新能源鋰電池負極材料和廢舊鋰電池資源回收再生建設(shè)項目物料平衡及水平衡分析方案

新能源鋰電池負極材料和廢舊鋰電池資源回收再生建設(shè)項目物料平衡及水平衡分析方案1.1物料平衡（1）正極材料回收工序物料平衡見表3-14及圖3-7。表3-14正極回收工序物料平衡表投入產(chǎn)出物料名稱投入量t/a物料名稱產(chǎn)出量t/a正極極片1004.14正極極粉700NPM2100金屬（鋁箔）150//NMP2033.7//高沸點溶劑18.68//低沸點溶劑22.56//廢水197.5//有機廢氣53.7//蒸餾殘渣8合計3104.14/3104.14（2）負極材料回收工序物料平衡見表3-15及圖3-8。表3-15負極回收工序物料平衡表投入產(chǎn)出物料名稱投入量t/a物料名稱產(chǎn)出量t/a負極極片882.44負極極粉500環(huán)己醇1500金屬（銅箔、鎳箔）230//環(huán)己醇1463.99//高沸點溶劑13.82//低沸點溶劑19.26//廢水111//有機廢氣38.67//蒸餾殘渣5.7合計2382.44/2382.44注：負極材料采用2級袋式收塵器收集，外排的粉塵極少（0.104t/a），平衡計算時忽略不計（3）本項目溶劑平衡見圖3-9和3-10。NMPNMP正極溶解、壓濾、精濾正極極片正極材料粗液烘干蒸餾冷凝回收含水粗液NMP冷凝有機廢氣正極產(chǎn)品金屬片殘液70011.9107.11198192033.766.3有機廢氣41.81508192215.14殘渣高沸點溶劑廢水低沸點溶劑蒸餾冷凝蒸餾冷凝220.062033.7197.522.5626.68818.6821002295.562322.243104.141084.14外售外售圖3-7正極材料回收工序物料平衡圖環(huán)己醇環(huán)己醇負極溶解、壓濾、精濾負極極片負極材料粗液烘干蒸餾冷凝回收含水粗液NMP冷凝有機廢氣負極產(chǎn)品金屬片殘液5008.576.5855851463.9936.01有機廢氣30.172305851567.44殘渣高沸點溶劑廢水低沸點溶劑蒸餾冷凝蒸餾冷凝130.261463.9911119.2619.525.713.8215001624.421643.942382.44882.44外售外售圖3-8負極材料回收工序物料平衡圖NMPNMP正極溶解、壓濾、精濾正極材料粗液烘干蒸餾冷凝回收含于廢水NMP冷凝NMP廢氣含于殘液11.3101.8113.12033.766.3NMP廢氣39.71980.36.62033.72.1210020802082.1根據(jù)核算，NMP與正極材料攪拌過程中，正極材料中含有的有機物（膠體和電解液中的有機物）溶入NMP中，這部分有機物約占總液體量的5%左右正極成品6.6119.7圖3-9NMP溶劑平衡圖環(huán)己醇環(huán)己醇負極溶解、壓濾、精濾負極材料粗液烘干蒸餾冷凝回收含于廢水環(huán)己醇冷凝環(huán)己醇廢氣含于殘液8.172.9811463.9936.01環(huán)己醇廢氣21.711414.51.31463.990.4150014871487.4根據(jù)核算，環(huán)己醇與負極材料攪拌過程中，負極材料中含有的有機物（膠體和電解液中的有機物）溶入NMP中，這部分有機物約占總液體量的5%左右負極成品4.585.5圖3-10環(huán)己醇溶劑平衡圖1.2水平衡根據(jù)工程分析，本項目用水主要為職工生活用水、循環(huán)冷卻用水及生產(chǎn)清洗用水。