上海專業(yè)定制電池行業(yè)超純水設備廠家

一、電池行業(yè)對超純水的嚴格要求
蓄電池、鋰電池等生產均需超純水,電解液配備要求電導率在 0.1us/cm(電阻率 10 兆歐姆)以上。
蓄電池、鋰電池、太陽能電池等在生產過程中,其電解液的配備對超純水的要求極為嚴格。例如,在鋰電池生產中,由于鋰電池具有儲能大、無記憶、多次充放電、重量輕、可回收、低污染等優(yōu)點,被廣泛應用于新能源領域。而鋰電池電解液的配置一般要求水的電導率大于 0.1us/cm,電阻值為 10 兆歐的超純水。在太陽能電池生產中,同樣需要高質量的超純水來確保電池的性能和使用壽命。據資料顯示,不同電池類型對超純水的需求雖略有差異,但總體都圍繞著高電阻率的標準。
傳統制備工藝常采用陰陽樹脂交換設備,但缺點是樹脂需經常再生。
傳統的電池用超純水制備工藝常采用陰陽樹脂交換設備。這種工藝在初期投資相對較少,占用空間也較小。然而,其缺點也十分明顯,陰陽樹脂在使用一段時間以后需要經常再生,這不僅耗費大量的酸堿,還對環(huán)境有一定的破壞性。例如,在實際生產中,企業(yè)需要定期投入人力和物力進行樹脂的再生操作,增加了生產成本。同時,酸堿的使用和排放也給環(huán)境帶來了壓力。據統計,采用陰陽樹脂交換設備的企業(yè),每年在樹脂再生方面的成本可能占到超純水制備總成本的一定比例。隨著工業(yè)的發(fā)展和環(huán)保要求的提高,這種傳統工藝的局限性越來越明顯,促使行業(yè)不斷尋求更加高效、環(huán)保的超純水制備方法。
二、現代膜分離技術在電池超純水制備中的應用
1. 隨著工業(yè)膜分離技術成熟,常采用反滲透膜法或一級反滲透結合離子交換混床 / 電去離子 EDI 工藝制取超純水。
隨著工業(yè)膜分離技術的不斷發(fā)展和成熟,在電池超純水制備中發(fā)揮著越來越重要的作用。反滲透膜法水處理工藝憑借其高效、低能耗、無污染的特點,成為了制取超純水的重要手段之一。
反滲透技術是利用壓力差為動力的膜分離過濾技術,通過壓力差將水與源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質嚴格分離。例如,在電池生產過程中,反滲透膜能夠有效地去除水中的雜質,使水的電導率降低到滿足電池電解液配備的要求。
而一級反滲透結合離子交換混床或電去離子 EDI 工藝,則進一步提高了超純水的質量。EDI 技術是一種將離子交換技術、離子交換膜技術和離子電遷移技術相結合的純水制造技術。它通過電場作用,使水中的離子選擇性地透過離子交換膜,從而實現水的深度凈化。在電池行業(yè)超純水制備中,EDI 系統能夠去除水中殘留的微量離子,使水的電阻率達到 10 兆歐姆以上。
據相關數據顯示,采用反滲透結合 EDI 工藝制取的超純水,其水質穩(wěn)定,電阻率可長期保持在較高水平,滿足了電池行業(yè)對超純水的嚴格要求。同時,這種工藝不需要用酸堿進行再生,對環(huán)境沒有破壞性,符合現代工業(yè)的環(huán)保要求。
相比傳統的陰陽樹脂交換設備,現代膜分離技術在超純水制備中具有明顯的優(yōu)勢。它不僅提高了超純水的質量和穩(wěn)定性,還降低了生產成本,減少了對環(huán)境的影響,為電池行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。
