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电池制造过程气体监测-湖南电池制造过程中反应釜氧含量监测项目

项目背景
    合作背景
    随着国家对安全生产法规的日益重视,对于锂电池等高风险行业的生产安全要求也越来越高。进行锂电池反应釜中氧气含量的监测是确保生产过程安全、预防事故发生的重要措施之一。工信部组织修订了《锂离子电池行业规范条件(2021年本)》,这一规范条件明确要求锂离子电池企业及项目应符合国家安全生产等法律法规要求,同时强调了企业应采用技术先进、节能环保、安全稳定、智能化程度高的生产工艺和设备。建立完善的氧气含量监测体系,可以确保生产过程中的安全。
    在环保方面,生态环境部印发《锂电行业建设项目环评审批原则(2024年)》也针对锂电行业建设项目环境影响评价文件的审批提出了要求。氧气含量监测可以帮助企业及时发现和处理废气中的有害物质,确保废气排放符合环保要求。


    项目介绍

    该项目用户为湖南一大型新能源材料综合服务商,被认定为国家企业技术中心、博士后科研工作站、国家高新技术企业、国家技术创新示范企业,获得“国家智能制造工厂”、“绿色制造工厂”、“绿色设计示范企业”等称号。公司核心产品以高镍低钴全系列三元前驱体、高电压四氧化三钴、磷酸铁、钠系前驱体、综合循环回收利用、原材料冶炼、材料装备制造为主要研发方向。
    出于对生产安全、生产效率、产品质量以及节能环保四方面考虑,用户需要为产线配备氧气监测系统,通过监测反应釜中的氧气含量,形成数据参考体系,用以调整生产参数并优化生产工艺,最终在保证安全生产的同时,实现节能降本,提高产品质量与生产效率。
产品原型

    反应釜在线气体成分检测系统



    系统由采样单元、预处理单元、分析单元构成,结合可调谐半导体激光(TDLAS)与红外(NDIR)技术原理,拥有极强的抗干扰能力,可对电池正电极材料碳酸锂焙烧制钴酸锂过程中的O2浓度进行精准测量。主要应用于电池正极材料反应釜氧含量自动监测,通过氧含量监测实现自动充氮保护;反应釜在线气氛检测,通过气体组成分析及时调整反应釜气氛,调整工艺参数。系统设备稳定可靠,可针对含尘、含腐蚀等复杂工况进行特定设计应用。


    产品特性

    1、灵活的气体调节配置,可根据现场需求定制量程

    2、一台设备可满足多点采样,1~4个采样通道可定制

    3、具备自诊断功能,可在线检查传感器状态

    4、高自动化,低维护,无需人工值守

    5、多接口传输,数据管理简捷

    6、防爆等级Ex d IIC T6

    7、传感器采用模块化设计,便于集成


    主要参数

    测量气体 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.
    可扩展测量CO2、CO、CH4、H2、H2S、C2H2、HF、H2O、NMP等



*具体参数请以规格书为准,如需获取更多技术信息,请联系:027-81628829或info@gasanalyzer.com.cn
项目实施

    技术方案

    我司为用户提供的在线气体成分检测系统专门针对样品气中含尘、含湿、含腐蚀性物质的特定工况而设计,广泛运用于冶金、化工行业。系统由预处理单元与分析单元构成,自动完成采样切换、故障处理等操作,保证系统长期稳定、准确、连续自动地在线运行。

    分析单元采用四方仪器自主知识产权的激光氧分析仪,用于在线测量反应釜中O2的浓度,是保证安全生产及工艺调节中必不可少的检测装置。测试数据可通过RS-232或RS-485、4~20mA输出接口传输到上级集中控制系统,为实现远程监测、工艺调整提供实时的数据支持。



    在本项目中,由于反应釜内物质在搅拌过程中有颗粒物在气态物质中悬浮,抽取的样气中含尘量很高。针对此问题,我司检测系统从取样点取出样气后,先后设置了三级过滤装置,保证样气达到分析仪表使用要求。设备最多可支持4个采样点循环采样,采样时间可任意设置。
    气体成分分析单元整体采用模块化设计,内置传感器同样是模块化易集成,维护与操作更为简单。系统配备校准装置,包含标准气体、减压阀、校准管线和接头等部分组成。设置有RS-232或RS-485、4~20mA多类输出接口。


    检测原理 激光(TDLAS)
    组分量程 O2:0~5%;0~20%(量程可以根据用户实际需求配置)
    精度 ≤1%F.S.
    响应时间 ≤5s
    自动校准 本仪器内置自动调零装置


    方案价值

    首先,由于其它氧传感器的技术缺陷导致氧气测量不准确,致使氧气过高和过低导致产品质量和性能不达标,按照国内三元前驱体单价81500RMB/吨来核算成本,企业损失巨大。其次,反应釜生产过程中会产生大量的氢气,如果氧气浓度过高则会暗藏爆炸危险。将氧气浓度控制在1%左右可以有效降低安全风险,为人员安全和公司财物,起到关键性作用。
    本项目采用我司所提供的在线气体成分检测系统,凭借气体选择性好、精度高、稳定性好、无维护成本、不受背景气干扰等优势,为企业完善了产线的氧含量监测体系,确保了生产过程中的安全性和环保性,提高产品质量并降低生产成本,整体推动了产业升级。系统无需人工值守即可实现实时在线监测,大幅降低企业人工成本、化验耗材及仪器维护。以工人每两小时进行一次手工采样为例,本检测系统的添置至少减少人工采样每年10万元(含社保)的企业成本。精准的氧气控制还可以有效减少原材料的消耗,从而节约能源和降低环境污染。


    项目现场



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