N-methylpyrrolidone (NMP) là một chất không phân cực caoTruyền protonDung môi, với sự xuất hiện của một chất lỏng nhờn không màu trong suốt hoặc hơi vàng, hơi có mùi amin và kích ứng nhẹ trên da.

NMP có điểm sôi cao, phân cực mạnh, độ nhớt thấp, khả năng hòa tan mạnh, không ăn mòn, độc tính nhỏ, độ bay hơi thấp, không dễ cháy, ổn định hóa học và nhiệt tốt, có thể phân hủy, có thể tái chế, dễ dàng hòa tan trong nước, ethanol, acetone,Name, chloroform và benzen, có thể hòa tan hầu hết các hợp chất hữu cơ và vô cơ, khí phân cực, tự nhiên và合成高分子化合物。

Hiện nay chủ yếu được sử dụng trong sơn, pin lithium, nhựa, dược phẩm sản xuất hóa học, hóa chất nông nghiệp, sắc tố, chất tẩy rửa,Vật liệu cách nhiệtCác ngành nghề khác. Ở đây chúng tôi chủ yếu nói về ứng dụng NMP trong ngành công nghiệp pin lithium.

Ứng dụng NMP trong lĩnh vực pin lithium

Pin lithium-ion hiện đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, ngoài máy tính xách tay, điện thoại di động, xe đạp điện, xe điện trong cuộc sống hàng ngày, pin lithium-ion cũng có các ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng.

Theo dữ liệu nghiên cứu công nghiệp, tổng thể, NMP chiếm tỷ trọng khoảng 3-6% chi phí sản xuất pin lithium-ion, so với tích cực, tiêu cực, chất điện phân và màng ngăn, chi phí tương đối nhỏ, nhưng vai trò không thể bỏ qua. Quy mô và nhu cầu thị trường của NMP cũng đang tăng lên cùng với sự phát triển của pin lithium-ion, đặc biệt là pin lưu trữ năng lượng, pin điện.

Vai trò quan trọng của NMP trong sản xuất pin lithium

Việc sử dụng NMP trong sản xuất pin lithium là PVDF hòa tan/giãn nở, đồng thời được sử dụng để pha loãng bùn, yêu cầu nồng độ thường trên 99,9%. NMP là một trong những vật liệu phụ trợ chính trong quá trình sản xuất pin lithium ion, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và yêu cầu bảo vệ môi trường của pin lithium ion.

NMP là chất kết dính tích cực pin lithium PVDF (polymetafluoroethylene)) Dung môi hỗ trợ, cũng là dung môi hỗ trợ cần thiết cho PVDF (polyvinyl florua). NMP có thể kết hợp với nước, PVDF、 Vật liệu tích cực và tiêu cựcCác chất tương tự hòa tan lẫn nhau, do đó được vận chuyển rộng rãi trong việc chuẩn bị pin lithium, khi làm viên điện cực, NMP làm dung môi, có thể kết hợp các chất cần thiết cho các điện cực khác nhau như chất kết dính, chất hoạt tính dương, chất dẫn điện, v.v. với nhau, làm cho chất kết dính tiếp xúc đầy đủ với các chất khác, phân phối đều.

Phân tích lợi ích kinh tế và lợi ích môi trường của NMP

Được hưởng lợi từ sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp ô tô năng lượng mới vào năm 2021, giá NMP tiếp tục tăng, đã tăng từ 15.000 nhân dân tệ/tấn vào đầu năm 2021 lên hơn 40.000 nhân dân tệ/tấn hiện tại.

Trong quá trình sản xuất pin lithium, NMP hoạt động như một dung môi đắt tiền, tạo ra khí thải NMP nhiệt độ cao trong liên kết phủ. Nếu không tái chế hiệu quả, nó không chỉ gây lãng phí nguyên liệu ban đầu mà còn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Chúng tôi cũng có các yêu cầu kiểm soát liên quan đến khí thải NMP, Hệ thống chỉ số đánh giá sản xuất sạch của ngành công nghiệp pin(Thí điểm) Giá trị cơ bản của NMP, chỉ số ô nhiễm khí thải trong (thí điểm) là 1,5 mg/m3. Tiêu chuẩn khí thải ô nhiễm công nghiệp pinGiới hạn nồng độ phát thải có tổ chức của khí thải NMP được quy định là 50mg/m3. Do đó, việc tăng cường kiểm soát khí thải NMP và tái chế trong quá trình sản xuất pin lithium mang lại lợi ích kinh tế và môi trường lớn.