三、電池行業(yè)超純水制備工藝流程
1. 采用離子交換方式
其流程如下:原水→原水加壓泵→多介質過濾器→活性炭過濾器→軟水器→精密過濾器→陽樹脂過濾床→陰樹脂過濾床→陰陽樹脂混床→微孔過濾器→用水點。
在這種制備方式中,多介質過濾器可去除原水中的懸浮物、顆粒物等雜質?;钚蕴窟^濾器則能吸附水中的有機物、余氯等,起到初步凈化的作用。軟水器通過離子交換的方式降低原水的硬度,防止后續(xù)設備結垢。精密過濾器進一步過濾微小顆粒,為后續(xù)的離子交換過程提供更純凈的水源。陽樹脂過濾床和陰樹脂過濾床分別吸附水中的陽離子和陰離子,陰陽樹脂混床則進行深度離子交換,確保出水的純度。最后,微孔過濾器對出水進行終端過濾,去除可能殘留的微小顆粒,為電池生產提供高質量的超純水。
2. 采用兩級反滲透方式
其流程如下:原水→原水加壓泵→多介質過濾器→活性炭過濾器→軟水器→精密過濾器→一級反滲透→PH 調節(jié)→中間水箱→二級反滲透 (反滲透膜表面帶正電荷)→純化水箱→純水泵→微孔過濾器→用水點。
首先,經過一系列的預處理步驟,去除原水中的雜質和有害物質。一級反滲透利用壓力差將水與雜質分離,去除大部分的離子和小分子物質。PH 調節(jié)環(huán)節(jié)可以調整水的酸堿度,為二級反滲透創(chuàng)造適宜的條件。二級反滲透中,反滲透膜表面帶正電荷,能夠更有效地去除剩余的離子和雜質,進一步提高水的純度。純化水箱儲存經過兩級反滲透處理的水,純水泵將水輸送至微孔過濾器進行最后一道過濾,確保出水符合電池生產對超純水的要求。
3. 采用電去離子 EDI 方式
其流程如下:原水→原水加壓泵→多介質過濾器→活性炭過濾器→軟水器→精密過濾器→一級反滲透機→中間水箱→中間水泵→EDI 系統→微孔過濾器→用水點。
同樣,先通過預處理步驟凈化原水。一級反滲透機去除大部分雜質后,水進入中間水箱。中間水泵將水輸送至 EDI 系統,EDI 技術將離子交換和電滲析相結合,在電場作用下,水中的離子通過離子交換膜被遷移到濃水室,同時水電離產生的 H + 和 OH - 實現樹脂自再生,無需停機使用酸堿再生樹脂,連續(xù)制取高品質超純水。最后,經過微孔過濾器過濾后,為電池生產提供穩(wěn)定可靠的超純水。
目前,電池行業(yè)制備超純水的工藝大致就是以上三種,不同的工藝流程各有優(yōu)缺點。離子交換方式初投資少、占用地方少,但需要經常進行離子再生,耗費酸堿且對環(huán)境有一定破壞性。兩級反滲透方式初投資相對較高,但無須樹脂再生,缺點是相關膜原件需定期清洗或更換,水質一般在 1us/cm 左右。EDI 方式是目前制取超純水的工藝,無需酸堿再生便可連續(xù)制取超純水,對環(huán)境無破壞性,但初投資相對昂貴。企業(yè)可根據自身實際情況選擇合適的超純水制備工藝。
(一)離子交換方式
1. 水源水經源水增壓泵依次進入多介質過濾器、活性炭過濾器、軟水器、精密過濾器、陽樹脂過濾床、陰樹脂過濾床、陰陽樹脂混床、微孔過濾器,最終到達用水點。
在離子交換方式的超純水制備流程中,各個環(huán)節(jié)都起著至關重要的作用。水源水首先通過源水增壓泵獲得一定的壓力,以便后續(xù)的處理過程能夠順利進行。多介質過濾器通常由不同粒徑的濾料組成,如石英砂、無煙煤等,能夠有效地去除原水中的懸浮物、泥沙等大顆粒雜質。據統計,多介質過濾器可以去除原水中約 80% 的大顆粒雜質。
