Отходы литиевых батарей содержат значительное количество невозобновляемых тяжелых металлов, имеющих высокую экономическую ценность. Материал положительного электрода этих батарей литиевые батареи Это порошок оксида лития-кобальта. Отрицательный электрод Материал — графитовый порошок. Оба электрода содержат значительные количества металлов, таких как кобальт, никель, марганец, медь и алюминий.
Эффективная переработка и утилизация отработанных или некачественных литиевых батарей может не только снизить нагрузку на окружающую среду, но и предотвратить потерю ценных тяжелых металлов, таких как кобальт, никель и марганец. Поэтому страны по всему миру придают большое значение переработке отходов литиевых батарей. Это связано с ограниченностью ресурсов и необходимостью экологического регулирования.
1. Сухая и мокрая переработка
1. Сравнительный анализ: технологии влажной и сухой переработки отходов.
В процессе переработки и обработки отработанных литиевых батарей используются две основные технологии: сухая переработка и мокрая переработка.
- Технология влажной рециркуляции: Этот подход предполагает длительный технологический процесс, требует значительных первоначальных инвестиций и большого количества оборудования. Кроме того, он не позволяет перерабатывать алюминиевый металл и не может эффективно обрабатывать связующие вещества из ПВДФ (поливинилиденфторида), присутствующие в литиевых батареях.
- Технология сухой переработки отходов: Этот метод в основном делится на высокотемпературный (~800 °C) и низкотемпературный (~400 °C) сухой процесс. Он отличается более коротким технологическим маршрутом и меньшим количеством оборудования. Хотя он может эффективно обрабатывать ПВДФ, он страдает от высокого энергопотребления и требует значительного количества тепла. Кроме того, в процессе сухой обработки неизбежно образуются кислые газообразные фтороводороды (HF) или другие галогеноводороды, а также отходящие газы от крекинга органических соединений. Эти выбросы необходимо утилизировать отдельно, чтобы избежать значительного воздействия на окружающую среду, что требует больших инвестиций в специализированные природоохранные сооружения.
2. Состав системы: центральная роль разделения воздуха
Стандартное оборудование для переработки и утилизации литиевых батарей обычно включает в себя три основных модуля:
- Линия разборки (для повторного использования/вторичного применения батарей).
- Линия воздушно-деструкторской сепарации (центр основных технологий).
- Линия по экстракции (и повторной экстракции).
Линия воздушно-струйной сепарации и измельчения является абсолютным ядром всей экосистемы переработки и утилизации литиевых батарей.
3. Отраслевые узкие места: риски для безопасности и высокие эксплуатационные расходы
Несмотря на технологический прогресс, многие традиционные производители по-прежнему полагаются на устаревшие процессы. Этот рабочий процесс включает в себя последовательность следующих этапов: Измельчение → Вторичное дробление → Помол → Сегментация воздуха (с использованием внешних высоко- и среднетемпературных печей).
Главный недостаток этого широко распространенного процесса заключается в неспособности устранить риски возгорания и взрыва, связанные с обращением с работающими, заряженными отработанными литиевыми батареями непосредственно на месте их образования. В результате, устранение этих угроз безопасности приводит к увеличению затрат на переработку, приближая их к неприемлемому уровню в 3000 юаней за тонну.
4. Технический прорыв: вакуумный пиролиз и снижение затрат без использования газа.
Для устранения этих проблем отрасли мы внедрили передовые зарубежные технологии и провели масштабные технологические реформы, добившись двух крупных прорывов:
- Устранение рисков пожара и взрыва: Механизм подачи материала в нашей собственной высокотемпературной пиролизной печи разработан с использованием частотно-регулируемой скорости. Такая конструкция создает непрерывный высокотемпературный вакуумный конвейер, эффективно нейтрализуя опасность возгорания и взрыва, традиционно вызываемую механическими измельчителями.
- Значительное снижение операционных расходов (OpEx): Это нововведение значительно снижает затраты на производство оборудования и обслуживание затраты. Кроме того, благодаря этой уникальной вакуумной среде, производственная линия не требует дорогостоящего азота или других газов, изолирующих кислород, что значительно сокращает ежедневные эксплуатационные расходы и максимизирует прибыльность.
2. Система переработки и утилизации отработанных литиевых батарей
1. Основная последовательность обработки
Данная система включает в себя оборудование для переработки и утилизации отработанных литиевых батарей, а также оборудование для очистки отходящих газов.