Kiểm soát sản xuất và tái chế NMP trong quá trình sản xuất pin lithium

Phân tích quy trình sản xuất pin lithium：

Như bạn có thể thấy từ biểu đồ trên, NMP chủ yếu được sử dụng và phát thải trong quá trình chuẩn bị tích cực, trong đó quy trình chính được sử dụng NMP như sau:

Trang chủ: Áp dụng máy phủ để đặt bùn tích cực (lithium manganat niken coban), dẫn điện carbon đen, dung môi NMP, kết dính PVDF hỗn hợp) áp dụng đồng đều trên cả hai mặt của lá nhôm;

Máy sấy sử dụng máy sấy thông gió áp suất âm kín (kênh sấy). Trong quá trình phủ, chỉ có một lượng nhỏ NMP bay hơi ở đầu vào và đầu ra của máy phủ, khí thải trong máy sấy được dẫn đến xử lý khí thải bằng quạt hútKhí thải trên cao sau khi xử lý cơ sở; Một lượng rất nhỏ khí thải NMP bay hơi không có tổ chức trong xưởng do sấy không đầy đủ, v.v.

Trang chủ: Sau khi sơn xong, trong máy sấy chân khôngBên trong để lát dương tính được nướng khô, nhiệt độ nướng là 120 ± 5 ℃; Loại bỏ các thành phần NMP trên các điện cực. Khí khô đi vào đơn vị thu hồi NMP để thu hồi.

Tóm lại, NMP được sử dụng chủ yếu trong quá trình sản xuất pin lithium, sau đó là kiểm soát tái chế NMP.

Các biện pháp kiểm soát tái chế NMP

Nguyên tắc của quy trình tái chế NMP: Khí NMP được làm mờ bên trong máy phủ trong xưởng sơn được rút ra bằng quạt thông gió, đi qua đường ống vào bên trong thiết bị tái chế NMP, sử dụng nước làm mát và cuộn nước lạnh để làm cho NMP ngưng tụ từ không khí (nhiệt độ làm mát khoảng 5 ° C), sau đó đạt được mục đích tái chế bằng cách thu thập chiết xuất.

Quy trình xử lý tái chế NMP xem hình dưới đây:

Trong quá trình sản xuất pin lithium ion, NMP trong khí thải của máy phủ có nhiệt độ cao hơn, phần trước sử dụng hơi nước, khí trao đổi nhiệt và các loại khác để làm mát và ngưng tụ khí thải để phục hồi phần lớn NMP, khí thải còn sót lại đi vào hệ thống xử lý phần sau, sau khi xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn.

Quy trình xử lý: Sau khi khí thải được làm mát, nước quá trình được sử dụng để làm ướt chất độn tháp, chất độn bằng thép không gỉ 304 có diện tích bề mặt cụ thể lớn hơnKhí thải và nước quá trình trong chất độn tiếp xúc đầy đủ với nhiệt hạch xuống đáy để hoàn thành một lần phục hồi, khí thải tiếp tục được đưa vào với sự gia tăng số lượng chu kỳ nhiệt hạch, nồng độ chất thải NMP tiếp tục tăng, cuối cùng đạt được nồng độ thiết lập (≥80%) thải vào bể chứa; Một phần khí thải được đưa vào tháp hấp thụ giai đoạn hai với nước công nghệ nồng độ thấp một lần nữa xả khí thải nồng độ thấp cuối cùng.

Trong quy trình tái chế NMP thường được sử dụng hiện nay, các sản phẩm cảm biến nồng độ chất lỏng NMP được lắp đặt trên các đường ống tuần hoàn trong tháp phun để theo dõi trực tuyến theo thời gian thực nồng độ của dung dịch NMP.