接著,水流經活性炭過濾器。活性炭具有強大的吸附能力,能夠吸附水中的有機物、余氯等有害物質,改善水的口感和氣味。實驗表明,活性炭過濾器對余氯的去除率可達到 90% 以上。
軟水器則通過離子交換的原理,將原水中的鈣、鎂離子置換出來,降低水的硬度,防止后續(xù)設備結垢。一般來說,軟水器可以將水的硬度降低到原來的 30% 以下。
精密過濾器進一步過濾微小顆粒,其過濾精度通常在 1 微米以下,能夠有效去除多介質過濾器和活性炭過濾器未能去除的細小顆粒,為后續(xù)的離子交換過程提供更純凈的水源。
陽樹脂過濾床和陰樹脂過濾床分別吸附水中的陽離子和陰離子。陽離子交換樹脂通常采用強酸性樹脂,能夠吸附水中的鈣、鎂、鈉等陽離子;陰離子交換樹脂則采用強堿性樹脂,能夠吸附水中的氯離子、硫酸根離子等陰離子。通過陽樹脂過濾床和陰樹脂過濾床的協同作用,可以去除水中大部分的離子雜質。
陰陽樹脂混床則進行深度離子交換,將水中殘留的微量離子進一步去除,確保出水的純度。陰陽樹脂混床通常由陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂按一定比例混合而成,其出水水質可以達到很高的純度。
最后,微孔過濾器對出水進行終端過濾,去除可能殘留的微小顆粒,為電池生產提供高質量的超純水。微孔過濾器的過濾精度通常在 0.22 微米以下,能夠有效去除水中的細菌、病毒等微生物和微小顆粒,確保出水符合電池生產對超純水的嚴格要求。
總的來說,離子交換方式在電池行業(yè)超純水制備中具有一定的優(yōu)勢,如初投資少、占用地方少等。但同時也存在一些缺點,如需要經常進行離子再生,耗費酸堿且對環(huán)境有一定破壞性。因此,在實際應用中,企業(yè)需要根據自身的實際情況,綜合考慮各種因素,選擇合適的超純水制備工藝。
(二)兩級反滲透方式
1. 水源水在源水增壓泵作用下,流經多介質過濾器、活性炭過濾器、軟水器、精密過濾器、一級反滲透主機,經 PH 調節(jié)后進入中間水箱,再通過二級反滲透主機(反滲透膜表面帶正電荷),到達純化水箱,經純水泵和微孔過濾器后到達用水點。
在兩級反滲透方式的超純水制備流程中,每一個環(huán)節(jié)都緊密配合,確保最終出水的質量。水源水在源水增壓泵的作用下獲得足夠的壓力,為后續(xù)的處理過程提供動力。首先,水流經多介質過濾器,多介質過濾器通常由不同顆粒大小的濾料組成,如石英砂、無煙煤等,可以有效地去除原水中的懸浮物、泥沙等大顆粒雜質。據相關數據顯示,多介質過濾器能夠去除原水中約 70% 至 80% 的大顆粒雜質。
接著,水進入活性炭過濾器。活性炭具有強大的吸附能力,能夠吸附水中的有機物、余氯等有害物質,改善水的口感和氣味。研究表明,活性炭過濾器對余氯的去除率可高達 90% 以上。
軟水器通過離子交換的原理,將原水中的鈣、鎂離子置換出來,降低水的硬度,防止后續(xù)設備結垢。一般情況下,軟水器可以將水的硬度降低到原來的 30% 至 40% 左右。
精密過濾器進一步過濾微小顆粒,其過濾精度通常在 1 微米以下,能夠有效去除多介質過濾器和活性炭過濾器未能去除的細小顆粒,為后續(xù)的反滲透過程提供更純凈的水源。
一級反滲透主機利用壓力差將水與雜質分離,去除大部分的離子和小分子物質。經過一級反滲透處理后,水的純度得到了顯著提高。此時,需要進行 PH 調節(jié),以適應二級反滲透的要求。PH 調節(jié)環(huán)節(jié)可以調整水的酸堿度,為二級反滲透創(chuàng)造適宜的條件。
