnej - dzięki panującemu w niej podciśnieniu wynikającemu ze skraplania pary wodnej - za pośrednictwem rurociągu odprowadzania pary wodnej sztywnego i elastycznego rurociągu odprowadzenia pary wodnej. Skroplona część pary wodnej zostaje odprowadzona króćcem odprowadzania pary wodnej a pozostała część pary wodnej jest zasysana rurociągiem przez urządzenie adsorpcyjne i po skropleniu odprowadzana króćcem odprowadzania skroplin. Po zakończeniu procesu mielenia zawór odcinający zostaje zamknięty a zawór odcinający rurociągu odprowadzenia zmielonego materiału zostaje otwarty. Następnie uzupełnia się komorę młyna nową porcją materiału do mielenia do osiągnięcia wagi z zakresu 70% - 100% wagi mielników, która wypycha zmielony materiał do zbiornika zmielonego materiału przez rurociąg odprowadzenia zmielonego materiału. Para wodna ze zmielonego materiału znajdującego się w zbiorniku zmielonego materiału jest zasysana przez urządzenie adsorpcyjne za pośrednictwem rurociągu odprowadzenia pary wodnej.
Urządzenie do przygotowania materiału do produkcji anody według sposobu zawierające młyn elektromagnetyczny, gdzie wokół komory młyna rozlokowanych jest sześć wzbudników elektromagnetycznych będących częścią młyna elektromagnetycznego a wewnątrz komory młyna znajduje się od 10 do 100 magnetycznych mielników w postaci prętów stalowych o średnicy 1-3 mm i długości 5-20 mm. Urządzenie zawiera podajnik ślimakowy którego koniec doprowadzony jest do komory młyna a na szczycie komory młyna zamontowany jest stożkowy ogranicznik poziomu uniosu, z którego szczytu wyprowadzony jest w górę sztywny rurociąg odprowadzania pary wodnej na którego końcu względem kierunku przepływu znajduje się zawór odcinający za którym względem kierunku przepływu do rurociągu pary wodnej doprowadzony jest elastyczny rurociąg odprowadzania pary wodnej łączący go z atmosferyczną chłodnicą pary wodnej z której wyprowadzony jest króciec odprowadzenia skroplin. Atmosferyczna chłodnica pary wodnej połączona jest rurociągiem z urządzeniem adsorpcyjnym z którego wyprowadzony jest króciec odprowadzenia skroplin. Ze zbiornika zmielonego materiału wyprowadzony jest w górę elastyczny rurociąg odprowadzenia pary wodnej łączący go z urządzeniem adsorpcyjnym. Z rurociągu odprowadzania pary wodnej wyprowadzony jest rurociąg odprowadzenia zmielonego materiału z zaworem, łączący rurociąg odprowadzania pary wodnej ze zbiornikiem zmielonego materiału. Początek rurociągu odprowadzenia zmielonego materiału względem kierunku przepływu ułożony jest wyżej niż jego koniec.
Korzystnie, gdy koniec podajnika ślimakowego doprowadzony jest do spodu komory młyna.
Korzystnie, gdy oś komory młyna jest pod kątem od 0° do 45° względem pionu.
Korzystnie, gdy stosunek średnicy komory młyna do rurociągu odprowadzenia pary wodnej wynosi 2-10:1 oraz że stosunek średnicy rurociągu odprowadzenia pary wodnej do jego długości wynosi 1:10-25.
Wynalazek w korzystnym przykładzie wykonania został ukazany na rysunku przedstawiającym układ urządzenia do przygotowania materiału do produkcji anody.