（1）生活用水量項目定員100人，其中50人在廠區(qū)住宿，廠區(qū)有食堂，經(jīng)查閱參考《河南省地方標(biāo)準-工業(yè)與城鎮(zhèn)用水定額》（DB41T385-2014）及《給水排水設(shè)計手冊》，職工用水定額按住宿100L/(P?d)、非住宿60L/(P?d)，則項目生活總用水量約8m3/d（2400m3/a），產(chǎn)污系數(shù)取0.8，生活污水排放量約6.4m3/d（1920m3/a）。（2）循環(huán)冷卻用水本項目冷凝工序需使用冷卻水進行冷卻，共設(shè)有循環(huán)冷卻水系統(tǒng)2套，循環(huán)水量均為100m3/h，進水溫度15℃，出水溫度＜25℃，單套循環(huán)冷卻水池容量為400m3。這部分循環(huán)水在使用過程中由于自然蒸發(fā)帶走會損耗一部分，需定期補充新水。蒸發(fā)損失率（%）的計算公式為：式中：C損失系數(shù)，C與季節(jié)溫度有關(guān)，一般夏季為0.15-0.16、冬季為0.06-0.08、春秋季度為0.10-0.12；T1，T2為循環(huán)冷卻水進出溫度，本項目循環(huán)水進出水溫度差為10℃。經(jīng)計算，本項目循環(huán)水蒸發(fā)損失率約為1.1%，則循環(huán)水蒸發(fā)耗散量為10560m3/a（35.2m3/d）。這部分蒸發(fā)耗散的水需加入新鮮水進行補充，新鮮水補充量為35.2m3/d。循環(huán)水由于循環(huán)濃縮作用鹽度將隨之增高，需定期更換。一般情況濃縮2.5倍左右時需要更換新鮮水，每月更換200m3新鮮水（折合4個月全部更換一次），循環(huán)系統(tǒng)污水排水量折合6.7m3/d（2010m3/a）。經(jīng)類比調(diào)查，這部分水主要含鈉鹽、鈣鹽及鎂鹽（全鹽類濃度約為600mg/L）和SS。循環(huán)水系統(tǒng)總用水量約為12570m3/a，排污水量約為2010m3/a。（3）生產(chǎn)用水①正負極板清洗用水根據(jù)工藝流程分析，本項目正負極板經(jīng)與極粉分離后，需用水清洗。清洗工序設(shè)有清洗水槽8個（正負極清洗水槽個4個，其中2個一次清洗水槽，2個二次清洗水槽，均為3m3），清洗水循環(huán)使用，半月更換一次。則極板清洗用水約為1.6m3/d，清洗廢水產(chǎn)生量約為1.6m3/d（480m3/d）。根據(jù)建設(shè)單位提供的資料，正極材料分為2種：磷酸鐵鋰和三元材料（鎳鈷錳酸鋰）。這部分廢水主要含COD、SS、部分金屬離子（鐵、鋰、鎳、鈷、錳）、氟化物。②設(shè)備清洗用水根據(jù)建設(shè)單位提供的資料，正常工況下，設(shè)備無需清洗，定期對攪拌機進行清理即可，攪拌設(shè)備清潔方式為使用刮板將內(nèi)壁與攪拌槳上附著的漿料刮下來，刮下來的漿料在下次同樣漿料時可以重新利用，不外排。但在清潔效果不佳或者更換正極材料（回收的正極材料包括磷酸鐵鋰和三元材料）的情況下，采用抹布擦洗攪拌設(shè)備，一般每月擦洗一次，擦洗后，自然晾干。擦洗用水量為3m3/次（0.1m3/d），產(chǎn)生的廢水量約為3m3/次（0.1m3/d）。這部分廢水主要含COD、SS、部分金屬離子（鐵、鋰、鎳、鈷、錳）、氟化物、總P。③蒸餾工序廢水根據(jù)物料平衡分析，蒸餾工序會產(chǎn)生少量的廢水，經(jīng)回收低沸點的有機溶劑后，會產(chǎn)生少量的廢水（主要是物料中的水和堿液噴淋過程中的水進入物料回收系統(tǒng)），經(jīng)核算廢水產(chǎn)生量約為309.5m3/a（折合1.03m3/d），這部分廢水中含有少量的有機溶劑，不含其它污染物，主要污染物為COD。項目水平衡見圖3-8。新鮮水新鮮水51.6極板清洗用水設(shè)備清洗循環(huán)冷卻清