حالات التطبيق

في إنتاج وإعادة تدوير مواد كاثود بطاريات الليثيوم-أيون، تُنتج مياه صرف مختلطة غنية بكبريتات الصوديوم وكبريتات الليثيوم. تتميز هذه المياه بتركيبة معقدة ونسبة عالية من الأملاح، وغالبًا ما تُعالج كنفايات خطرة فقط بطرق المعالجة التقليدية، مما يُكلفها الكثير، ويؤدي أيضًا إلى هدر كبير لموارد الصوديوم والليثيوم. في ظل الحاجة المُلحة للتنمية المستدامة في صناعة بطاريات الليثيوم، وتزايد صرامة اللوائح البيئية، كلفت شركة رائدة في تصنيع مواد بطاريات الليثيوم شركة Conqinphi بتصميم وبناء حل صناعي قادر على استعادة كبريتات الصوديوم وكبريتات الليثيوم عالية النقاء من مياه الصرف في آن واحد.

في عملية إعادة تدوير بطاريات الليثيوم وإنتاج مادة الكاثود، يتولد إلكتروليت مُهدر مُعقّد وعالي التآكل يحتوي على الليثيوم. يحتوي هذا الإلكتروليت على ليثيوم عالي القيمة، ولكنه يحتوي أيضًا على شوائب مثل الألومنيوم والحديد، بالإضافة إلى الفلوريدات. تُؤدي طرق المعالجة التقليدية إلى انخفاض معدلات الاسترداد وارتفاع التكاليف، كما أنها عُرضة للتلوث الثانوي. لمواجهة هذا التحدي الصناعي الشائع، احتاج أحد عملاء Conqinphi الرائدين في مجال إعادة تدوير البطاريات بشكل عاجل إلى نظام مُخصص قادر على إزالة الشوائب بكفاءة وثبات من إلكتروليت الألومنيوم، وإثراء موارد الليثيوم واستعادتها.

مع التطور السريع لصناعة بطاريات الليثيوم، أصبحت إعادة تدوير الإلكتروليتات قضيةً بالغة الأهمية. تعاني طرق معالجة الإلكتروليتات التقليدية من انخفاض معدلات استرداد موارد الليثيوم، وضعف أداء الإلكتروليتات، وارتفاع استهلاك الطاقة. تواجه إحدى شركات تصنيع بطاريات الليثيوم الكبرى عقبة تكنولوجية في إعادة تدوير الإلكتروليتات، وتحتاج بشدة إلى حل مبتكر يُمكّن من استخراج الليثيوم بكفاءة مع الحفاظ على أداء الإلكتروليتات.

الأهداف: 1. معدل استرداد الليثيوم ≥ 98%، وصول المنتج الثانوي Na₂CO₃·10H₂O إلى المستوى الصناعي؛ 2. استهلاك شامل للطاقة لكل طن من الماء ≤ 28 كيلوواط/ساعة، مع عدم وجود تجديد للبخار الحي؛ 3. تشغيل مستمر للنظام ≥ 8000 ساعة/ساعة، إيقاف التشغيل للتنظيف ≤ 4 مرات/سنة؛ 4. دورة التسليم ≤ 4 أشهر، ضمان لمدة 3 سنوات، خدمة شاملة طوال دورة الحياة.

لمواجهة هذا التحدي، نجحت شركتنا في تصميم وبناء وتشغيل نظام التبلور بالتبخير MVR لكربونات الليثيوم، بطاقة معالجة تبلغ 120 طنًا/يومًا. يعتمد هذا النظام على تقنية إعادة الضغط الميكانيكي للبخار (MVR)، ويدمج الخصائص الفيزيائية والكيميائية لكربونات الليثيوم بشكل عميق، محققًا كفاءة عالية وفعالية من حيث التكلفة وجودة المنتج في الإنتاج واسع النطاق، مما يوفر دعمًا فنيًا قويًا للتنمية المستدامة للعميل.

