项目挑战
锂和相关化合物对于生产锂离子电池是必不可少的，而锂离子电池对于推动能源转型至关重要。锂的提取和处理是资源密集型的，在中国西部扎布耶盐湖沿岸的一家纳滤提锂工厂，需要一种解决方案来降低纳滤分离锂工艺的能耗。该工厂位于偏远的高海拔地区，远离当地市政电网。由于这些限制，提锂工厂设计和建造了一座太阳能光热发电站。由于可再生能源光热发电站的投资成本和占地面积高，提锂工厂需要采取项目节能设计来节约能源，以减少新能源光热电站的投资成本支出。
解决方案
美国能量回收公司与中国水处理行业领先的上市公司倍杰特集团股份有限公司此前已合作过多个废水处理项目，现再次合作为其提锂工厂安装PX®压力交换器®技术，该技术已被证明能够降低吨水能耗和最大功率要求。此工厂使用纳滤技术从盐湖中浓缩锂并生产碳酸锂、氯化钾等有价值的盐。
该工厂的七套一级纳滤系统上均安装有两支PX-Q260，从而够降低一级纳滤的能耗。PX通过将从废盐水压力能转移到原料盐水，从而显著降低给纳滤膜系统提供高压原料水的高压泵所需流量要求，实现系统节能。PX的使用大幅减小了纳滤系统的高压泵的设计流量。对于这个项目，PX将高压泵配套电机的容量降低了一半以上。将PX与纳滤工艺技术相结合，将大规模盐湖提锂的生产周期从几个月缩短到几个小时。
基于纳滤的提锂工厂工艺设计：
- 总共五级纳滤，在并联的七套一级纳滤中，每套均安装两支PX Q260.
- 每年可生产1.2万吨碳酸锂（Li2CO3）和15.6万吨氯化钾（KCl）
- PX技术将吨水能耗降至3.4 kWh/m3，与无能量回收装置工艺相比，降低了约57%
结果
PX Q260的安装降低了从盐湖中提取锂以生产碳酸锂的纳滤工艺能耗，预估每套纳滤可节省333千瓦时，每年可节省1846. 1万千瓦时。运行能耗的减少显著降低了可再生能源光热发电站的投资成本，实现了瞬时投资回报节省。使用PX不仅有助于节省运行电耗，还减少了太阳能电池板的数量和光热发电站所需的占地面积。此外，PX降低该提锂工厂的总体电力需求，相当于此项目配套的容量为40兆瓦（参考2024年STO Energy杂志）的太阳能光热发电站规模的约6%。除了降低能耗外，PX压力交换器还提供了一种灵活且低成本的解决方案实现浓水内循环，延长膜寿命。