N-Methylpyrrolidon (NMP) ist ein hochpolaresProtonenübertragungLösungsmittel, das als farblose, durchsichtige oder leicht gelbe ölförmige Flüssigkeit aussieht, mit einem geringfügigen Amingeruch und einer leichten Reizung der Haut.

NMP hat einen hohen Siedepunkt, starke Polarität, niedrige Viskosität, starke Löslichkeit, keine Korrosion, geringe Toxizität, geringe Flüchtigkeit, nicht brennbar, gute chemische und thermische Stabilität, abbaubare, recycelbare Eigenschaften, leicht löslich in Wasser, Ethanol, Aceton,EthylessigsäureChlorform und Benzin lösen die meisten organischen und anorganischen Verbindungen, polare Gase, natürliche und合成高分子化合物.

Derzeit wird hauptsächlich in Beschichtungen, Lithiumbatterien, Kunststoffen, chemischen Herstellungsmitteln, Agrochemikalien, Pigmenten, Reinigungsmitteln,Isolierungsmaterialund Industrie. Wir sprechen hier vor allem über die Anwendung von NMP in der Lithiumbatterieindustrie.

NMP für Lithiumbatterien

Lithium-Ionen-Batterien werden derzeit in vielen Bereichen weit verbreitet, neben Laptops, Handys, Elektrofahrrädern und Elektrofahrzeugen im täglichen Leben haben Lithium-Ionen-Batterien auch wichtige Anwendungen im Bereich der Energiespeicherung.

Laut Branchenforschungsdaten beträgt der Anteil von NMP an den Herstellungskosten für Lithium-Ionen-Batterien insgesamt etwa 3% -6%, im Vergleich zu den positiven, negativen, elektrolytischen und diaphragmischen Polen sind die Kosten relativ gering, aber die Rolle kann nicht vernachlässigt werden. Die Marktgröße und die Nachfrage nach NMP wächst auch mit dem Wachstum von Lithium-Ionen-Batterien, insbesondere Energiespeicherbatterien und Antriebsbatterien.

NMP spielt eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Lithiumbatterien

Der Einsatz von NMP in der Lithiumbatterieproduktion ist gelöstes / auflösendes PVDF, während es zur Verdünnung der Pulse verwendet wird, wobei die Konzentrationsanforderungen in der Regel über 99,9% liegen. NMP als eines der wichtigsten Hilfsmaterialien bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien wirkt sich direkt auf die Qualität und die Umweltschutzanforderungen von Lithium-Ionen-Batterien aus.

NMP ist ein positives Bindemittel für Lithiumbatterien PVDFBeihilfslösungsmittel ist auch das erforderliche Beihilfslösungsmittel für PVDF (Polyfluorethylen). NMP kann mit Wasser PVDF、 Positive und negative MaterialienAndere Substanzen sind gegenseitig löslich und werden daher weit verbreitet in der Herstellung von Lithiumbatterien verwendet, wenn die Elektrodenplatte hergestellt wird, kann NMP als Lösungsmittel Bindemittel, positiv aktive Substanzen, Leitstoffe und andere erforderliche Substanzen zusammenfassen, damit Bindemittel in vollem Kontakt mit anderen Substanzen stehen und gleichmäßig verteilt werden.

Analyse der wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile von NMP

Im Jahr 2021 profitieren von der rasanten Entwicklung der Automobilindustrie für neue Energien, die NMP-Preise steigen kontinuierlich und sind von Anfang 2021 von 15.000 Yuan / Tonne auf mehr als 40.000 Yuan / Tonne gestiegen.

Bei der Herstellung von Lithiumbatterien erzeugt NMP als teures Lösungsmittel hochtemperaturige NMP-Abgase während der Beschichtung. Wenn keine effektive Recycling durchgeführt wird, verursacht dies nicht nur die Verschwendung von Rohstoffen, sondern verursacht auch eine schwere Verschmutzung der Umwelt. Chinas NMP-Emissionen haben auch entsprechende Kontrollanforderungen, das System der Bewertungsindikatoren für saubere Produktion in der Batterieindustrie(Versuch) im Abgasschadstoff-Indikator NMP Referenzwert 1,5 mg / m3". Schadstoffemissionsnormen für die BatterieindustrieDie Grenzwerte für die Konzentration der organischen Abgasemissionen von NMP sind 50 mg/m3. Daher hat die Stärkung der NMP-Emissionskontrolle und Recycling bei der Herstellung von Lithiumbatterien größere wirtschaftliche und ökologische Vorteile.

