新能源锂电池负极材料和废旧锂电池资源回收再生建设项目清洁生产分析

新能源锂电池负极材料和废旧锂电池资源回收再生建设项目清洁生产分析清洁生产是指不断的采取改进设计，使用清洁的能源和原料，采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高能源的利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害，同时降低能量及物料消耗。它是实现经济与环境协调发展的根本途径，可以达到“节能、降耗、减污、增效”的目的。本次评价将结合该项目工程特点，从国家有关产业政策、工艺过程、关键工艺设备的选择、物耗、能耗、生产过程控制、污染控制等方面对本工程的清洁生产水平进行分析，并从环境影响保护角度提出相应的清洁生产措施建议，以促进该项目在运营时提高其清洁生产水平，减少项目在运营过程中污染物的产生和能源、水资源的消耗，使项目建设实现经济效益与环境效益的协调统一。1.1清洁生产的总体思路1、对本项目与国家产业政策的相符性进行分析，论证本项目是否符合国家相关产业政策的要求；2、从原料、燃料的清洁性、生产工艺的先进性、关键工艺设备的选择、生产过程控制、资源及能源利用水平及项目污染控制等方面对企业清洁生产水平进行分析，并提出相应的对策建议；3、通过清洁生产机会识别，提出工程应采取的清洁生产方案，同时对重点方案进行可行性分析；4、提出持续清洁生产方案及方向，指导企业的持续清洁生产。1.2工程清洁生产水平分析本项目属于废旧电池资源回收再生项目，国家环保部等相关部门未颁布行业相关的清洁生产标准，根据工程特点，本章节将从主要生产工艺、设备装备、污染控制等方面，分析工程清洁生产水平，同时，从清洁生产的组织和管理方面提出持续清洁生产建议。1.2.1生产工艺与装备本项目生产过程主要包括焊接、组装、拆解、正负极材料回收、溶剂蒸馏回收等，本章节主要针对以上生产工艺、设备装备水平进行清洁生产分析。经调查，本项目所有设备均不属于《产业结构调整指导目录（2011年本）》（修订版）和《部分工业行业淘汰落后生产工艺装备和产品指导目录》(2010年本)中限制类和淘汰类。（1）焊接工艺本项目采用超声波焊接设备对电池的极耳进行焊接，超声波焊接是没有相变的从固态到固态的焊接过程，由于没有熔融过程，因此是没有任何熔渣、没有飞溅、没有废气的环保型的焊接新技术。目前主要的电池生产企业均使用该种焊接工艺，具有焊接效果好、无污染、产品质量高等特点，是国家推行的先进焊接工艺。（2）组装本项目修复再生线的电池组装采用自动包装线（PACK线），组装线自动化程度高，大大节约人力成本，同时提高产品的成品率，是目前锂电池行业推行的组装线，清洁生产水平为国家先进水平。（3）拆解本项目废旧电池的拆解工序使用机械拆解，满足《废电池污染防治技术政策（环保部公告2016年第82号）》的要求，拆解在封闭式的拆解室内进行，且在负压的环境中作业，产生的废气被引入污染防治措施中进行处理。同时在拆解过程中喷淋碱液，防止拆解过程中含酸废气污染环境。（4）正负极材料的回收本项目正负极材料分别采用NMP溶剂和环己醇溶剂分别进行回收。通过两种溶剂将正负极材料中的有机胶体、有机溶剂（主要为电解液中的碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯）溶解，从而分离出纯度较高的正极材料（磷酸铁锂或三元材料）和负极材料。具有回收材料纯度高、分类明确、回收的正负极材料经进一步提纯后，可直接使用。相对于目前废旧电池行业采用的酸溶+多级逆流萃取等工艺具有以下优点：①产品纯度高，提纯后，可直接使用，也可直接用于生产低品质的锂电池；而酸溶+多级逆流萃取工艺所得产品为金属的盐（比如硫酸镍、草酸镍、碳酸钴等）。②分类明确，产品直接分为正极材料和负极材料。酸溶+多级逆流萃取工艺则无负极材料。③污染环节明显少。减少了废水的排放量，无酸雾等污染物的产生。④不涉及酸的使用，危险化学品贮存量较少，环境风险较低。主要缺点：①拆解等前端工序分类较细，投入的设备成本、人力成本较大。②溶剂需用能回收，用能量较大。③所用溶剂较为昂贵，生产投入的成本相对较高。综合来看，项目正负极回收工序清洁生产水平高于目前国内主流的回收工艺，在国内市场上属于技术领先水平。（5）溶剂蒸馏回收工艺本项目涉及2种溶剂：NMP（沸点202℃）和环己醇（沸点161.1℃），溶剂回收采用减压蒸馏技术，该技术是目前有机化工行业最常用的蒸馏技术，该技术成熟，适用范围广，风险小。减压条件下，溶剂的沸点降低，从而大幅度降低能源消耗。溶剂经蒸馏，由2级冷凝系统进行回收，回收效率可达到98%以上。