国家标准计划《N-甲基吡咯烷酮(NMP)废液回收及循环利用装置技术规范》由 TC294(全国废弃化学品处置标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国石油和化学工业联合会。
主要起草单位 清华大学天津高端装备研究院 、天津木华清研科技有限公司 、生态环境部固体废物与化学品管理技术中心 、宁德新能源科技有限公司 、合肥国轩高科动力能源有限公司 、惠州亿维锂能股份有限公司 、江苏天合储能有限公司 、利信(江苏)能源科技有限责任公司 、欣旺达电动汽车电池有限公司 、宁夏宝丰新能源科技股份有限公司 、航天国华生态环境有限公司 、厦门海辰储能科技股份有限公司 、广州鹏辉能源科技股份有限公司 、湖北金泉新材料有限公司 、河南中汇电子新材料有限公司 、广东邦普循环科技有限公司 、格林美股份有限公司 、天能电池(芜湖)有限公司 、中国科学院青海盐湖研究所 、浙江天能电源材料有限公司 、广东佳纳能源科技有限公司 、广州市环境保护技术有限公司 、贵州中伟资源循环产业发展有限公司 、衢州华友资源再生科技有限公司 、北京赛德美资源再利用研究院有限公司 、北海锂能新材料科技有限公司 、天津赛德美新能源科技有限公司 、浙江中创资源循环利用创新中心有限公司 、苏州博萃循环科技有限公司 、嘉善绿野环保材料厂 、中海油天津化工研究设计院有限公司 。
| 13 环保、保健和安全 |
| 13.030 废物 |
| 13.030.40 废物处置和处理设备和装置 |
1. 新能源锂电池制造行业作为承载新能源交通发展及风电、光伏储能发展的重要基础环节,已然成为绿色低碳发展,国家能源结构调整的排头兵,行业应用加速拓展,助推双碳进程加快,2022年行业总产值突破1.2万亿元。
中共中央国务院于2021年10月24日发布《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,实现碳达峰、碳中和,是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局做出的重大战略决策,是着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择,是构建人类命运共同体的庄严承诺。
为完整、准确、全面贯彻新发展理念,实现“双碳”目标,强化绿色低碳发展规划引领,优化绿色低碳发展区域布局,加快形成绿色生产生活方式,大力发展绿色低碳产业,已成为全社会各行各业的普遍广泛共识。
2023年2月23日,工业和信息化部发布《2022年全国锂离子电池行业运行情况》,2022年全国锂离子电池产量达1325GWh,同比增长超过130%,行业总产值突破1.2万亿元。
2022年锂电在新能源汽车领域以及风光储能、通信储能、家用储能等储能领域加快兴起并迎来增长窗口期,2022年全国新能源汽车动力电池装车量约295GWh,储能锂电累计装机增速超过130%。
2022年全国锂电出口总额3426.5亿元,同比增长86.7%,为新能源高效开发利用和全球经济社会绿色低碳转型做出积极贡献。
到2025年锂电池国内外产能预计达到4335GWh,2030年达到6025GWh。
2. 新能源锂电池制造行业高速发展,降本增效,绿色工厂建设成为普遍标识,生产物料的资源化及循环利用成为锂电池生产企业的必然选择。
锂电池生产过程中N-甲基吡咯烷酮(NMP)废液回收及循环利用可使锂电池工厂降低NMP采购成本超过65%,目前成为锂电池工厂建设过程中的标准配置,急需有效的国家标准进行指导,提高循环利用效率,规范产业发展。
NMP是优良的极性有机溶剂,广泛应用于锂电池正极材料生产过程中,从分散PVDF浆料,到作为液体载体涂布浆料,再到挥发造孔,使得NMP成为锂电池生产制造过程中必不可少的辅助材料,需求增长尤为明显。
全国NMP产能的94%应用于锂电池生产过程中。
每生产1 GWh动力电池,约消耗1700吨NMP,产生NMP废液约2100吨(NMP废液浓度80%计)。
对应2022年NMP使用量230万吨,NMP 废液产生量285万吨;2025年NMP的使用量达到740万吨,NMP 废液产生量925万吨;2030年NMP使用量达到1030万吨,NMP 废液产生量1280万吨。
2025年NMP市场规模可达到1700亿元,2030年可达2500亿元。
NMP需求量越来越大,采用NMP废液回收及循环利用装置NMP回收率可达到99%,可降低锂电池企业NMP采购成本达65%以上。
因此,在锂电池工厂内进行NMP废液回收及循环利用已经成为锂电池工厂解决NMP需求缺口、降低企业成本、响应节能减排、绿色低碳政策的有力方案,呈现良好的发展趋势。
目前,NMP废液回收及循环利用装置已在宁德新能源、比亚迪、海辰储能、鹏辉能源、欣旺达、亿维锂能、宝丰能源等头部锂电企业成功应用。
当前,各大锂电池制造企业的新建基地普遍都已规划NMP废液回收及循环利用装置,成为锂电池制造生产线上必有不可少的配套设备之一,应用广泛。
与此同时,NMP废液中含有重金属离子、小分子有机胺类等有害物质。
NMP废液处理处置事关锂电池制造生产的安全性及环保性,目前国家标准缺失,给锂电生产企业的标准化生产带来一定的制约性影响,新能源锂电行业迫切需要制定NMP废液回收及循环利用方面的国家标准,为广大的新能源锂电池生产企业提供可供参考的建设规范,指导行业降本增效的同时,提高生产安全性及环保性。
近两年NMP废液回收及循环利用装置在锂电池生产制造企业内大范围应用,降本增效结果显著,具有扎实的标准制定条件及生产数据基础支撑。
本标准的制定符合国家政策导向,有利于规范锂电池生产企业废有机溶剂的处理处置,对于落实生态文明理念、推进循环经济发展以及完善废弃资源综合利用标准体系具有重要意义。
1. 范围 本标准规定了N-甲基吡咯烷酮(NMP)废液回收及循环利用装置的一般要求、单元要求、回收及循环利用方法、环境保护要求、验收及性能试验、运行与维护以及标志、包装、运输和贮存。 本标准主要适用于生产锂电池过程产生的NMP废液的回收与提纯过程以及塑料、芳烃、橡胶、润滑油、电子等行业生产过程中产生的NMP废液的提纯过程。 2.主要技术内容 2.1 NMP废液回收及循环利用装置由回收单元和提纯单元两部分组成。 2.2 回收单元主要结构由四部分组成:冷凝冷动机组、余热回收系统、废气回收系统、风管道排风系统。 2.3 提纯单元主要包含:助剂撬、脱水塔、脱轻塔、脱重塔、间歇塔、尾气吸收塔、真空系统、供热系统、循环水系统。 2.4回收及循环利用方法的提要:从正极涂布机排出的高温NMP废气经由风管道送到余热回收设备,经过降温后的NMP废气进入冷凝冷冻机组,废气经冷凝冷冻处理后,冷凝NMP废液进入废液储罐。经冷凝冷冻处理后90%~95%的净化气通过循环风机增压后经气-气换热器(预冷器)、余热回收换热器加热后返回涂布机循环使用,剩余5%~10%净化气经尾气风机增压后进入尾气喷淋吸收塔,得到的NMP废液进入废液储罐;采用精馏方法对NMP废液进行提纯,得到可循环使用的NMP电子级产品回用到锂电池生产线。 具体技术要求详见标准草案。