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電池制造過(guò)程氣體監測-湖南電池制造過(guò)程中反應釜氧含量監測項目

項目背景
    合作背景
    隨著(zhù)國家對安全生產(chǎn)法規的日益重視,對于鋰電池等高風(fēng)險行業(yè)的生產(chǎn)安全要求也越來(lái)越高。進(jìn)行鋰電池反應釜中氧氣含量的監測是確保生產(chǎn)過(guò)程安全、預防事故發(fā)生的重要措施之一。工信部組織修訂了《鋰離子電池行業(yè)規范條件(2021年本)》,這一規范條件明確要求鋰離子電池企業(yè)及項目應符合國家安全生產(chǎn)等法律法規要求,同時(shí)強調了企業(yè)應采用技術(shù)先進(jìn)、節能環(huán)保、安全穩定、智能化程度高的生產(chǎn)工藝和設備。建立完善的氧氣含量監測體系,可以確保生產(chǎn)過(guò)程中的安全。
    在環(huán)保方面,生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《鋰電行業(yè)建設項目環(huán)評審批原則(2024年)》也針對鋰電行業(yè)建設項目環(huán)境影響評價(jià)文件的審批提出了要求。氧氣含量監測可以幫助企業(yè)及時(shí)發(fā)現和處理廢氣中的有害物質(zhì),確保廢氣排放符合環(huán)保要求。


    項目介紹

    該項目用戶(hù)為湖南一大型新能源材料綜合服務(wù)商,被認定為國家企業(yè)技術(shù)中心、博士后科研工作站、國家高新技術(shù)企業(yè)、國家技術(shù)創(chuàng )新示范企業(yè),獲得“國家智能制造工廠(chǎng)”、“綠色制造工廠(chǎng)”、“綠色設計示范企業(yè)”等稱(chēng)號。公司核心產(chǎn)品以高鎳低鈷全系列三元前驅體、高電壓四氧化三鈷、磷酸鐵、鈉系前驅體、綜合循環(huán)回收利用、原材料冶煉、材料裝備制造為主要研發(fā)方向。
    出于對生產(chǎn)安全、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量以及節能環(huán)保四方面考慮,用戶(hù)需要為產(chǎn)線(xiàn)配備氧氣監測系統,通過(guò)監測反應釜中的氧氣含量,形成數據參考體系,用以調整生產(chǎn)參數并優(yōu)化生產(chǎn)工藝,最終在保證安全生產(chǎn)的同時(shí),實(shí)現節能降本,提高產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。
產(chǎn)品原型

    反應釜在線(xiàn)氣體成分檢測系統



    系統由采樣單元、預處理單元、分析單元構成,結合可調諧半導體激光(TDLAS)與紅外(NDIR)技術(shù)原理,擁有極強的抗干擾能力,可對電池正電極材料碳酸鋰焙燒制鈷酸鋰過(guò)程中的O2濃度進(jìn)行精準測量。主要應用于電池正極材料反應釜氧含量自動(dòng)監測,通過(guò)氧含量監測實(shí)現自動(dòng)充氮保護;反應釜在線(xiàn)氣氛檢測,通過(guò)氣體組成分析及時(shí)調整反應釜氣氛,調整工藝參數。系統設備穩定可靠,可針對含塵、含腐蝕等復雜工況進(jìn)行特定設計應用。


    產(chǎn)品特性

    1、靈活的氣體調節配置,可根據現場(chǎng)需求定制量程

    2、一臺設備可滿(mǎn)足多點(diǎn)采樣,1~4個(gè)采樣通道可定制

    3、具備自診斷功能,可在線(xiàn)檢查傳感器狀態(tài)

    4、高自動(dòng)化,低維護,無(wú)需人工值守

    5、多接口傳輸,數據管理簡(jiǎn)捷

    6、防爆等級Ex d IIC T6

    7、傳感器采用模塊化設計,便于集成


    主要參數

    測量氣體 量程 精度 分辨率
    O2 0~1000ppm ±2%F.S. 1ppm
    0~5%VOL ±2%F.S. 0.01%
    0~25%VOL ±1%F.S.
    可擴展測量CO2、CO、CH4、H2、H2S、C2H2、HF、H2O、NMP等