Przykład 1
Materiał mielony, o wadze równej wadze mielników 1 a, podano jest przy pomocy podajnika ślimakowego 3 do komory młyna 1 gdzie następnie został zmielony przez mielniki 1a wzbudzone przez wirujące pole elektromagnetyczne wygenerowane przez wzbudniki elektromagnetyczne 2a. Tarcie mielników 1a o materiał mielony, będący popiołem ze spalania oleju o wilgotności 50%, podczas wykonywanych 3000 obrotów na minutę wygenerowało ciepło podnoszące temperaturę mieszanki mielonej do 250°C powodując odparowanie wody, które było intensyfikowane przez skraplanie wody adiabatyczną chłodnicą pary wodnej 7 oraz adsorpcje pary przez urządzenie adsorpcyjne 8, jednocześnie susząc i rozdrabniając materiał. Zastosowane urządzenie adsorpcyjne 8, dzięki ciągłej adsorpcji pary wodnej z mielonego materiału, utrzymywało w układzie ciśnienie bliskie próżni prowadząc także do wyeliminowania powietrza z układu. Połączenie niskiego ciśnienia (na poziomie 10 kPa ciśnienia absolutnego), wraz z wysoką temperaturą i ciągłym mieszaniem mielonego materiału umożliwiło bezprecedensowo szybki proces suszenia oraz mielenia trwający w tym przypadku 5 minut, możliwy w takim tempie tylko dzięki obniżonemu ciśnieniu. Urządzenie adsorpcyjne 8 zapewniło także usunięcie możliwych do pojawienia się gazów, gwarantując pełne bezpieczeństwo procesu. Parę wodną odprowadzano z komory młyna 1 najpierw do adiabatycznej chłodnicy pary wodnej 7 będącej chłodnicą wentylatorową wyposażoną w rury miedziane z lamelami aluminiowymi, gdzie została częściowo skroplona a następnie do urządzenia adsorpcyjnego 8 którego złoże adsorpcyjne adsorbowało pozostałą część pary wodnej utrzymując bardzo niskie ciśnienie w układzie. Po zakończeniu procesu mielenia kulowy zawór odcinający 5a na rurociągu odprowadzenia pary wodnej 5 został zamknięty a zawór odcinający 10a na rurociągu odprowadzenia zmielonego materiału 10 otwarty przy jednoczesnym rozpoczęciu podawania nowej porcji materiału do zmielenia przy pomocy podajnika ślimakowego 3, wypychając jednocześnie materiał już zmielony do pojemnika zmielonego materiału 11. Specyfika zmielonego materiału, związana z bardzo niewielkim rozmiarem ziarna będącym w zakresie 1-10 mikrona sprawiła, że materiał zachowując się jak ciecz, był przelewany do zbiornika zmielonego materiału 11 skąd po opadnięciu został odprowadzony w celu wykorzystania na kolejnych etapach procesu przygotowania anody. Otrzymany materiał realizując cel wynalazku został więc jednocześnie rozdrobniony i osuszony w sposób efektywny energetycznie realizując cel wynalazku.
Przykład 2
Wynalazek został zrealizowany poprzez młyn elektromagnetyczny 2 zawierający sześć wzbudników 2a umieszczonych wokół wykonanej ze stali austenitycznej o średnicy DN100 komory mielenia zasilanych prądem trójfazowym o napięciu 400V i częstotliwości 50 Hz z podajnikiem ślimakowym którego koniec doprowadzony jest do dna komory młyna 1 będącej cylindrem o wysokości 200 mm. Wewnątrz komory młyna 1 znajdują się wykonane z materiału ferromagnetycznego mielniki 1a o średnicy 1 mm i długości 5 mm w ilości 100 szt. Na szczycie komory młyna 1 zamontowany jest stożkowy ogranicznik poziomu uniosu 4 także wykonany ze stali austenitycznej, z którego szczytu wyprowadzony jest w pionowo górę sztywny rurociąg 5 o długości 5 razy większej od średnicy która w tym wypadku wynosi DN25 odprowadzania pary wodnej na którego końcu względem kierunku