鋰電廢水蒸發(fā)處理工藝
進些年來, 隨著新能源汽車持續(xù)高速增長,電池行業(yè)持續(xù)高景氣,電池市場帶動了材料需求持續(xù)增長。與此同時,產(chǎn)業(yè)發(fā)展過快也帶來了很多問題,主要表現(xiàn)在原材料的供給上。近年來,包括鎳、鈷、鋰等主要原材料價格迅速上漲,因需求增長過快以及環(huán)境保護等各方面因素影響,導(dǎo)致鎳鈷鋰材料總體供應(yīng)出現(xiàn)短缺。
就在此行業(yè)背景下,大量新產(chǎn)品相繼上市,三元前驅(qū)產(chǎn)品.碳酸鋰.氫氧化鋰.硫酸錳.硫酸鈷.硫酸鎳等原材料生產(chǎn)廠家紛紛擴產(chǎn)以滿足未來市場的需求。
鋰電業(yè)水質(zhì)特征。
鋰電業(yè)蒸發(fā)結(jié)晶處理工藝:
LiCO3、LiOH生產(chǎn)中,通過鋰輝石酸浸出的LiSO4要經(jīng)過蒸餾濃縮至一定濃度,才能用來沉淀LiCO3。LiOH粗品和LiOH也需要通過蒸發(fā)結(jié)晶和二次蒸發(fā)結(jié)晶來獲得。類似地,NiSO4、CoSO4、MnSO4生產(chǎn)過程中的最后一個步驟是蒸發(fā)結(jié)晶和干燥。
鋰電業(yè)蒸發(fā)結(jié)晶處理工藝:
鋰電廢水,特別是LiCO3沉淀后的廢水,主要以硫酸鈉為主,硫酸鈉含量較高接近飽和,廢水中COD含量較高,且含有少量氟離子約200mg/L,氟離子影響蒸發(fā)設(shè)備選材,在進入蒸發(fā)前可投加氯化鈣采用化學(xué)沉淀方式沉淀大部分氟離子,經(jīng)過,進入蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)結(jié)晶脫鹽后,蒸餾水去生化處理后達標排放。蒸發(fā)設(shè)備建議采用高效節(jié)能的MVR形式
MVR原理:
MVR是機械蒸汽再壓縮技術(shù)(Mechanical Vapor Recompression )的簡稱。MVR是重新利用它自身產(chǎn)生的二次蒸汽的能量,從而減少對外界能源需求的一項節(jié)能技術(shù)。MVR蒸發(fā)器其工作過程是將低溫位的蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮,溫度、壓力提高,熱焓增加,然后進入換熱器冷凝,以充分利用蒸汽的潛熱。從蒸發(fā)器出來的二次蒸汽,經(jīng)壓縮機壓縮,壓力、溫度升高,熱焓增加,然后輸送至蒸發(fā)器的加熱室當作加熱蒸汽使用,使料液維持沸騰狀態(tài),而加熱蒸汽本身則冷凝成水,這樣蒸汽就得到了充分利用。
MVR蒸發(fā)工藝流程圖如下:
工藝簡介:
1) 物料系統(tǒng)
原水罐(池)→進料泵→預(yù)熱器→MVR強制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)→出料泵→結(jié)晶罐→離心機→固體濕鹽
蒸發(fā)系統(tǒng)采用強制循環(huán)工藝,配置一臺強制循環(huán)泵,為了保證物料在列管內(nèi)滿管高速流動,防止物料結(jié)垢堵管。強制循環(huán)工藝特點如下:
強制循環(huán)蒸發(fā)器用于避免在加熱面上沸騰而形成結(jié)垢或產(chǎn)生結(jié)晶的工況。
強制循環(huán)蒸發(fā)溶液在設(shè)備內(nèi)的循環(huán)主要依靠循環(huán)泵產(chǎn)生強制流動。
物料在加熱器內(nèi)不蒸發(fā),不會發(fā)生濃度變化,在分離結(jié)晶器中閃蒸后濃度才會升高,因此不會附著在熱交換面引起熱交換面結(jié)垢。
分離主體有非常充分的液/氣分離面積和分離高度,可以保證長時期蒸發(fā)量和出料濃度穩(wěn)定。
運行能耗:以進料量:8335kg/h,蒸發(fā)量5500kg/h案例,蒸汽單價按:260元/t,電價按0.7元/kw,折算運行成本。
四、經(jīng)濟性分析 |
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汽耗 |
總 |
150 |
kg/h |
電耗 |
運行 |
298.405 |
kW/h |
蒸發(fā) |
150 |
kg/h |
裝機 |
370.65 |
kW/h |
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水耗 |
總 |
80 |
t/h |
氣耗 |
總 |
15 |
Nm3/h |
冷凝 |
80 |
t/h |
儀表 |
15 |
Nm3/h |
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其他 |
0 |
t/h |
其他 |
0 |
Nm3/h |
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水耗 |
按蒸發(fā)量 |
¥47.37 |
元/t |
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按處理量 |
¥31.54 |
元/t |
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8000h運行 |
¥2,103,068.00 |
元/y |
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