工程设计的难点及先进性
锂离子电池属新材料、新能源领域,在新能源、环保产业得到广泛应用。锂离子电池电解液的工业技术,世界各国都在自主研发,目前没有类似公开的相关资料可以借鉴,本工程设计的工艺技术属业主自主研发的专有技术,高度保密,产品质量特别是纯度要求高,因此工艺选择要求高,由于没有可公开的借鉴资料,设计难度大,需要和技术提供方共同确认。
本次太原化学世纪所量产技改设计较之原有生产线或传统的生产工艺实施了多项改进措施,实现了:从原料到产品全封闭;从间断生产到连续生产;从手工到自动化操作。使现有的产品质量更稳定,生产线产能大幅度提高。
本项目的先进性主要体现在以下几个方面:
1、在量产生产线的设计中,植入DCS自动控制系统,大幅度提高了生产系统的自动化程度。
2、在量产生产线的加热系统中,改变了传统的釜内盘管加热/冷却的加热/冷却方法,使用釜外加套、氮气加热或冷却的工艺,从而提高了温度控制的精确性,提高产品的品质,增强了生产的安全性和可靠性。
3、改进了分子筛吸附柱的设计,使其活化处理程序更为简化,活化时间更短。
4、产品能耗大幅减少
目前,对于锂电池电解液行业,生产规模小,生产时间短,尚未形成经济规模,还未有节能等方面的可比指标,因此无法与国内外类似的企业做出耗能比较,这里只能与原生产工艺主要建厂指标做一比较:本项目单位产品能耗634.23kg标准煤/t,原工艺单位产品能耗1850.29 kg标准煤/t,降低1216.06 kg标准煤/t。
5、采用先进的冷冻配料罐混六氟磷酸锂,代替原冷冻室加六氟磷酸锂。
(1)用冷冻配料罐混料法,节省耗电量。原1000t/a,锂电池电解液生产线的装机容量为753KW,使用容量为465KW,年耗电量为93万KWh,单位产品耗电930KWh。现3000t/a生产线的装机容量为602KW,使用容量为187.5KW。年耗电量为135万KWh,单位产品耗电450KWh。单位产品耗电降低480KWh。比原单位产量耗电降低56.61%。
(2)现工艺连续生产代替原工艺分段生产,提高了产品质量的稳定性,使产品合格率提高,节省了电、蒸汽和水的耗用量。原分段生产工艺,产品合格率较低仅有92%左右,现工艺可以达到98%,提高了6%的合格率,节省了耗电、蒸汽、耗水的数量。每年节电81000KWh,节蒸汽270t,节水810m3。
6、本项目最大耗水设备是水环真空泵,因此,为了节省水资源,项目对于水环真空泵密封用水,全部循环使用,循环利用率达98%。
7、减排:原生产线单位产品耗水量为6.99 m3/t,本项目投产后,单位产品耗水量降至4.5 m3/t,单位产品排水减少了2.49m3/t。按年产3000吨计,每年减排7470m3。
8、现在的产品质量更稳定,单线生产线产能大幅度提高(由原先的200t产能/生产线(年),增至600t产能/生产线(年),使得总产能位于国内前三位),对环境的污染也大幅度降低,同时产品达到了高档电解液的质量要求。