故溶剂蒸馏回收工艺处于国内同行业先进水平。综上，本项目装备及工艺技术清洁生产水平处于国内先进水平。1.2.2原辅材料及资源能源利用（1）原辅材料本项目主要原料为废旧锂电池，不属于危险废物。所用溶剂为NMP和环己醇，均不属于危险化学品和有毒有害原料。项目属于废旧资源回收再生项目，所用溶剂为高沸点溶剂，使用过程中在加强原料的管理，以防止以防有机挥发物挥发。（2）能源消耗本项目所用能源为电能、天然气和产业集聚区提供的蒸汽。均属于清洁能源。能源消耗过程中对环境影响较小。本项目能源消耗主要是电能，项目优化各生产单元的作业衔接时间、严格质量控制，实现生产线的高效运行，减少残次品发生，减少因过多返工而消耗电能等。1.2.3污染物产生与控制（1）有机废气本项目产生的有机废气经配套的焚烧设备（处理效率99%）妥善处理后由20m高排气筒排放，污染物排放浓度能够满足《电池工业污染物排放标准》(GB30484-2013)表5标准非甲烷总烃排放浓度≤50mg/m3的要求。本项目废气可达标排放，同时在溶剂使用过程中要规范操作技术，提高自动化程度，强化管理水平，使有机废气产生量最小化。含有机挥发物的容器密封保存，以减少有机物挥发到空气环境中的量。（2）废水本项目生产废水产生量较少（1.7m3/d），且水质简单。经预处理达标后，可排入某市产业集聚区污水处理厂进一步深化处理。（3）危废项目产生的危废主要有含蒸馏残渣、废导热油等。在厂区内设置专门的危险废物暂存库用于贮存这些危废，最终交由有资质单位处置，固废可得到妥善的处置。1.3环境管理建设项目加强源头控制、全过程管理，制定原材料质检制度和原材料消耗定额管理，对能耗和水耗进行定期考核，对产品的合格率进行严格考核；在完善上述考核制度的同时，按照ISO14001建立并运行环境管理体系，环境管理手册、程序文件及作业文件均严格齐备并建立管理档案。具体的管理要求见5-35。表5-35环境管理要求指标要求环保法律、法规和标准符合国家和地方有关环境法律、法规，污染物排放达到国家和地方排放标准、总量控制和排污许可证管理要求环境审核按照ISO14001建立并运行环境管理体系，环境管理手册、程序文件及作业文件齐备环境管理开展清洁生产基础和技能培训建立员工清洁生产与环保意识，提高员工落实清洁生产措施的素质制定清洁生产操作规程参照环境管理体系作业文件及同类企业管理经验，规范操作，减少粗放式作业导致的各种“跑、冒、滴、漏”及安全事故发生健全清洁生产管理规章制度严格岗位责任制，实施节奖超罚的管理制度，使清洁生产措施落到实处生产设备的使用、维护、检修管理制度有完善的管理制度，并严格执行，提高设备利用和使用效果事故、非正常生产状况应急管理有具体的应急预案，减少事故，非正常生产损失环境管理机构建立环境管理机构，并有专人负责环境管理制度健全、完善并纳入日常管理环境管理计划制定近、远期计划，并监督实施环保设施的运行管理记录运行数据，并建立环保档案信息交流具备计算机网络化管理系统1.4清洁生产建议根据分析，本项目清洁生产水平达到了国内先进的水平，但清洁生产是一个动态的、相对的概念，是一个连续的过程，企业应随着国内同类行业工艺和设备的技术进步而提高自身清洁生产水平。评价建议企业应进一步挖掘企业自身的清洁生产潜力，监督实施符合企业实际情况的清洁生产方案，企业在今后清洁生产努力的方向有以下几点：（1）加强工艺设备自动化控制设计，提高生产效率与国外先进废旧锂电池回收再生企业相比，仍存在一定差距，故今后生产技术改进中应尽可能参照国内外先进控制系统，提高工程自动化控制与操作水平，提高国产设备的生产效率。（2）完善污染物全工艺过程控制建议①加强设备自动控制，不仅有利于减少人为因素导致产品质量波动大的不利因素，也有利于车间生产人员的劳动保护，提高劳动生产率；②引进、消化、吸收国外先进技术，减少有机溶剂用量和有机挥发污染物的产生量；（3）合理利用水资源，节约用水①加强用水的定量管理，安装计量设备、合理调控；②采取节水措施，选用优质管材，减小管道漏损率；采用节水型设备等，可减少污水的产生量。（4）增强材料回收技术设计①结构设计中，减少元件的组成数目，简化拆解程序，便利生活周期后的回收；②采用国际通用材质辨识记号，对使用材质标号，进一步简化分类与回收。（5）完善企业生产主要环节的环境管理技术措施①加强原料、水电质量和计量控制，保证生产，厉行节约；②实施“合理进料，先进先出，略有库存”措施，减少库存损坏和资金占用；③加强工艺加工技术研究，优化工艺参数控制，提高产品质量和数量；④及时清理、回收废物，分类堆放和处置，减少废物堆放地点，以利于提高生产效率和车间卫生环境。（6）开展营运期清洁生产审计按照《中华人民共和国清洁生产促