يُنتج هذا المُصنِّع لمثبطات اللهب المُكوَّنة من البروم والفوسفور 23,000 طن من رباعي بروم ثنائي الفينول أ وعشاري بروم ثنائي الفينيل الإيثان سنويًا. تُولِّد عملية الإنتاج 5 متر مكعب/ساعة من محلول ملحي أم عالي التركيز، بتركيبة مُعقَّدة: كلوريد الصوديوم 12%، كبريتات الصوديوم 8%، بروميد الصوديوم 3%، بورات الزنك 1%، الفوسفور العضوي 0.5%، مُطلِق الأكسجين الكيميائي 20,000 ملغم/لتر، درجة حموضة 1-2. تُصنَّف المياه الخام كنفايات خطرة من الفئة HW18، بتكلفة التخلص الخارجي منها 2,800 يوان صيني/طن، وتكلفة سنوية تُقارب 120 مليون يوان صيني. تحتاج الشركة بشكل مُلِحّ إلى حل شامل "للحد من الأملاح المُختلطة + استغلال الموارد".

التزامًا بمفهوم الاقتصاد الدائري المتمثل في "تحويل النفايات إلى كنز"، صممت شركة كانغكينفي ووفرت نظامًا لتبلور تبخر كلوريد الصوديوم بتقنية إعادة الضغط الميكانيكي للبخار (MVR) بسعة معالجة تبلغ 3 أطنان/ساعة. يستخدم هذا النظام تقنية إعادة الضغط الميكانيكي للبخار الناضج (MVR)، ويتحكم بدقة في خصائص تبلور كلوريد الصوديوم، محققًا بذلك استعادة كلوريد الصوديوم عالي النقاء وتصريف مياه الصرف الصحي شبه الصفري.

بناءً على فهمها العميق لخصائص كلوريد الكالسيوم، صممت شركة كونكينفي وبنت نظامًا لتبخير وتركيز الدورة القسرية (MVR) بقدرة طنين/ساعة للعميل. يعتمد هذا الحل على تقنية إعادة الضغط الميكانيكي للبخار (MVR) كأساس، بالإضافة إلى تصميمات خاصة مضادة للتكلس والتآكل، مما يُمكّن من تركيز محلول كلوريد الكالسيوم منخفض التركيز بنجاح إلى تركيز عالٍ، مما يُرسي أساسًا متينًا لاستغلال الموارد لاحقًا.

لمعالجة احتياجات العميل، قامت شركة كونكينفي بتخصيص نظام تبلور تبخري MVR لكبريتات الأمونيوم بقدرة طنين/ساعة. يتمثل جوهر هذا الحل في استخدام تقنية إعادة الضغط الميكانيكي للبخار (MVR)، وهي عملية متطورة، لتحقيق معالجة مياه الصرف الصحي واستعادة الموارد بكفاءة، وتوفير الطاقة، والحفاظ على البيئة.

صُمم نظام التبخير والتبلور ثلاثي التأثير لمياه الصرف الصحي CBS، بسعة 15 طنًا/ساعة، خصيصًا لإنتاج مياه الصرف الصحي من مُسرِّع المطاط CBS (N-سيكلوهكسيل-2-بنزوثيازول سلفيناميد). تبلغ قدرة التبخير للوحدة الواحدة 15 طنًا/ساعة (360 طنًا/يوم)، باستخدام عملية "دوران قسري ثلاثي التأثير مع تيار متقاطع + تبلور مرحلي بتقنية DTB". يبلغ استهلاك البخار ≤ 0.24 طن/طن من الماء، ويتميز المنتج الثانوي Na₂SO₄ اللامائي بنقاء ≥ 99% وبياض ≥ 88، ويمكن توريده مباشرةً إلى شركات إنتاج الصودا الكاوية بغشاء التبادل الأيوني، مما يضمن عدم تصريف مياه الصرف الصحي CBS، ويحقق استغلالًا عالي القيمة لموارد الملح.

صممت شركة كونكينفي مُبخّرًا ثلاثي التأثير بقدرة 300 طن يوميًا لهذا العميل، وهو مناسب لمياه الصرف الناتجة عن عمليات مختلطة تتضمن مُسرّعات M وDM وCZ وNS. تبلغ سعة التبخير المُصممة 12.5 طنًا في الساعة، باستخدام عملية "دوران قسري ثلاثي التأثير مع تدفق متقاطع + بلورة DTB منخفضة الحرارة". يبلغ استهلاك البخار ≤ 0.26 طن/طن من الماء، ونقاء المُنتج الثانوي Na₂SO₄ أو NaCl ≥ 98.5%، مما يُساعد العميل على تحقيق هدفين مُزدوجين: عدم التصريف تمامًا واستعادة الموارد.