*具體參數請以規格書(shū)為準,如需獲取更多技術(shù)信息,請聯(lián)系:027-81628829或info@gasanalyzer.com.cn
項目實(shí)施

    技術(shù)方案

    我司為用戶(hù)提供的在線(xiàn)氣體成分檢測系統專(zhuān)門(mén)針對樣品氣中含塵、含濕、含腐蝕性物質(zhì)的特定工況而設計,廣泛運用于冶金、化工行業(yè)。系統由預處理單元與分析單元構成,自動(dòng)完成采樣切換、故障處理等操作,保證系統長(cháng)期穩定、準確、連續自動(dòng)地在線(xiàn)運行。

    分析單元采用四方儀器自主知識產(chǎn)權的激光氧分析儀,用于在線(xiàn)測量反應釜中O2的濃度,是保證安全生產(chǎn)及工藝調節中必不可少的檢測裝置。測試數據可通過(guò)RS-232或RS-485、4~20mA輸出接口傳輸到上級集中控制系統,為實(shí)現遠程監測、工藝調整提供實(shí)時(shí)的數據支持。



    在本項目中,由于反應釜內物質(zhì)在攪拌過(guò)程中有顆粒物在氣態(tài)物質(zhì)中懸浮,抽取的樣氣中含塵量很高。針對此問(wèn)題,我司檢測系統從取樣點(diǎn)取出樣氣后,先后設置了三級過(guò)濾裝置,保證樣氣達到分析儀表使用要求。設備最多可支持4個(gè)采樣點(diǎn)循環(huán)采樣,采樣時(shí)間可任意設置。
    氣體成分分析單元整體采用模塊化設計,內置傳感器同樣是模塊化易集成,維護與操作更為簡(jiǎn)單。系統配備校準裝置,包含標準氣體、減壓閥、校準管線(xiàn)和接頭等部分組成。設置有RS-232或RS-485、4~20mA多類(lèi)輸出接口。


    檢測原理 激光(TDLAS)
    組分量程 O2:0~5%;0~20%(量程可以根據用戶(hù)實(shí)際需求配置)
    精度 ≤1%F.S.
    響應時(shí)間 ≤5s
    自動(dòng)校準 本儀器內置自動(dòng)調零裝置


    方案價(jià)值

    首先,由于其它氧傳感器的技術(shù)缺陷導致氧氣測量不準確,致使氧氣過(guò)高和過(guò)低導致產(chǎn)品質(zhì)量和性能不達標,按照國內三元前驅體單價(jià)81500RMB/噸來(lái)核算成本,企業(yè)損失巨大。其次,反應釜生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量的氫氣,如果氧氣濃度過(guò)高則會(huì )暗藏爆炸危險。將氧氣濃度控制在1%左右可以有效降低安全風(fēng)險,為人員安全和公司財物,起到關(guān)鍵性作用。
    本項目采用我司所提供的在線(xiàn)氣體成分檢測系統,憑借氣體選擇性好、精度高、穩定性好、無(wú)維護成本、不受背景氣干擾等優(yōu)勢,為企業(yè)完善了產(chǎn)線(xiàn)的氧含量監測體系,確保了生產(chǎn)過(guò)程中的安全性和環(huán)保性,提高產(chǎn)品質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本,整體推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)升級。系統無(wú)需人工值守即可實(shí)現實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測,大幅降低企業(yè)人工成本、化驗耗材及儀器維護。以工人每?jì)尚r(shí)進(jìn)行一次手工采樣為例,本檢測系統的添置至少減少人工采樣每年10萬(wàn)元(含社保)的企業(yè)成本。精準的氧氣控制還可以有效減少原材料的消耗,從而節約能源和降低環(huán)境污染。


    項目現場(chǎng)



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