中国粉体网讯 近年来，随着新能源汽车的蓬勃发展，锂在汽车电池上的应用呈现井喷式增长，可以预见氢氧化锂的消费量会越来越大，使得整个氢氧化锂产业展现出前所未有的美好前景。氢氧化锂有无水氢氧化锂和单水氢氧化锂两种。干燥单元操作是氢氧化锂生产过程中至关重要的一环，其设计的合理性直接关系到最终产品质量、操作人员的工作环境及劳动强度和生产工艺的连续性。
单水氢氧化锂的分子式为LiOH·H2O，其为含有一个结晶水的氢氧化锂，产品为白色晶体粉末。氢氧化锂的熔点约为462℃，单水加热时易失去结晶水变成无水LiOH。干燥机的选型，应能满足工艺和生产要求（产能达标、换热面积足够，温度控制精准，不过烘或欠烘）和《电池级单水氢氧化锂》（GB/T 26008—2020）的相关质量要求。真空带式干燥机是目前氢氧化锂的主要干燥设备之一。
真空带式干燥机
带式干燥是一种将物料平摊在连续运行的传送带上，通过热风穿流进行水分蒸发的高效连续式对流干燥技术。带式干燥机，有很多变形，包括真空带式干燥机，热泵带式干燥机、微波或者红外带式干燥机以及闭路循环带式干燥机等。
真空带式干燥机是一种连续进料、连续出料形式的接触式真空干燥设备，待干燥的物料通过进料口直接进入处于高度真空的干燥机内部，摊铺在干燥机内的若干条干燥带上，由电机驱动特制的胶辊带动干燥带以设定的速度沿干燥机筒体方向运动，最后一层为冷却板，通过接触传热将干燥所需能量传递给物料，达到预期出料温度之后经出料口排出。加热介质一般由低压蒸汽或热水提供，设备的真空度由真空泵组实现。
真空多层带式干燥机
真空带式干燥机系统组成
真空带式干燥机系统主要包括干燥机主机、进料系统、出料系统、加热系统、真空系统、冷却系统、履带传输及纠偏系统、CIP在线清洗系统、配电和控制系统、阀门及撬块内管道和冷水机组。
进料系统主要包括一级进料罐、二级进料罐、布料仓、进料真空冷却器和进料蝶阀。出料系统则由一级出料罐、二级出料罐和出料蝶阀等组成。加热系统采用蒸汽加热脱盐水，冷却系统则由一台单独的冷水机组构成。真空系统可分开设置，即进料设置一套真空系统，干燥机本体设置一套主真空系统，真空泵型式可选用水环式或螺杆式。CIP在线清洗系统主要包括清洗水罐、循环泵、固定喷嘴和 360°旋转喷淋头等，确保清洗过程中无死角。
氢氧化锂干燥工段流程
干燥工段进料前应先投用真空系统，将干燥机内部由常压状态预抽到真空状态，当真空度达到设置值要求后即可进料。从离心机出来的湿品氢氧化锂晶体通过螺旋送入一级和二级进料料仓，然后落入第一层履带上，在干燥过程中，物料从第一层掉入第二层、第三层，直至掉入最底层后进入出料系统。在高真空状态下，物料中的水分会不断蒸发，不断带走物料的水分和热量，实现低温干燥。蒸发出来的水蒸气经冷凝器储罐回收后利用。干燥后的物料通过螺旋送入振动筛和除磁器，然后进入缓冲料仓并送至包装线进行打包作业。
氢氧化锂干燥工段流程
真空带式干燥机设计选型
干燥机设备选型计算根据原料条件进行热量衡算和换热面积的计算，以确定干燥机的台套数、层数、换热面积和其他辅助系统的大小。
另外，干燥机的选型还应考虑到可操作性和可维护性，其设计应符合人体工程学，有足够的检修空间，操作维护方便，检修量小；操作环境安全，最大限度避免粉尘，满足职业健康相关规定；可实现在线清洗，最大程度避免人工干预；可靠性高，平均无故障时间长以及采用高度集成化和自动化设计。
氢氧化锂干燥应注意以下几点：
（1）磁性异物
磁性异物会导致锂电池的安全性和电化学性降低，根据GB/T 26008—2020的规定，D1规格的单水氢氧化锂磁性异物含量应小于50×10-9，实际下游客户可能要求更高（10×10-9～20×10-9），甚至会对金属颗粒物数量做出限定。干燥机的选型应避免引入过高的磁性异物。
（2）碳酸根
氢氧化锂如与空气接触，会吸收空气中的二氧化碳，生成碳酸锂。根据GB/T 26008—2020的规定，D1规格的单水氢氧化锂，碳酸根含量不得高于0.4%。干燥机的选型应避免与大气接触。
（3）晶型和粒度要求
根据GB/T 26008—2020的规定，电池级单水氢氧化锂产品粒度D50应满足：3 µm＜D50＜20 µm。干燥机的选型应避免对晶型的破坏和微粉的产生。
小结：
真空带式干燥机具有真空干燥环境、干燥温度低、连续运行、不破坏晶形和不引入磁性异物等诸多优点，是氢氧化锂干燥设备的理想选择；但在运行中依然存在部分产品结块或粘连、履带跑偏、真空度不稳定等问题。为此，需在应用中充分发挥其优势，同时针对固有短板配置专项改良方案，尤其应将自动纠偏系统与真空稳定性保障作为设计核心，方能确保设备长期安全、平稳、可靠运行。
参考来源：
1向华.真空带式干燥机在氢氧化锂生产中的应用
2弥新信息技术咨询：干燥系统的类别、原理和在线计算(online)
（中国粉体网编辑整理/青黎）
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