przepływu znajduje się zawór odcinający 5a typu kulowego za którym względem kierunku przepływu do rurociągu pary wodnej 5 doprowadzony jest elastyczny rurociąg odprowadzania pary wodnej 6 o średnicy DN50 łączący go z atmosferyczną chłodnicą pary wodnej 7 wykonaną z aluminium i chłodzonej powietrzem z której wyprowadzony jest króciec odprowadzenia skroplin 7a o średnicy DN10 wykonany z miedzi. Atmosferyczna chłodnica pary wodnej 7 połączona jest rurociągiem 12 o średnicy DN100 wykonanym ze stali czarnej z urządzeniem adsorpcyjnym 8 typu dwuzłożowego wykorzystującego silikażel jako materiał adsorbujący. Urządzenie adsorpcyjne zasilane jest wodą gorącą z kotła oraz chłodzone wodą chłodzącą z wieży chłodniczej. Z urządzenia adsorpcyjnego wyprowadzony jest króciec odprowadzenia skroplin 8a wykonany ze stali nierdzewnej o średnicy DN10. Ze zbiornika zmielonego materiału 11, będącego sześciennym pojemnikiem wykonanym ze stali nierdzewnej o pojemności 1 m3 wyprowadzony jest elastyczny rurociąg odprowadzenia pary wodnej 9 o średnicy DN25 łączący go z urządzeniem adsorpcyjnym 8. Ponadto z rurociągu odprowadzania pary wodnej 5 idącego do chłodnicy adiabatycznej, pod kątem 45° w dół wyprowadzony jest rurociąg odprowadzenia zmielonego materiału 10 w postaci rurociągu o średnicy DN25 wykonanego ze stali czarnej z zaworem 10a odcinającym typu kulowego łączący rurociąg odprowadzania pary wodnej 5 ze zbiornikiem zmielonego materiału 11, gdzie początek rurociągu odprowadzenia zmielonego materiału 10 względem kierunku przepływu ułożony jest wyżej niż jego koniec.
Claims (5)
1. Sposób przygotowania materiału do produkcji anody, znamienny tym, że w pierwszej kolejności przy pomocy podajnika ślimakowego (3) do komory młyna (1) podaje się materiał do mielenia będący popiołem o wilgotności od 30% do 50% ze spalania paliw, następnie przy pomocy mielników wprawianych w ruch przy pomocy wzbudników elektromagnetycznych (2a) młyna elektromagnetycznego (2) zasilanych prądem przemiennym wzbudzając znajdujące się wewnątrz komory młyna (1) magnetyczne mielniki (1 a) których łączna masa wynosi od 100% do 150% masy mielonego materiału, materiał mieli się od 5 do 30 minut; bezpośrednio po rozpoczęciu procesu mielenia otwiera się zawór odcinający (5a) sztywnego rurociągu odprowadzenia pary wodnej (5) i w trakcie mielenia parę wodną z mielonego materiału zasysa podciśnienie wewnątrz chłodnicy pary wodnej (7) za pośrednictwem rurociągu odprowadzania pary wodnej (5) sztywnego i rurociągu odprowadzenia pary wodnej (6) elastycznego; skroplona część pary wodnej zostaje odprowadzona króćcem odprowadzania pary wodnej (7) a pozostała część pary wodnej jest zasysana rurociągiem (12) przez urządzenie adsorpcyjne (8) i po skropleniu odprowadzana króćcem odprowadzania skroplin (8a); po zakończeniu procesu mielenia zawór odcinający (5a) zostaje zamknięty a zawór odcinający (10a) rurociągu odprowadzenia zmielonego materiału zostaje otwarty; następnie uzupełnia się komorę młyna (1) nową porcją materiału do mielenia do osiągnięcia wagi z zakresu 70% - 100% wagi mielników (1a), która wypycha zmielony materiał do zbiornika zmielonego materiału (11) przez rurociąg odprowadzenia zmielonego materiału (10), para wodna ze zmielonego materiału znajdującego się w zbiorniku zmielonego materiału (11) jest zasysana przez urządzenie adsorpcyjne (8) za pośrednictwem rurociągu odprowadzenia pary wodnej (9).