Основная технологическая линия состоит из трех основных этапов, соединенных последовательно:
- Устройство для предварительной обработки и измельчения литиевых батарей перед их переработкой.
- Устройство для пиролиза.
- Устройство для постобработки (включающее оборудование для вторичного дробления, измельчения и воздухоразделения).
2. Компоненты пиролизного устройства
Пиролизное устройство объединяет несколько важных компонентов. Они соединены последовательно в следующей последовательности:
- Пиролизная печь.
- Устройство для регулирования объема воздуха с переменной частотой.
- Устройство для предварительной обработки продукции.
- Интеграция сухой вращающейся печи.
- Устройство для постобработки.
3. Выхлопные газы и связь с окружающей средой
Система газоснабжения тщательно выстроена для эффективного отвода выбросов:
- Выпускное отверстие сушильной вращающейся печи соединено в трех измерениях с выпускным отверстием устройства предварительной обработки и измельчения. Оно также связано с устройством защиты окружающей среды на производстве.
- Выход отходящих газов пиролизной печи напрямую соединен с устройством защиты окружающей среды.
4. Рекуперация тепла и регулирование потока
Для решения проблемы высокого энергопотребления при сухом способе переработки отработанных литиевых батарей в комплект оборудования входит внешний теплообменник. Этот теплообменник устанавливается снаружи пиролизной печи.
Его сеть связи и управления сконфигурирована следующим образом:
- Воздухозаборник внешнего теплообменника соединен с патрубком для отвода высокотемпературных дымовых газов устройства защиты окружающей среды.
- Соединительная труба между выходом отходящих газов пиролизной печи и вращающейся печью сухого процесса снабжена изоляционной втулкой.
- Одна из ответвленных труб подсоединяется к воздухозаборнику внешнего теплообменника.
- Для регулирования объема высокотемпературных дымовых газов на выходе установлено устройство регулирования потока.
5. Энергосберегающий цикл
В системе используется замкнутый цикл рекуперации тепла. Отходящие газы, образующиеся в сушильной камере сухого процесса, сначала поступают в устройство защиты окружающей среды.
Оттуда он проходит через высокотемпературный выпускной патрубок дымовых газов и попадает во внешний теплообменник пиролизного устройства. Этот рециркулируемый газ служит основным источником тепла для пиролизной печи, что значительно снижает энергозатраты.
3. Назначение устройства регулирования расхода
Устройство регулирования расхода на отводном отверстии высокотемпературных дымовых газов предназначено для регулирования объема высокотемпературных дымовых газов, поступающих в патрубок. Регулируя объем воздуха через это устройство, можно поддерживать температуру дымовых газов, поступающих в воздухозаборник внешнего теплообменника, в диапазоне от 400°C до 1000°C.
В идеале эта температура должна контролироваться в диапазоне от 500°C до 650°C. Это создает вакуумную зону, гарантируя, что измельчитель и пиролизная печь будут работать в бескислородной среде, эффективно решая проблему пожаро- и взрывобезопасности при переработке литиевых батарей из источника.
После измельчения отработанные литиевые батареи подаются в пиролизную печь, где органические материалы внутри батарей подвергаются пиролизу. Во время этого процесса связующее вещество PVDF, гексафторфосфат лития и органические растворители, присутствующие в отработанных литиевых батареях, разлагаются под воздействием тепла, образуя отработанный газ крекинга. Затем этот отработанный газ крекинга сжигается, в результате чего образуются углекислый газ, вода, HF и другие газы.
Наноразмерный оксид кальция в устройстве очистки отходящих газов очень активен при рабочих температурах. Он быстро реагирует с HF, образуя фторид кальция, предотвращая попадание HF в атмосферу. Аналогично, любые оставшиеся газы галогеноводорода соединяются с кальцием, образуя галогенид кальция, в то время как углекислый газ и вода обрабатываются устройством защиты окружающей среды производства цемента, гарантируя, что они соответствуют стандартам выбросов.
“Спасибо за прочтение. Надеюсь, моя статья вам поможет. Пожалуйста, оставьте комментарий ниже. Вы также можете связаться со службой поддержки Zelda Online по любым дополнительным вопросам.».
— Опубликовано Эмили Чен
“
