Projeto de 12 silos com 7 000 m³ para armazenamento de material para ânodos de baterias de lítio e coque de petróleo

Conceção de um sistema de armazenamento em silos de aço e de alimentação automatizada para materiais de ânodo de baterias de lítio

Estratégia de planeamento da capacidade de armazenamento de coque de petróleo e material de ânodos

Conceção de silos de aço para o armazenamento de material de ânodo de baterias de lítio e para sistemas de automatização destinados à alimentação de material

Planeamento de sistemas de armazenamento de coque de petróleo e de material para ânodos

Este estudo de caso analisa uma fábrica de materiais para ânodos de baterias de lítio localizada em Qujing, na província de Yunnan. O sistema de armazenamento foi concebido para dar resposta a duas matérias-primas a granel essenciais, coque de petróleo e grafite como matérias-primas para ânodos. As operações de fabrico do cliente foram concebidas com um limite máximo de 100 000 toneladas por ano. Era necessário um projeto de silo de armazenamento integrado que permitisse a funcionamento contínuo e sem restrições da unidade de produção, bem como a manutenção da qualidade do material a granel, e minimizando a quantidade de trabalho manual no silo de armazenamento.

Na fabricação de materiais para baterias de lítio, o coque de petróleo é uma das principais fontes de carbono para o processo de grafitização. A necessidade diária pode ser da ordem de 250-400 toneladas. O planeamento da capacidade do silo foi realizado tendo em conta a garantia da continuidade da produção, o estabilidade da cadeia de abastecimento, e a rotação da matéria-prima.

Entre as considerações relativas à conceção das capacidades de armazenamento, destacou-se o facto de os projetistas terem mantido uma reserva de matérias-primas equivalente a 15 a 30 dias para garantir que o processo de fabrico não fosse interrompido devido a atrasos no transporte ou a alterações no processo de aquisição. A conceção dos silos foi precedida por uma simulação do fluxo. As simulações tiveram em conta a densidade aparente, o ângulo de repouso e as características de descarga do material.

Requisitos de conceção estrutural e de armazenamento em condições de higiene para silos de aço destinados a material anódico

Requisitos de conceção para o armazenamento de materiais anódicos

A produção de materiais para baterias de lítio requer níveis mais elevados de limpeza para o armazenamento de materiais em silos do que o armazenamento tradicional de materiais como o cimento ou os cereais. Até mesmo o o mais ínfimo vestígio de contaminação pode afetar o desempenho e consistência da bateria do produto.

O sistema de silos de aço integra armazenamento selado com funcionalidades para transferência controlada de material. No que diz respeito ao sistema de silos, as superfícies que entrariam em contacto com os materiais do ânodo foram concebidas para terem pouco ou nenhum acúmulo de materiais e “zonas mortas”. Para tal, as ligações foram concebidas de forma a acumular menos pó e foram previstas aberturas, destinadas à manutenção e às inspeções, para facilitar a manutenção regular e a remoção do pó.

As partes superiores dos silos foram concebidas com sistemas de recolha de poeira que estavam ligados a sistemas centrais de recolha de poeira. Durante as operações pneumáticas, a concentração de poeira foi mantida abaixo dos limites permitidos no ambiente, o que resultou em perda mínima de materiais. O sistema de silos de aço fechados também contribuiu para melhoria na limpeza e manutenção da casa e menor exposição ao material em comparação com os sistemas de armazenamento tradicionais e abertos.

Concepção para uma descarga estável e anti-segregação de pós finos

Descarga de pós de carbono finos e de baixa fluidez

O manuseamento de pós de carbono finos e de baixa fluidez representou um desafio significativo em termos de conceção, devido ao seu tamanho de partícula de menos de 100 micrómetros ter tendência para ligação e «rat-holing» em armazenamento, bem como segregação durante a alta hospitalar.

Para mitigar esta situação, foram concebidas várias tecnologias de assistência ao fluxo. A conceção dos silos era tal que a dimensão característica do fluxo era suficientemente grande para garantir que o material fluísse para dentro fluxo mássico, em vez de fluxo em funil. Este projeto também garantiu que o material não fluísse em grandes quantidades, deixando grandes vazios.

Foram também incluídas as seguintes características de conceção:

• Conceção do fluxo mássico: Os silos foram concebidos para garantir que, em nenhuma circunstância, ficassem grandes espaços vazios e que o material fluísse.
• Prevenção de transição: Os silos foram concebidos com sistemas pneumáticos e mecânicos de facilitação do fluxo, de modo a garantir que, em nenhuma circunstância, ocorresse uma falha de formação de pontes durante a descarga.
• Prevenção da segregação: Os silos foram concebidos e construídos de forma a garantir que, durante o enchimento, não se acumulasse poeira e que não ocorresse segregação dos materiais.
• Sistemas de monitorização de caudal: A análise dos dados de descarga permitiu aumentar a estabilidade e a precisão da alimentação de material nos nossos processos.
• Integração com sistemas de gestão de inventário: A medição do nível em tempo real permitiu a planificação da produção e a rastreabilidade dos materiais.

Consequentemente, o sistema de armazenamento manteve descarga estável mesmo com ciclos de produção contínuos com duração superior a 72 horas. A consistência dos materiais fornecidos aos processos a jusante de moagem, grafitização e mistura também foi melhorada.