中間水箱起到緩沖和儲存的作用,確保水的穩(wěn)定供應。二級反滲透主機中,反滲透膜表面帶正電荷,能夠更有效地去除剩余的離子和雜質,進一步提高水的純度。據統計,兩級反滲透可以去除原水中約 98% 以上的溶解鹽、顆粒、膠體、有機物等雜質。
純化水箱儲存經過兩級反滲透處理的水,純水泵將水輸送至微孔過濾器進行最后一道過濾。微孔過濾器的過濾精度通常在 0.22 微米以下,能夠有效去除水中的細菌、病毒等微生物和微小顆粒,確保出水符合電池生產對超純水的嚴格要求。
總的來說,兩級反滲透方式在電池行業(yè)超純水制備中具有一定的優(yōu)勢,如無須樹脂再生,出水水質相對穩(wěn)定等。但同時也存在一些缺點,如相關膜原件需定期清洗或更換等。企業(yè)在選擇超純水制備工藝時,需要綜合考慮各種因素,以滿足自身的生產需求。
(三)電去離子 EDI 方式
1. 水源水由源水增壓泵送入雙室過濾器、軟水器、中間水箱,經低壓泵進入精密過濾器、一級反滲透主機和 EDI 系統,最后通過微孔過濾器到達用水點。
在電去離子 EDI 方式的超純水制備流程中,各個環(huán)節(jié)協同作用,為電池生產提供高質量的超純水。水源水首先在源水增壓泵的作用下獲得一定的壓力,以便后續(xù)的處理過程順利進行。水源水進入雙室過濾器,雙室過濾器通常由不同的過濾介質組成,能夠有效地去除原水中的較大顆粒雜質和懸浮物。據實際應用數據顯示,雙室過濾器可以去除原水中約 75% 的大顆粒雜質。
接著,水流經軟水器。軟水器通過離子交換的原理,將原水中的鈣、鎂離子置換出來,降低水的硬度,防止后續(xù)設備結垢。一般來說,軟水器能夠將水的硬度降低到原來的 35% 左右。
水進入中間水箱進行緩沖和儲存。然后,在低壓泵的作用下,水被輸送至精密過濾器。精密過濾器進一步過濾微小顆粒,其過濾精度通常在 0.5 微米以下,能夠有效去除雙室過濾器和軟水器未能去除的細小顆粒,為后續(xù)的一級反滲透主機和 EDI 系統提供更純凈的水源。
一級反滲透主機利用壓力差將水與雜質分離,去除大部分的離子和小分子物質。經過一級反滲透處理后,水的純度得到了顯著提高。
隨后,水進入 EDI 系統。EDI 技術是將離子交換技術、離子交換膜技術和離子電遷移技術有機結合的一種新型除鹽技術。在 EDI 系統中,通過電場作用,水中的離子選擇性地透過離子交換膜,被遷移到濃水室,同時水電離產生的 H + 和 OH - 實現樹脂自再生,無需停機使用酸堿再生樹脂,連續(xù)制取高品質超純水。據相關統計,EDI 系統可以去除水中殘留的微量離子,使出水電阻率穩(wěn)定在 15MΩ?CM 以上,出水水質穩(wěn)定性最佳,生產超純水產率高(產率可達 95%)。
最后,水經過微孔過濾器進行終端過濾。微孔過濾器的過濾精度通常在 0.22 微米以下,能夠有效去除水中的細菌、病毒等微生物和微小顆粒,確保出水符合電池生產對超純水的嚴格要求。
總的來說,上海專業(yè)定制電池行業(yè)超純水設備廠家電去離子 EDI 方式是目前制取電池行業(yè)超純水的工藝,無需酸堿再生便可連續(xù)制取超純水,對環(huán)境無破壞性,但初投資相對昂貴。企業(yè)在選擇超純水制備工藝時,應根據自身實際情況,綜合考慮各