锂精炼厂从燃气加热转换为电加热: 优势和挑战

人们对锂离子电池的需求比以往任何时候都大。 随着越来越多的锂精炼厂在世界各地涌现,我们深入探讨了用电加热解决方案取代燃气加热的潜在优势和挑战。

Daniel Burton, Business Development Manager and electrification expert, Kanthal随着人们对电动汽车 (EV) 的需求持续飙升,全球对锂离子电池的需求也在增长。 然而,要使电池技术真正成为无化石燃料未来的一部分,制造商还必须检查其自身运营对气候的影响。

通过在硫酸焙烧过程中用电加热代替燃气加热,锂生产商将获得显著的成本、效率和环境收益。 但这是否有潜在隐患? 对于如何获得回报并克服这一转换所面临的障碍,我们询问了两位 Kanthal 专家的看法,他们分别是可再生能源全球部门经理 Sachin Pimpalnerkar 和电气化专家 Daniel Burton。

优势

电加热是一种成熟的技术。 根据 Daniel Burton 的说法,人们普遍误认为电加热是一种未经验证的技术。

“请务必记住,我们并没有改变实际工艺,只是改变了热量的输入方式,”他说。 “我们使用业已用于锂离子行业的标准加热元件来实现这一目的,对于这些加热元件,我们拥有广泛的参考资料。”

热效率

与燃气加热相比,电加热具有显著的效率优势。 优势首先体现在热效率方面。

“当用燃气加热时,大量热空气会随着废气耗散,热量损失代表着效率低下,”Burton 说,并补充说,使电加热系统效率显著提高的主要因素之一是,这些系统不会通过废气损失热量。

成本效益

Sachin Sachin Pimpalnerkar, Global Segment Manager for Renewables, Kanthal热效率大幅提高后,使用的能量会减少,这直接转化为更高的成本效益。

此外,正如 Sachin Pimpalnerkar 解释的那样,当使用燃气加热器时,硫酸焙烧过程需要更多设备。

“传统上,这种工艺涉及大量复杂的管道系统、燃烧器、流量控制、减震器和风扇,”他说。 “电加热成本更低、更简单、并且更易于维护,因为您不需要任何额外的设备。”

电加热在工时方面的成本也更低,因为它不需要持续监控,甚至可以远程操作。

环保性能

无论使用何种能源,电加热都不会对工作环境造成 CO2、NOx、CO、SOx 或噪音污染。 同时,当以可再生能源作为动力时,整个过程对环境也是零排放的。

这与快速增长的电动汽车市场尤其相关。

如果煅烧过程不使用化石燃料,则会显著减少电池的碳排放量

“怀疑论者喜欢质疑电动汽车到底有多环保,认为锂离子电池的生产会排放大量碳,”Burton 说。 “但是,如果煅烧过程不使用化石燃料,则会显著减少电池的碳排放量。”

生产效率

由于电加热是一种更可控的加热过程,因此温度和加热区可以进行微调,从而提高质量。

“电加热可以实现出色的温度控制,这会影响产量和生产质量,”Pimpalnerkar 说。 “更少的不合格品直接转化为更高的生产效率。”

安装和维护

电加热系统更容易安装。 您所需要的只是电力,所有设施都有电力,即使是那些可能并不总是能够获得燃气的设施。

“由于不再需要复杂的管道系统和周边设备,因此安全更加容易,”Pimpalnerkar 说。

“此外,您拥有的设备越少,需要维护的设备也就越少。”他补充说。 “在这种情况下,您只需将电加热元件放入炉中并打开即可。”

燃气燃烧器需要定期重新校准,而电气系统会自动进行校准,从而进一步减少了维护需求。

潜在隐患

如果您已经使用燃气加热许多年,您可能会对改用电加热感到担忧。 但 Pimpalnerkar 和 Burton 认为,这些担忧在很大程度上是没有根据的,因为电力可使运营更容易、更安全,并且从长远来看更有利可图。

工厂布局

电加热系统可以放置在使用燃气燃烧器的任何地方。

“您可以使用同一个加热炉: 只需拉出燃气燃烧器和相关设备,然后放入电加热系统,”Burton 说。

“您可能需要对输入电源进行投资,”他承认。 “但由于热效率的提高,容量需求可能会低于预期。”

安装

安装电加热系统与安装燃气系统一样容易,甚至更容易。

“设置非常容易,您只需打开电源,控制装置就会完成后续步骤,”Pimpalnerkar 说。 “您不需要燃气管道或排气装置。”

维护也是如此,几乎不需要维护。

“加热元件需要每隔几年更换一次,这可以由现场电工轻松完成,”他补充道。

获得绿色电力

不用说,在加拿大和北欧等可以随时获得廉价可再生电力的国家/地区,改用电力更有意义。 但越来越多的其他地区(包括德国)也可以获得绿色电力,这些地区正在建立绿色电力集群以支持此类项目。

正如 Daniel Burton 指出的那样,即使在绿色能源尚未普及的市场中,也值得考虑进行转换,尤其是因为许多市场将在未来几年越来越多地获得可再生能源。

“鉴于当前的政治形势,燃气在成本和供应方面都变得非常不稳定,许多公司都希望减少对天然气的依赖,”他说。

与燃气相比的成本

虽然电力成本可能因国家而异,但 Burton 认为,我们正在目睹全球向电力的转变。

“随着更多可再生能源的兴起,这将变得更加明显,”他说。 “虽然各种能源的成本都已上涨,但燃气的涨幅最大。”

投资成本和投资回报率

在从气到电转变时,投资回报率 (ROI) 取决于电力与天然气的成本以及工厂所在的位置。 例如,在对 CO2 排放进行高额处罚的国家/地区,转向碳中和生产正日益成为当务之急。

Burton 解释说,虽然改造现有系统一开始可能会非常昂贵,但在大多数情况下,回报应该相当快。

“对于任何对气电转换感兴趣的客户,我们可以评估投资回报时间并协助计算投资回报率,”他说。

培训和生产技术

对于工厂经营者来说,从气到电的转变并没有负面影响。

“一旦启动并运行,电炉的工作方式与燃气炉相同,”Pimpalnerkar 说。 “界面几乎一模一样,生产方式也没有变化。 经营者会注意到的一个重要区别是: 没有有害气体,没有噪音,也没有与车间存在燃气相关的安全问题。”

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