在新能源汽車行業(yè),粉體的運(yùn)輸、裝卸等環(huán)節(jié)常常伴有大量的粉塵產(chǎn)生,閉式氣力輸送技術(shù)是一種清潔、可循環(huán)利用的粉體運(yùn)輸方式,具有安全環(huán)保、自動(dòng)化程度高、無污染干燥輸送等優(yōu)點(diǎn),降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,保障了工作人員的人身健康安全。
磷酸鐵鋰作為新能源動(dòng)力電池的粉體材料,在粉體輸送至包裝,其水分含量的控制最為關(guān)鍵,要求水分含量不超過600ppm。
針對磷酸鐵鋰輸送過程中易吸潮、易氧化等特點(diǎn),在分析粉體特性、計(jì)算輸送氣速、輸送壓力、輸送管路管徑等參數(shù)的基礎(chǔ)上,對磷酸鐵鋰閉式氮?dú)鈿饬斔拖到y(tǒng)進(jìn)行了設(shè)備選型。并開展了工業(yè)輸送試驗(yàn),探究不同回風(fēng)速度下(10~60m/s),輸送磷酸鐵鋰粉體的水分含量及產(chǎn)量的變化規(guī)律。同時(shí),為了解決工業(yè)試驗(yàn)中出現(xiàn)的堵料、冒粉問題,通過CFD數(shù)值模擬,對閉式氮?dú)鈿饬斔拖到y(tǒng)關(guān)鍵部位——內(nèi)部氣流流場以及顆粒軌跡變化規(guī)律進(jìn)行了研究。(1)在工業(yè)閉式氮?dú)鈿饬斔土姿徼F鋰粉體過程中,粉體輸送產(chǎn)量隨著回風(fēng)速度的增大而減小。當(dāng)回風(fēng)速度為8m/s時(shí),由于風(fēng)量的不足,物料通過星型加料機(jī)進(jìn)入輸送管道不能進(jìn)行輸送,最后導(dǎo)致系統(tǒng)堵料;當(dāng)回風(fēng)速度為60m/s時(shí),星型加料閥進(jìn)口位置風(fēng)量過大,出現(xiàn)冒粉現(xiàn)象,整個(gè)輸送系統(tǒng)不能正常工作。當(dāng)回風(fēng)速度為28m/s左右時(shí),系統(tǒng)風(fēng)量為12m~3/min,輸送產(chǎn)量最高。在不同的回風(fēng)速度(10~60m/s)下,采用閉式氮?dú)鈿饬斔筒⒔Y(jié)合除濕包裝房的新工藝,輸送的磷酸鐵鋰粉體水分含量均低于600ppm,滿足工業(yè)要求。(2)CFD模擬結(jié)果:隨著回風(fēng)速度(10~60m/s)的增大,進(jìn)料口壓力逐漸增大且一直處于正壓狀態(tài),壓力在1000Pa左右,進(jìn)料口漩渦隨著風(fēng)速的增大越來越明顯,導(dǎo)致顆粒軌跡混亂,顆粒逃逸率越來越小,所以導(dǎo)致了工業(yè)實(shí)驗(yàn)中回風(fēng)速度大物料堵塞、冒粉的現(xiàn)象。(3)由于進(jìn)料口正壓和漩渦的存在,導(dǎo)致工業(yè)輸送產(chǎn)量發(fā)生變化,此問題可通過優(yōu)化引射器供料結(jié)構(gòu)有效解決。根據(jù)工業(yè)閉式氣力輸送設(shè)計(jì)要求,利用理論設(shè)計(jì)計(jì)算方法,對引射器做了設(shè)計(jì)計(jì)算,并給出了主要參數(shù):噴嘴出口直徑為32mm,噴嘴收縮角為12°,混合室長度為380mm,混合室直徑為62mm,收縮段為30°收縮角,確定噴嘴距為142mm,擴(kuò)壓室擴(kuò)散角取10°,長度為150mm。在設(shè)計(jì)引射器時(shí),可將下料口與水平方向成一定角度,本文設(shè)計(jì)為45°當(dāng)引射器噴嘴距為122~142mm范圍時(shí),顆粒的逃逸率為98%,顆?；径寄鼙惠斔?。這是由于引射器進(jìn)料口微負(fù)壓(-4kPa)的存在,使物料可以較輕易的進(jìn)入引射器并能以高輸送率輸送。