يدعم هذا النظام معدات خط إنتاج جديد لإنتاج RD (2,2,4-ثلاثي ميثيل-1,2-ثنائي هيدروكينولين) بطاقة إنتاجية سنوية تبلغ 30,000 طن. تبلغ الطاقة الإنتاجية المُصممة للمعالجة 3500 طن يوميًا (145 طنًا في الساعة). يعتمد النظام عملية متكاملة من "الدوران القسري ثلاثي التأثير + التبلور الكسري DTB + إثراء وحرق السائل الأم"، مع استهلاك بخار ≤ 0.25 طن/طن من الماء، ونقاء Na₂SO₄ ≥ 99%، واستعادة القيمة الحرارية لبقايا RD، وعدم تصريف مياه الصرف الصحي، مما يجعله أكبر محطة معالجة مياه صرف صحي RD بدون تصريف في العالم.

مُبخِّر كلوريد الصوديوم ثلاثي التأثير، بسعة 10 أطنان/ساعة، هو نظام تبخير مستمر، طُوِّر خصيصًا من قِبل شركة Conqinphi لصناعة إضافات المطاط. وهو مناسبٌ لمحلول الأم عالي كلوريد الصوديوم المُتولد أثناء إنتاج مُسرِّعات M وDM وNS. تبلغ سعة التبخير في النظام 10 أطنان/ساعة (240 طنًا/يومًا)، ويستخدم عملية "التدفق المتقاطع ثلاثي التأثير + الدوران القسري + تبلور DTB". استهلاك البخار ≤ 0.25 طن/طن ماء، ونقاء بلورات كلوريد الصوديوم ≥ 99%، وبياضها ≥ 85، مما يجعله صالحًا للاستخدام مباشرةً كمادة خام للصودا الكاوية بغشاء التبادل الأيوني.

خلفية المشروع: تُنشئ هذه الشركة الكيميائية الزراعية مشروعًا جديدًا لإنتاج بيراكلوستروبين بطاقة 30,000 طن سنويًا، ويُنتج 8 أطنان في الساعة من مياه الصرف الصحي المالحة كمنتج ثانوي. تتكون مياه الصرف الصحي من: Na₂SO₄ 15%، NaCl 12%، CODcr 800 ملغم/لتر.

في صناعة كيماويات الأصباغ، لطالما كانت معالجة مياه الصرف الصحي المالحة جانبًا أساسيًا لحماية البيئة وإعادة تدوير الموارد للشركات. وتبلغ الطاقة الإنتاجية السنوية لشركة كيماويات الأصباغ المعروفة، المتخصصة في إنتاج أصباغ عضوية عالية الجودة، مثل أصباغ الآزو والفثالوسيانين، 30,000 طن. وتُنتج الشركة خلال عملية الإنتاج كمية كبيرة من مياه الصرف الصحي من كلوريد الصوديوم يوميًا، بتركيزات تتراوح بين 8% و15%.

بناءً على سعر البخار البالغ 180 يوانًا/طن وسعر الكهرباء البالغ 0.65 يوانًا/كيلوواط ساعة، يوفر الضاغط رباعي التأثير حوالي 11 مليون يوان سنويًا من تكاليف البخار؛ ويؤدي استخدام موارد الأملاح المتنوعة إلى توليد 9 ملايين يوان إضافية سنويًا. يبلغ معدل انخفاض الكربون لكل طن من الماء 0.32 طن من ثاني أكسيد الكربون، مما يؤدي إلى انخفاض إجمالي في الانبعاثات السنوية قدره 48,000 طن.

يعد نظام التبلور بالتبخير MVR لكبريتات الصوديوم وكبريتات الليثيوم 10 طن / ساعة إنجازًا آخر لشركتنا في مجال "التصريف الصفري" للسوائل النفايات عالية الملح في المواد الوظيفية الأرضية النادرة.