Bei der Produktion neuer Energiematerialien wie Eisenphosphat und Lithiumeisenphosphat (LFP) stellt die Rauchgasbehandlung in den beiden Kernprozessen Trocknung und Kalzinierung seit langem eine große Umweltherausforderung dar.
Im Gegensatz zu gewöhnlichen Industrieabgasen zeichnen sich Ofenabgase bei der Herstellung von Lithiumbatterien durch vier entscheidende Merkmale aus: hohe Korrosivität, hohe Temperatur, hohe Viskosität und hochwertiger Staub. Dazu gehören P₂O₅-Kristallisation, die zu Rohrleitungsverstopfungen führt, Korrosion durch starke HF-Säure, ultrafeine Pulver, die leicht Filterbeutel verstopfen, und Schäden an Filtermedien unter Hochtemperaturbedingungen.
Herkömmliche Glasfaserfilterbeutel und PTFE-beschichtete Filterbeutel leiden häufig unter Problemen wie Bruch, Staubaustritt, Stoßwiderstand, häufigem Austausch und geringen Rückgewinnungsraten wertvoller Pulver. Diese Probleme führen nicht nur zu hohen Betriebs- und Wartungskosten, sondern führen auch leicht dazu, dass Feinstaub die Standards überschreitet und die Einhaltung der Umweltvorschriften nicht gewährleistet wird.
Derzeit haben führende Massenproduktionslinien in der Lithiumbatterieindustrie ihre Kernkomponenten zur Staubentfernung umfassend auf industrielle Sintermetallfilterbeutel umgestellt.
Metallfilterbeutel sind auf die spezifischen Arbeitsbedingungen der Eisenphosphattrocknung und LFP-Kalzinierung ausgerichtet und können mit geeigneten Materialien auf der Grundlage tatsächlicher Parameter wie Rauchgastemperatur, Korrosionskonzentration und Staubeigenschaften angepasst werden. Sie sind zu einer unverzichtbaren Kernausrüstung bei der Vorbehandlung von Lithiumbatterie-Abgasen geworden und beseitigen gründlich die Mängel herkömmlicher Filtermedien.
Schwachstellen bei der Rauchgasbehandlung für zwei große Lithiumbatterieprozesse:
1. Schwachstellen im Abgas der Eisenphosphattrocknung
Bei den Sprühtrocknungs- und Blitztrocknungsprozessen von Eisenphosphat liegt die Rauchgastemperatur zwischen 100 und 280 °C und weist eine hohe Luftfeuchtigkeit und einen hohen Feuchtigkeitsgehalt auf. Das Gas enthält ultrafeines, klebriges Eisenphosphatpulver sowie Spuren von Ammoniaknebel und Phosphorsäurenebel.
Die Nachteile herkömmlicher Filterbeutel liegen auf der Hand: Feuchter Staub führt zu Beutelverstopfungen, die Reinigung ist schwierig, der Betriebswiderstand ist hoch und häufige Stillstände zum Beutelwechsel führen zu erheblichen Verlusten bei der Rückgewinnung wertvoller Pulver.
2. Schmerzpunkte im LFP-Kalzinierungs-Endgas
Bei den Hochtemperatur-Sinterprozessen in Drehrohröfen und Schubplattenöfen herrschen noch härtere Bedingungen: Temperaturen von 250–600 °C, enthaltend korrosive Bestandteile wie HF, Phosphoroxide, CO und VOCs.
Das schwerwiegendste Problem ist, dass gasförmiges P₂O₅ bei Temperaturschwankungen leicht kristallisiert und Rohrleitungen verstopft. Fluoride korrodieren herkömmliche Filtermedien stark. Herkömmlichen Filterbeuteln mangelt es an ausreichender Hochtemperatur- und Korrosionsbeständigkeit, wodurch sie sehr anfällig für Verbrennungen, Brüche und Staubaustritt sind, was sich direkt auf den stabilen Betrieb der nachgeschalteten Verbrennungs- und Waschsysteme auswirkt.
Technische Vorteile von Metallfiltermedien in der Rauchgasbehandlung:
Gesinterte Metallfiltermedien eignen sich perfekt für die Hochtemperatur-, stark korrosiven und hochpräzisen Staubentfernungsbedingungen bei der Herstellung von Lithiumbatterien. Sie können je nach Rauchgastemperatur vor Ort, Konzentration des korrosiven Mediums und Staubeigenschaften flexibel ausgewählt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Filtermedien bieten sie erhebliche umfassende Anwendungsvorteile und lösen effektiv verschiedene Probleme bei der Abgasbehandlung von Lithiumbatterien.
Vorteil 1: Extrem hohe Temperaturbeständigkeit, unbeeindruckt von Einwirkungen der Hochtemperatur-Kalzinierung
Unter Arbeitsbedingungen können Metallfilterbeutel kontinuierlich Temperaturen von bis zu 450 °C standhalten, mit einer sofortigen Beständigkeit von mehr als 500 °C, wodurch der reguläre Betriebsbereich der Abgase von Kalzinierungsöfen von 250–400 °C vollständig abgedeckt wird. Für spezielle Ultrahochtemperaturbedingungen können verbesserte hochwertige Metallmaterialien ausgewählt werden, um die Temperaturgrenze weiter zu erhöhen.
Dadurch werden die bei herkömmlichen PTFE- und Glasfaserfilterbeuteln auftretenden Alterungs-, Verbrennungs- und Verformungsprobleme bei hohen Temperaturen vollständig eliminiert. Es besteht kein Grund zur Sorge, dass der Filterbeutel aufgrund von Schwankungen der Ofentemperatur ausfallen könnte. So ist ein kontinuierlicher und stabiler Systembetrieb rund um die Uhr gewährleistet, der den Anforderungen einer kontinuierlichen Massenproduktion perfekt entspricht.
Vorteil 2: Fluor- und Phosphor-Korrosionsbeständigkeit, maßgeschneidert für spezielle Lithiumbatterie-Rauchgase
HF- und Phosphorverbindungen in den Abgasen der LFP-Kalzinierung sind der „Nemesis“ gewöhnlicher organischer Filtermedien und führen bei Langzeitbetrieb zu Versprödung und einem drastischen Abfall der Luftdurchlässigkeit.
Maßgeschneiderte Metallfiltermedien in
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