1. Latar Belakang Proyek
Didorong oleh pertumbuhan pesat pasar baterai energi baru dan superkapasitor di Eropa, sebuah laboratorium ilmu material terkemuka di Prancis (selanjutnya disebut sebagai “Klien”) sedang mengembangkan prekursor karbon berpori berkinerja tinggi yang baru. Material ini, yang dicirikan oleh luas permukaan spesifiknya yang tinggi dan struktur pori yang unik, merupakan komponen penting untuk perangkat penyimpanan energi generasi berikutnya.
Namun, selama transisi dari penelitian dan pengembangan ke produksi skala percontohan, Klien menghadapi tantangan teknis yang signifikan:
- Penggilingan mekanis tradisional menyebabkan runtuhnya struktur karbon berpori, sehingga secara signifikan mengurangi luas permukaan spesifik.
- Yang ada pabrik jet peralatan gagal mengendalikan secara stabil ukuran partikel distribusi (D50) dalam rentang sempit 5-8 μm sambil mempertahankan throughput tinggi sebesar 10-15 kg/jam.
- Rendahnya hasil produksi bubuk halus merupakan masalah yang terus berlanjut.
Oleh karena itu, Klien menginginkan sistem penghancuran dan klasifikasi kering yang disesuaikan, yang mampu mencapai penggilingan dengan kerusakan rendah, pengendalian distribusi ukuran partikel yang sempit, dan efisiensi energi yang tinggi.
2. Tantangan Teknis
- Sensitivitas Material: Karbon berpori bersifat rapuh namun secara struktural mudah patah; benturan yang berlebihan dapat merusak struktur mikropori, sehingga mengganggu kinerja elektrokimia akhir.
- Persyaratan Ukuran Partikel yang Ketat: Target D50 adalah 5-8 μm dengan distribusi sempit (nilai Span rendah). Hal ini penting untuk mencegah partikel besar mempengaruhi elektroda. lapisan keseragaman dan untuk meminimalkan penggumpalan yang disebabkan oleh debu yang terlalu halus.
- Menyeimbangkan Kapasitas dan Presisi: Mempertahankan presisi klasifikasi yang tinggi pada tingkat produksi percontohan/batch kecil sebesar 10-15 kg/jam terbukti sulit.
- Pemulihan Bubuk Halus: Karena ukuran partikel target yang sangat halus, pemisah siklon tradisional kesulitan untuk secara efektif menangkap bubuk dalam kisaran 5-8 μm, yang menyebabkan kehilangan produk dan masalah lingkungan.
3. Solusi: Bubuk Epik Disesuaikan Pabrik Jet Sistem untuk Penghancuran Ultra Halus Karbon Berpori
Untuk mengatasi permasalahan ini, kami menyediakan solusi terpadu berdasarkan Bubuk Epik teknologi inti. Sistem ini terdiri dari tiga modul utama:
3.1 Unit Penghancur Inti: Epic Powder Jet Mill
- Prinsip: Menggunakan tumbukan gas supersonik. Material dihancurkan dengan cara bertabrakan satu sama lain sambil terbawa oleh aliran gas berkecepatan tinggi, bukan dengan membentur dinding ruang.
- Keuntungan:
- Tanpa Keausan & Kontaminasi Rendah: Menghilangkan kontaminasi akibat keausan logam, yang sangat penting untuk material karbon dengan kemurnian tinggi.
- Penggilingan Suhu Rendah: Memanfaatkan efek pendinginan dari ekspansi gas untuk mencegah perubahan struktural atau risiko oksidasi pada karbon berpori akibat kenaikan suhu.
- Intensitas yang Dapat Dikendalikan: Energi penghancuran dikendalikan secara tepat dengan menyesuaikan tekanan nosel dan laju umpan, sehingga melindungi struktur pori.
3.2 Unit Klasifikasi Presisi: Pengklasifikasi Udara Turbo Berkinerja Tinggi
- Konfigurasi: Klasifikasi turbo presisi tinggi yang terintegrasi langsung dengan penggiling jet.
- Fungsi: Pemisahan partikel kasar dan halus secara real-time. Hanya bubuk halus yang memenuhi standar D50 5-8 μm yang melewati roda pengklasifikasi ke dalam sistem pengumpulan, sementara partikel kasar secara otomatis kembali ke ruang penggilingan untuk penggilingan sekunder.
- Memengaruhi: Menghasilkan distribusi ukuran partikel yang sangat sempit, memastikan kontrol ketat terhadap D90 tanpa partikel berukuran terlalu besar.
3.3 Unit Pengumpul Inovatif: Pemisah Siklon dengan Udara Sekunder
- Sorotan Teknis: Inilah inovasi inti dari kasus ini. Untuk mengatasi kesulitan menangkap bubuk halus berukuran 5-8 μm, kami memperkenalkan teknologi Udara Sekunder di bagian bawah pemisah siklon standar.
- Prinsip bekerja:
- Udara sekunder disuntikkan secara tangensial atau aksial dari bagian bawah kerucut siklon, menciptakan tirai udara ke atas.
- Tirai udara ini mencegah serbuk halus yang telah mengendap terangkat kembali oleh aliran udara naik di tengah (Re-entrainment) dan mengoptimalkan medan aliran internal dengan mengurangi gangguan turbulensi.
- Hal ini secara signifikan meningkatkan efisiensi pengumpulan untuk bubuk mikro halus dalam kisaran 5-10 μm, meningkatkan hasil sistem total hingga lebih dari 98%.
4. Parameter Proses dan Data Operasional
Setelah dilakukan uji coba dan optimasi di lokasi, sistem penghancuran ultra-halus karbon berpori beroperasi secara stabil di bawah parameter berikut:
| Parameter | Pengaturan / Hasil | Perkataan |
|---|---|---|
| Bahan yang Diproses | Prekursor Karbon Berpori Prancis | D50 awal ≈ 40-50 μm |
| Ukuran Partikel Target (D50) | 6,2 μm | Terkendali secara stabil dalam rentang 5-8 μm |
| Kapasitas | 12,5 kg/jam | Memenuhi persyaratan desain 10-15 kg/jam |
| Ketepatan Klasifikasi (Rentang) | < 1.2 | Distribusi yang sangat sempit |
| Hasil Sistem | > 98.5% | Hal ini disebabkan oleh teknologi Siklon Udara Sekunder. |
| Retensi Luas Permukaan Spesifik | > 99% | Kehilangan luas permukaan BET yang dapat diabaikan setelah penggilingan |