Kontrolle der Erzeugung und Recycling von NMP bei der Herstellung von Lithiumbatterien

Analyse des Produktionsprozesses von Lithiumbatterien：

Aus der obigen Abbildung kann ersichtlich sein, dass die Hauptverwendung und Emission von NMP im positiven Vorbereitungsprozess erfolgt, wobei der Hauptprozess der Verwendung von NMP wie folgt ist:

Beschichtung: Die Beschichtungsmaschine wird positive Pulp (Nickel-Kobalt-Lithium-Manganat)Eine Mischung aus elektrisch leitendem Kohlenschwarz, Lösungsmittel NMP, Bindemittel PVDF) gleichmäßig auf beiden Seiten der Aluminiumfolie beschichtet;

Der Trockner verwendet einen geschlossenen Negativdruck-Pumptrockner (Trocknungskanal). Während des Beschichtungsprozesses ist nur eine geringe Menge an NMP am Eingang und Ausgang der Beschichtungsmaschine flüchtig und das Abgas im Trockner wird durch den Ventilator zur Abgasbehandlung geführtHöhenemissionen nach der Verarbeitung der Anlage; NMP-Abgase sind wegen unzureichender Trocknung und anderer Gründe in der Werkstatt ungewebt flüchtig.

Backen: Nach der Beschichtung im VakuumtrocknerInneres Backtrocknen der positiven Scheiben mit einer Backtemperatur von 120 ± 5 ° C; Entfernen Sie die NMP-Komponente an der Elektrode. Das getrocknete Gas gelangt zur Rückgewinnung in die NMP-Recycling-Anlage.

Zusammenfassend wird NMP in der Produktion von Lithiumbatterien hauptsächlich in beschichteten Abschnitten verwendet, gefolgt von der Recycling-Kontrolle von NMP.

NMP-Rückgewinnungskontrollen

Das Prinzip des NMP-Recyclingprozesses: Pumpen Sie das NMP-Gas in der Beschichtungswerkstatt mit einem Pumpen ab, gelangen Sie durch die Rohrleitung in die NMP-Recyclinganlage, verwenden Sie Kühlwasser und Gefrierwasserschalten, damit NMP aus der Luft kondensiert wird (Kühltemperatur ca. 5 ° C), und dann durch Sammlung und Reinigung zum Recyclingzweck.

Der NMP-Recycling-Prozess ist in der folgenden Abbildung zu sehen:

Bei der Produktion von Lithium-Ionen-Batterien hat die Beschichtungsmaschine eine hohe Temperatur im Abgas NMP, die Vorderseite verwendet Wasser, Gas Wärmeaustausch und andere Abgase für die Kühlung der Kondensation zur Rückgewinnung des überwiegenden Großteils des NMP, die Restabgase gelangen in das Nachbehandlungssystem und verarbeiten die Standardemission.

Prozessprozess: Nach Abgaskühlung wird die Füllung im Turm mit Prozesswasser befeuchtet, und die Füllung aus Edelstahl 304 hat eine größere OberflächeAbgas und Prozesswasser auf dem Füllstoff in vollem Kontakt mit der Schmelzung auf den Boden, um eine Recycling abzuschließen, das Abgas wird kontinuierlich mit der Zunahme der Anzahl der Schmelzungszyklen zugeführt, steigt die NMP-Abfallkonzentration kontinuierlich und erreicht schließlich die festgelegte Konzentration (≥80%) in den Speichertank; Ein Teil des Abgases wird in den Absorptionsturm der zweiten Stufe mit niedrigem Prozesswasser eingeführt, um das niedrige Abgas zu waschen, das schließlich die Norm erfüllt.

Bei den derzeit häufig verwendeten NMP-Recyclingprozessen werden NMP-Flüssigkeitskonzentrationssensorprodukte in einer Zirkulationsleitung innerhalb des Spritzturms installiert, um die Konzentration von NMP-Lösungen in Echtzeit online zu überwachen.

