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沥青拌合(再生)设备

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超高压压榨机

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岩沥青设备

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磷酸铁锂&正极材料工厂节能减排方向及措施--2

二、磷酸铁锂项目节能减排路径:磷酸铁锂项目需从前期咨询、规划设计、建设施工、生产运营、技术改造等实施过程进行项目全生命周期节能减排,统筹成本及自身应用场景,选用先进生产工艺路线,本文结合在磷酸铁锂项目上的经验,对磷酸铁锂项目节能减排路径进行了以下分析。

2.1、项目选址:严格落实选址节能评估分析,选址地理位置优越,靠近所需原材料供应地,运输便捷,能源供应有保障且流线短,有助于节能减排。西南地区拥有我国最丰富的锂和磷资源,这对于锂电企业供应链配套至关重要,西南地区的资源、政策优势聚集起大批锂电企业。四川拥有国内较好的锂矿资源、丰富的水电、磷铁资源,在双碳背景下,凭借得天独厚的矿产、土地、人才资源和相关配套成本优势,宁德时代、厦钨新能、湖南裕能、万华化学、川发龙蟒、协鑫锂电等知名企业磷酸铁锂项目落户四川。

2.2、工艺及技术方案比选:磷酸铁锂生产工艺决定了项目能耗和节能减排的方向。各生产企业结合建设运营成本,综合考量市场和项目实施单位实际情况,选用适合自身条件的先进生产工艺技术方案,有利于节能减排和企业发展。在固相法生产工艺案例方面,天原锂电新材有限公司同科研院所合作进行技术创新,选用改进的磷酸铁+固相法生产工艺,该工艺具有成熟可控、产品性能优良、正极材料克容量和压实密度优异等优点的同时,对磷酸铁锂细混工序进行技术升级,使其固含量由目前 35%提高至 50%,使得后续干燥、烧结阶段停留时间减少,用能可降低约 30%; 协鑫锂电独家创新固相法一步合成,去掉了前驱体磷酸铁合成、提纯、洗涤、压滤闪蒸干燥等工序,工艺更简化,原料更便宜,单体产能更大,自动化程度更高,该合成工艺中无液体原料,工艺研磨时间缩短,大大降低能耗成本。在液相法生产工艺案例方面,厦钨新能源采用自主创新的液相法生产工艺,做成电池后低温性、倍率性等性能更加优异,该技术路线制备所得的产品的电化学性能指标达到国内行业先进水平且产生少量废水、废气和废渣,环保程度高,降低了能耗和成本。在磷酸铁锂赛道上,若企业能够在锂源/铁源/碳源/磷源上把握关键资源、自主研发,掌握成熟、安全可靠的工业化工艺路线,生产出比主流磷酸铁锂性能更加优异的磷酸铁锂材料,对比现在主流工艺路线,在成本、能耗、安全性、规模化上更具优势,更符合节能减排理念。

2.3、主要用能工序分析:分析用能工序,找出主要用能工序并进行优化将有助于节能减排。磷酸铁锂项目用能工序因生产工艺不同而不同,固相法用能工序通常包括原料准备、研磨、喷雾干燥、窑炉烧结、粉碎及后处理等工序。固相法工艺中,关键是原材料混合时必须均匀,采用的固相法主要用能工序包括投料、预混、喷雾干燥、烧结以及破碎后处理等,其中主要用能工艺为喷雾干燥、烧结工序。喷雾 干 燥 工 序 能 耗 占 项 目 综 合 能 耗 的比例约 37% ~45. 30%,烧结工序能耗占综合能耗比例约为 21% ~ 31%。德方纳米液相法主要包括原材料混合、前驱体制备、初碎、造粒、烧结、粉碎、除铁、成品包装等工序,据相关项目节能报告审查意见,其主要用能工序为烧结工序。德方纳米液相法将原材料在液体中混合,利用自发热制备成前驱体,同时因颗粒纳米化也无需球磨等工序,而通常固相法在制备前驱体过程中,需要反复研磨、分选、喷雾干燥等工序混合原材料,过程相对繁琐、能耗相对较高。此外,在进行破碎干燥和烧结等后续工艺时,液相法烧结温度为 650 ~ 680 ℃,而固相法烧结温度更高为700~ 730 ℃。厦钨新能源采用自主研发液相法,用能工艺包括原料准备、破碎、洗涤、细磨、乳化、高压反应、包覆、喷雾干燥、烧结、包装等工序。项目主要用能工序为细磨、高压反应、喷雾干燥、烧结、气碎包装工序,主要用能工序能耗占项目综合能耗的比例约 84%,项目工艺用能占整个项目综合能耗的 90%以上。因此无论是固相法还是液相法,优化主要用能工序耗能是节能减排的重点。

2.4、主要用能设备:工艺不同,设备选型则不同,主要用能设备不同。采用固相法,通常主要用能设备有砂磨机、干燥装置、辊道窑、气流磨等工艺设备及变压器、冷水机组、空压机、各类风机水泵、电机等公辅设备; 德方纳米液相法主要用能设备有造粒机、辊道窑、砂磨机、气流磨等工艺设备及蒸发装置、变压器、空压机、各类水泵电机等公辅设备; 厦钨新能源自主研发液相法,主要用能设备包括反应釜、粉碎机、砂磨机、乳化机、烧结炉、气流磨、干燥机等工艺设备及空压机、冷水机组、MVR 压缩机、各类水泵电机等公辅设备。优化主要用能设备,根据项目生产规模和工艺要求,严格落实设备选型原则,按照《重点用能产品设备能效先进水平、节能水平和准入水平( 2022 年版) 》要求,选用达到先进、节能水平要求的耗能设备。优先采用《国家重点节能低碳技术推广目录》及其他推荐目录中的节能技术、生产工艺和用能设备将有助于节能减排。

2.5、其他方面:工艺不同,其涉及节能减排的路线则不同。优质锂源/铁源/碳源/磷源等原材料,将有助于生产同时减少后期三废处理能耗。如选用杂质少、纯度高的铁矿粉可以直接与其他原材料进行高度活化、混合搅拌,减少后期三废处理能耗。针对不同工艺结合成本,设计统筹选用技术先进、节能、自动化智能化水平较高的工艺路线及节能型设备,融合能效评估、余热利用、在线监测等技术手段将有助于节能减排。

2.6、磷酸铁锂项目能耗水平:结合经验及发改委节能报告审查意见,对近年来采用固相法和液相法的磷酸铁锂项目能效水平进行对比分析,其能效水平被认为处于国内行业先进水平的部分项目单位产品综合能耗( 包括前驱体和后续工序) 见表 1 所示,能耗指标供相关技术人员参考。

 

发布时间:2024/7/17 6:29:00 查看:50次

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