Concepção da integração de um sistema automatizado de transporte e dosagem

Integração do projeto de sistemas automatizados de transporte e dosagem

O sistema de silos de armazenamento foi totalmente integrado com sistemas automatizados de transporte e dosagem em todas as linhas do sistema de produção do material do ânodo. Os percursos de transferência de materiais foram concebidos para ligar a receção de matérias-primas, os silos de armazenamento, os sistemas de pesagem e o equipamento de processamento através de sistemas de transporte fechados.

Os processos automatizados de transporte e dosagem foram integrados no sistema de controlo da fábrica, permitindo aos operadores controlar vários fluxos de material ao mesmo tempo. Foram implementados sistemas de pesagem de alta precisão para garantir um precisão de dosagem de ±0,51 TP6T para garantir a consistência da formulação do material da bateria.

O sistema de transporte foi concebido para cobrir um intervalo operacional de 20 toneladas/hora a mais de 150 toneladas/hora de material, dependendo do processo. Para cumprir os requisitos de redundância operacional e tempo de inatividade reduzido ao mínimo, o sistema de transporte foi concebido com linhas de transporte redundantes.

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Como garantir um armazenamento seguro e uma alimentação precisa dos materiais anódicos

Soluções para o controlo de poeiras e a otimização da perda de material

—— Como os sistemas de silos de aço garantem o armazenamento seguro e a alimentação precisa de materiais de ânodo

Os sistemas de transporte, armazenamento e dosagem de pó fino de coque de petróleo e grafite representam um desafio devido ao pó que geram. Nos sistemas de materiais para baterias de lítio, os sistemas de gestão do pó são fundamentais para conformidade ambiental, qualidade dos produtos e segurança dos colaboradores.

O design integrou sistemas fechados de manuseamento de materiais com sistemas avançados de recolha de poeira que extraem e capturam partículas de poeira com dimensões inferiores a 10 micrómetros. Foram instalados sistemas de extração por pressão negativa nas estações de transferência, nas fossas de receção e durante o enchimento dos silos. Este projeto permitiu reduzir as emissões de poeira durante o manuseamento e a recuperação de materiais, além de recolher o produto perdido durante o manuseamento.

As medições contínuas revelaram que a perda de material manteve-se abaixo de 0,31 TP6T com um eficiência de recolha de poeiras de 99,51 TP6T.

Soluções anti-ponte e de descarga uniforme

Os pós à base de grafite tendem a formar pontes com facilidade devido à sua estrutura particulada e ao baixo teor de humidade. Estes pós exigiram ensaios específicos em tremonhas e modelação computacional do fluxo para garantir um projeto adequado. Medidas de fiabilidade do fluxo incluído:

• Geometria otimizada da tremonha
• Equipamento de assistência ao fluxo
• Sistemas de monitorização de nível
• Lógica de controlo de descarga

Soluções automatizadas de gestão de armazenamento e dosagem

A automatização centralizada dos sistemas de controlo da fábrica integrou o sistema de armazenamento, acompanhou o inventário em processo e controlou a programação da produção. A integração dos sistemas proporcionou maior controlo do fluxo de matérias-primas do armazenamento para a produção.

A dosagem automatizada reduziu interações com os operadores e melhorado consistência do lote para várias linhas de produção. Isto permitiu a implementação de um sistema de gestão de matérias-primas que era estável e escalável para a produção em grande escala de materiais para baterias de lítio.

Oferecemos Soluções EPC personalizadas para silos de aço desde a fase de conceção e engenharia até à fase de fabrico e construção. Deve definir os detalhes e especificações necessários relativos à quantidade e ao tipo de silo pretendidos, bem como à capacidade de produção prevista. Contacte-nos hoje mesmo com todos os detalhes para obter planos adaptados às suas especificações!

Tendências de atualização inteligente nos sistemas de armazenamento de materiais energéticos novos

Tendências de desenvolvimento das instalações de armazenamento de materiais anódicos em grande escala

Uma vez que a procura por baterias de lítio continua a aumentar, muitas fábricas de materiais para ânodos estão agora a expandir a sua produção para além do Faixa de capacidade de produção anual de 100 000 a 300 000 toneladas. As unidades de produção em grande escala exigem sistemas de armazenamento em silos de aço totalmente automatizados e altamente centralizados que permitam armazenar grandes quantidades de stock e otimizar o fluxo logístico de materiais.

Tendências em dosagem inteligente e gestão digital

Um número crescente de projetos futuros centrar-se-á na integração de dados de produção em tempo real, dosagem automatizada e controlo inteligente de stock. Os sistemas de gestão digitais irão promover a utilização racional das matérias-primas, facilitar a rastreabilidade e permitir a implementação de manutenção programada.

Tendências no desenvolvimento de sistemas de armazenamento de alta limpeza

Os produtores de materiais para baterias estão a atribuir cada vez mais importância à contaminação e aos processos de produção e manuseamento limpos. Os sistemas de silos de aço estão a ser totalmente concebidos para sistemas fechados com limpeza automatizada, filtração de alta eficiência e sistemas de controlo de qualidade. Estes sistemas estão a ser concebidos para dar resposta às normas de produção cada vez mais exigentes aplicáveis aos materiais para baterias.