Wichtige Rolle der NMP-Lösungskonzentrationsmessung im Lithiumbatteriebeschichtungsprozess

NMP bei der Herstellung von Lithium-Batterie-Elektroden bildet das Lösungsmittel NMP in der beschichteten Pulse nach Erwärmung ein Gas, das NMP-Gas ist giftig. Außerdem ist NMP eine brennbare und explosive Flüssigkeit, die bei der Mischung mit Luft explodieren kann. Daher erfordert dieser Abschnitt insbesondere eine Anlage zur automatischen Erfassung der NMP-Konzentration, um die persönliche Sicherheit der Arbeiter zu gewährleisten.

NMP-Lösung Online-Konzentrationsmessgerät verwendet das Prinzip der Brechung, um die Brechungsrate der NMP-Lösung zu messen, die Brechungsrate und die Konzentration der NMP-Lösung korrespondieren, um einen genauen Lösungskonzentrationswert durch Konvertierung zu erhalten.

Das aktuelle Prozess-Recycling-Prinzip ist, dass mit Kühlwasser durch Wasser-Gas-Wärmetauscher wird NMP enthalten Hochtemperatur-Luftkühlung, so dass NMP in Abgas in flüssiger Form aus der Luft getrennt wird, mit Online-Konzentrationssensor Echtzeit-Kontrolle NMP-Echtzeit-Konzentrationswerte, erheblich verbessert die Recycling-Effizienz und Automatisierung Wissenschaft und Technologie Produktivität. Die getrennte Luft von NMP wird durch einen Gas-Gas-Wärmetauscher für den Wärmeaustausch recycelt, um Energieeinsparungen und Umweltstandards zu erreichen.

Abgase der Produktionseinheit werden durch die Absorptionseinheit adsorbiert, basierend auf dem NMP im Abgas sind im Wesentlichen in Wasser oder Wasserdampf gelöst, nach der Gas-Flüssigkeit-Trennung, Spülen, so dass das NMP im Abgas adsorbiert wird.

Umlaufpumpen auf Basis von Recyclinganlagen montiert， Der NMP-Online-Konzentrationssensor kann die NMP-Flüssigkeitskonzentration in Echtzeit in der Leitung einer Zirkulationspumpe erfassen, wodurch Wasserverschwendung effektiv reduziert und die NMP-Recycling-Emissionen von Fertigprodukten überwacht werden können.

Der Online-Konzentrationssensor für NMP-Lösungen wird normalerweise in einem Abschnitt des Kreislaufs (innerer Kreislauf) installiert, in dem das absorbierte Lösungsmittel (wie Wasser) aus dem zweiten Kreislauf stammt, das Lösungsmittel hat bereits die Zielkomponente des Abgases in dem zweiten Kreislauf absorbiert, nach der weiteren Absorption im Abschnitt des Kreislaufs wird die Absorptionsfähigkeit des Lösungsmittels verringert, das Konzentrationsmeter überwacht sofort die Konzentration der Zielkomponente im Lösungsmittel, beurteilt die Absorptionsfähigkeit des Lösungsmittels auf die Zielkomponente, entscheidet, ob die innere Kreislauflösung ausgeschieden wird und ob frisches Absorptionsmittel hinzugefügt wird, um die Recycling-Effizienz zu verbessern.

NMP-Lösung Online-Konzentrationssensor Anwendungsvorteile:

1. Verbesserte MessgenauigkeitReduzierte Messfehler (±0,5%): Online-Konzentrationsmessgerät mit NMP-Lösung mit präziser automatischer TemperaturkompensationFunktionen, die sicherstellen, dass die Konzentration von NMP-Lösungen in verschiedenen Messumgebungen genau gemessen werden kann.

2. Verbesserte Kontrollgenauigkeit: Durch die Ausgabe von Standardsteuersignalen zur Steuerung des Abwasserventilschalters, kontinuierliche geschlossene Kreislaufprüfung und -steuerung, um die Stabilität und Genauigkeit der NMP-Lösungskonzentrationswerte zu gewährleisten.

3. Verbesserung der Recycling-Effizienz: Vermeiden Sie eine hohe Konzentration von inneren Kreislauf Abwasser im Recyclingprozess, mit Abgasaustausch und Verdünnung Fähigkeit verringert, so dass die NMP-Recycling in Abgasen unzureichend ist und den Turm entfernt, Verringerung der Recycling-Effizienz, die Verschwendung von NMP verursacht.

24 Stunden kontinuierliche Überwachung möglichVerbesserung der Automatisierung, Reduzierung der Arbeitsintensität und Reduzierung der Arbeitskosten.