一、技術名稱:鉛蓄電池高效低能耗極板制造技術
二、技術所屬領域及適用范圍:輕工行業起動型、固定型、動力型鉛蓄電池,卷繞式鉛蓄電池、鉛炭電池
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
傳統的極板板柵”重力澆鑄”工藝需要將鉛液保持在一定高溫下(450-550℃)進行澆鑄板柵,工藝和設備耗能高,生產效率低,同時產生的鉛煙和廢鉛渣需要回收和特殊處理。板柵鑄造是鉛蓄電池生產中產生污染的源頭之一,也是引起作業工人鉛中毒最嚴重的工序。
鉛蓄電池高效低能耗極板制造生產工藝與裝備采用“鉛帶連鑄連軋”、“拉網式板柵”、“沖孔(網)式板柵”、“連續和膏”、“連續涂膏”等工藝技術和裝備結合,可以降低生產環節能耗30%-50%。國際上,美、歐、日等國家的先進鉛蓄電池制造企業中90%的企業已經采用這種先進的技術和設備,而國內98%以上的鉛蓄電池制造企業仍采用傳統的”重力澆鑄”工藝和設備,采用這種新技術和設備的電池企業不到2%。目前該技術可實現節能量4萬tce/a,CO2減排約11萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
鉛蓄電池極板制造主要工序為冷加工(熔鉛除外)。其中,鉛帶連鑄連軋工藝可以將鉛液精確控制在接近熔點的溫度范圍(327-340℃),然后經快速冷卻獲得結晶細化的金屬結構;后續的連續壓軋及拉網、沖孔等加工過程都是在室溫下進行。該工藝避免了采用高溫和對鉛液的攪動,不會產生鉛煙和鉛渣,可大幅度減少鉛煙、鉛渣的產生和排放,同時大大地降低能耗和鉛耗。
2.關鍵技術
(1)鉛帶連鑄連軋技術;
(2)連續擴展網板柵制造技術;
(3)連續沖孔(網)板柵制造技術;
(4)實現鉛渣、鉛煙零排放或微排放的清潔制造設計。
3.工藝流程
工藝流程見圖1。
圖1 鉛蓄電池高效低能耗極板制造工藝流程圖
五、主要技術指標
1.鑄帶寬度:90mm-400mm;
2.軋帶寬度:≤380mm;
3.軋帶速度:15m/min、20m/min、25m/min(按基本厚度1 mm計算);
4.鉛帶厚度范圍:≥0.6mm;
5.拉網速度:≥15m;
6.沖孔(網)速度:≥15m;
7.涂膏速度:≥15m。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
目前,國外從事拉網式、沖孔(網)式、連鑄連軋等先進板柵和極板制造工藝和設備的公司約有十余家,比較活躍的公司有意大利Sovema和美國Wirtz,具有三十多年從事該技術研究的歷史,在設備成套性、適用電池品種、設備性能等方面都有很大的優勢。而國內只有不足10家鉛蓄電池企業通過引進國外先進設備進行生產,如保定風帆電池公司和湖北駱駝電池公司。
該技術已與華北蓄電池有限公司聯合開發“ARD-CCRS-90鉛蓄電池極板制造清潔生產技術與裝備”,與廣東猛獅電源科技有限公司聯合開發“ARD-CP-140卷繞電池沖孔(網)設備”,與廣東雄韜電源科技有限公司聯合開發“ARD-CCRS-400連鑄連軋生產線和ARD-CP-380沖孔(網)生產線”。
七、典型應用案例
典型用戶:廣東美美電池(臺資)、猛獅電池
典型案例1
建設規模:(1)年產25萬kVAh摩托車電池生產線;(2)年產50萬kVAh汽車電池生產線。主要技改內容:摩托車電池生產線采用“連鑄-連軋-沖壓板柵生產線”取代原重力澆鑄工藝和美國“WIRTZ”鑄板機8套;新建密閉汽車電池生產線,采用ARD-CCRS-160系列“連鑄-連軋-沖孔(網)板柵生產線”。節能技改投資額2100萬元,建設期1年。每年可節能1527tce,年節能經濟效益4000萬元,投資回收期約6個月。
典型案例2
建設規模:年產量在60萬kVAh密閉電池生產廠配套。主要技改內容:采用自動板柵連鑄/連軋系統和連續膨脹拉網板柵加工設備部分取代原生產中使用重力澆鑄工藝和設備。節能技改投資額500萬元,建設期1年。每年可節能418tce,年節能經濟效益1800萬元,投資回收期約3個月。
八、推廣前景及節能減排潛力
板柵連鑄-連軋、連續膨脹拉網與連續沖孔(網)板柵技術是鉛蓄電池制造業近年發展起來具有顯著節能環保、高效低耗的最新電池極板制造技術。2009年全國鉛蓄電池總產量12000萬kVAh,如果采用該技術可以實現降低單位電池產量能耗(0.3
kWh/kVAh),降低單位電池產量耗鉛量(5.0×10-3t/kVAh)。預計未來5年,該技術在國內電池生產行業內推廣比例可達25%,規模為250套生產線,總投資25億元,總節能能力約46萬tce/a,減排能力約121萬tCO2/a。
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