2. Urządzenie do przygotowania materiału do produkcji anody według sposobu z zastrz. 1 zawierające młyn elektromagnetyczny (2) z podajnikiem ślimakowym (3) znamienne tym, że wokół komory młyna (1) rozlokowanych jest sześć wzbudników elektromagnetycznych (2a) będących częścią młyna elektromagnetycznego (2), a wewnątrz komory młyna (1) znajduje się od 10 do 100 magnetycznych mielników (1 a) w postaci prętów stalowych o średnicy 1-3 mm i długości 5-20 mm, koniec podajnika ślimakowego (3) doprowadzony jest do komory młyna (1) a na szczycie komory młyna (1) zamontowany jest stożkowy ogranicznik poziomu uniosu (4), z którego szczytu wyprowadzony jest w górę sztywny rurociąg odprowadzania pary wodnej (5) na którego końcu względem kierunku przepływu znajduje się zawór odcinający (5a) za którym względem kierunku przepływu do rurociągu pary wodnej (5) doprowadzony jest elastyczny rurociąg odprowadzania pary wodnej (6) łączący go z atmosferyczną chłodnicą pary wodnej (7) z której wyprowadzony jest króciec odprowadzenia skroplin (1a); atmosferyczna chłodnica pary wodnej (7) połączona jest rurociągiem (12) z urządzeniem adsorpcyjnym (8) z którego wyprowadzony jest króciec odprowadzenia skroplin (8a); a ze zbiornika zmielonego materiału (11) wyprowadzony jest w górę elastyczny rurociąg odprowadzenia pary wodnej (9) łączący go z urządzeniem adsorpcyjnym (8); ponadto z rurociągu odprowadzania pary wodnej (5) wyprowadzony jest rurociąg odprowadzenia zmielonego materiału (10) z zaworem (10a) łączący rurociąg odprowadzania pary wodnej (5) ze zbiornikiem zmielonego materiału (11), gdzie początek rurociągu odprowadzenia zmielonego materiału (10) względem kierunku przepływu ułożony jest wyżej niż jego koniec.
3. Urządzenie do przygotowania materiału do produkcji anody według zastrz. 2 i 3 znamienne tym, że koniec podajnika ślimakowego (3) doprowadzony jest do spodu komory młyna (1).
4. Urządzenie do przygotowania materiału do produkcji anody według zastrz. 2, 3 i 4 znamienne tym, że oś komory młyna (1) jest pod kątem od 0° do 45° względem pionu.
5. Urządzenie do przygotowania materiału do produkcji anody według zastrz. 2, 3, 4 i 5 znamienne tym, że stosunek średnicy komory młyna (1) do rurociągu odprowadzenia pary wodnej (5) wynosi 2-10:1 oraz że stosunek średnicy rurociągu odprowadzenia pary wodnej (5) do jego długości wynosi 1:10-25.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL436471A PL242880B1 (pl) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | Sposób przygotowania materiału do produkcji anody oraz urządzenie do realizacji tego sposobu |
| PCT/SA2021/050025 WO2022139634A2 (en) | 2020-12-23 | 2021-12-21 | A method of preparing the material for the production of an anode and a device for the implementation of this method |
| SA522441453A SA522441453B1 (ar) | 2020-12-23 | 2022-11-24 | طريقة تحضير المواد اللازمة لإنتاج أنود وجهاز لتنفيذ هذه الطريقة |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL436471A PL242880B1 (pl) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | Sposób przygotowania materiału do produkcji anody oraz urządzenie do realizacji tego sposobu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL436471A1 PL436471A1 (pl) | 2022-06-27 |