Vai trò quan trọng của phát hiện nồng độ dung dịch NMP trong quá trình sơn pin lithium

NMP Trong quá trình sản xuất điện cực pin lithium, dung môi NMP trong bùn của máy phủ sẽ hình thành trạng thái khí sau khi đun nóng và khí NMP là độc hại. NMP cũng là một chất lỏng dễ cháy và dễ nổ, và NMP có khả năng phát nổ khi trộn lẫn với không khí. Do đó, liên kết này đặc biệt cần một thiết bị để thực hiện phát hiện tự động nồng độ NMP để đảm bảo an toàn cá nhân cho người lao động.

Máy đo nồng độ nội tuyến dung dịch NMP sử dụng nguyên tắc chiết quang để đo độ gấp của dung dịch NMP, có mối quan hệ tương ứng giữa độ gấp và nồng độ của dung dịch NMP, thông qua chuyển đổi để có được giá trị nồng độ chính xác của dung dịch.

Nguyên tắc thu hồi quy trình hiện tại là làm mát không khí nhiệt độ cao có chứa NMP bằng bộ trao đổi nhiệt không khí qua nước làm mát, sao cho NMP trong khí thải được thu hồi sau khi tách ra khỏi không khí ở dạng lỏng, điều khiển giá trị nồng độ thời gian thực NMP bằng cảm biến nồng độ trực tuyến trong thời gian thực, cải thiện đáng kể hiệu quả thu hồi và năng suất công nghệ tự động. Bộ trao đổi nhiệt không khí đã tách NMP để tái chế trao đổi năng lượng nhiệt, đạt tiêu chuẩn tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.

Khí thải của nhà máy sản xuất được hấp thụ bởi đơn vị hấp thụ, theo NMP trong khí thải về cơ bản đều hòa tan trong nước hoặc hơi nước, sau khi tách khí lỏng, tẩy rửa để NMP trong khí thải được hấp thụ.

Máy bơm tuần hoàn được lắp ráp dựa trên thiết bị tái chế.， Cảm biến nồng độ NMP trực tuyến được lắp đặt trong đường ống của máy bơm tuần hoàn để phát hiện nồng độ chất lỏng NMP trong thời gian thực, có thể giảm lãng phí tài nguyên nước và theo dõi hiệu quả phát thải chất lỏng thu hồi NMP thành phẩm.

Cảm biến nồng độ nội tuyến của dung dịch NMP thường được lắp đặt trên vòng tuần hoàn phân đoạn (vòng tuần hoàn bên trong), nơi dung môi hấp thụ (chẳng hạn như nước) đến từ vòng tuần hoàn phân đoạn thứ hai, nơi dung môi đã hấp thụ các thành phần mục tiêu trong khí thải. Sau khi hấp thụ thêm trong vòng tuần hoàn phân đoạn, khả năng hấp thụ của dung môi sẽ giảm, đồng hồ đo nồng độ ngay lập tức theo dõi nồng độ của các thành phần mục tiêu trong dung môi, đánh giá khả năng hấp thụ của dung môi đối với các thành phần mục tiêu, quyết định có nên loại bỏ dung môi tuần hoàn bên trong hay không và có nên tăng dung môi hấp thụ tươi để cải thiện hiệu quả phục hồi hay không.

Cảm biến nồng độ nội tuyến NMP Solution Lợi thế ứng dụng:

1. Cải thiện độ chính xác đo, Giảm lỗi đo (± 0,5%): Máy đo nồng độ nội tuyến NMP với bù nhiệt độ tự động chính xácChức năng đảm bảo rằng nồng độ của dung dịch NMP có thể được đo chính xác trong các môi trường đo lường khác nhau.

2. Cải thiện độ chính xác điều khiển: Bằng cách đầu ra tín hiệu điều khiển tiêu chuẩn để kiểm soát công tắc van xả chất lỏng, liên tục phát hiện và kiểm soát vòng kín, đảm bảo giá trị nồng độ dung dịch NMP ổn định và chính xác.

3. Cải thiện hiệu quả thu hồi: Tránh nồng độ cao của nước thải tuần hoàn bên trong trong quá trình thu hồi, khả năng trao đổi và pha loãng với khí thải giảm, làm cho việc thu hồi khí thải NMP không đầy đủ và bên ngoài tháp xả, làm giảm hiệu quả thu hồi, gây lãng phí NMP.

4. Giám sát liên tục 24 giờ có thể đạt đượcNâng cao mức độ tự động hóa, giảm cường độ lao động, giảm chi phí lao động.