| PL242880B1 true PL242880B1 (pl) | 2023-05-08 |
Family
ID=80780607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL436471A PL242880B1 (pl) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | Sposób przygotowania materiału do produkcji anody oraz urządzenie do realizacji tego sposobu |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL242880B1 (pl) |
| SA (1) | SA522441453B1 (pl) |
| WO (1) | WO2022139634A2 (pl) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115999712B (zh) * | 2022-12-13 | 2024-11-05 | 辽宁国瑞新材料有限公司 | 一种特种石墨制备用磨粉装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL384199A1 (pl) * | 2007-12-31 | 2009-07-06 | Wapeco Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Sposób wytwarzania spoiwa hydraulicznego w postaci aktywowanego popiołu lotnego, aktywowany popiół lotny, spoiwo hydrauliczne, beton siarkowy lub cementowy, mieszanka mineralno-asfaltowa oraz zastosowanie aktywowanego popiołu lotnego |
| CN102263230B (zh) | 2010-05-28 | 2013-09-25 | 荣炭科技股份有限公司 | 锂离子二次电池负极材料及其制备方法 |
| CN107834052A (zh) | 2017-12-15 | 2018-03-23 | 重庆科技学院 | 一种利用粉煤灰固体废弃物制备锂离子电池硅负极材料的方法及其材料 |
-
2020
- 2020-12-23 PL PL436471A patent/PL242880B1/pl unknown
-
2021
- 2021-12-21 WO PCT/SA2021/050025 patent/WO2022139634A2/en not_active Ceased
-
2022
- 2022-11-24 SA SA522441453A patent/SA522441453B1/ar unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL436471A1 (pl) | 2022-06-27 |
| WO2022139634A2 (en) | 2022-06-30 |
| SA522441453B1 (ar) | 2024-03-19 |
| WO2022139634A3 (en) | 2022-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102728339B (zh) | 多孔无机陶瓷膜-石墨烯-TiO2光触媒复合材料及其制备方法 | |
| CN104084128B (zh) | 用于废水处理的利用餐厨垃圾废渣改性污泥活性炭 | |
| CN110078530B (zh) | 一种高性能烧结保温砖的制备方法 | |
| CN104446064B (zh) | 烟气脱硫生产水泥的装置及方法 | |
| CN103626174B (zh) | 一种用粉煤灰或炉渣灰制备煤质活性炭的方法 | |
| CN102336579A (zh) | 一种利用赤泥生产高性能陶粒的方法 | |
| CN102758089A (zh) | 硬质合金残废料回收及再生处理方法 | |
| CN103086378A (zh) | 一种用晶体硅切割废料电热冶金制备太阳能多晶硅的方法 | |
| CN101804978B (zh) | 一种微纳米石墨球的制备方法 | |
| CN108731429A (zh) | 一种磷酸铁连续脱水及晶型可控系统及其控制方法 | |
| CN102744051B (zh) | 多孔无机陶瓷膜-碳纳米管-TiO2光触媒复合材料及其制备方法 | |
| PL242880B1 (pl) | Sposób przygotowania materiału do produkcji anody oraz urządzenie do realizacji tego sposobu | |
| CN110746991A (zh) | 一种垃圾热解污水处理系统及处理方法 | |
| CN101700955B (zh) | 冶金污泥浆无污染脱水干燥方法及其装置 | |
| CN104529205B (zh) | 水泥生产装置及方法 | |
| CN101830512A (zh) | 一种微波煅烧三碳酸铀酰铵生产二氧化铀的方法 | |
| CN205990329U (zh) | 一种污泥减量化处理系统 | |
| CN103396023A (zh) | 一种活性无水硫酸钙的制备工艺 | |
| CN108584961A (zh) | 一种用硅矿石冶炼金属硅的提纯方法 | |
| CN107937029A (zh) | 一种煤基电石制乙炔的方法和系统 | |
| CN113699367A (zh) | 一种气煤双基直接还原磁选优化低品位红土镍矿的方法 | |
| CN115246642B (zh) | 一种高纯晶状石墨及其制备方法 | |
| CN207021338U (zh) | 动力锂离子电池负极材料人造石墨加工系统 | |
| RU2769520C1 (ru) | Способ получения порошка активированного угля | |
| CN103436318B (zh) | 以城市污泥和生物质制备衍生燃料的工艺 |