Pemurnian Gas Buang Multi-Polutan untuk Produksi Karbonat Baterai Litium Energi Baru

Studi Kasus · Pengendalian Emisi Industri

Bagaimana produsen lithium karbonat terkemuka mencapai kepatuhan emisi ultra-rendah secara simultan untuk SO₂, NOx, PM, tellurium, fluorida, dan kabut asam dari 100.000 Nm³/jam gas buang tungku terowongan — dengan menerapkan sistem pengolahan terpadu lima tahap yang inovatif yang menggabungkan pembersihan menara pengisian, denitrifikasi oksidatif COA, FGD batu kapur-gypsum, pengendapan elektrostatik basah, dan pengurangan asap magnetik.

Gas Buang Karbonat dari Baterai Lithium
COA Denitrifikasi Oksidatif
Pengendap Elektrostatik Basah
Pemulihan Telurium & Fluorida
Pengurangan Bulu Putih

84%
Penghapusan SO₂
FGD Batu Kapur-Gipsum
60%
Penghilangan NOx
COA Denitrifikasi Oksidatif
99.5%
Penghilangan Telurium
Pemulihan Menara Pengisian
100,000
Nm³/jam
Volume Gas Buang Standar

01 — Latar Belakang Industri

Lithium Karbonat sebagai Material Baterai Kritis dan Lingkungan Regulasi Emisi yang Semakin Ketat

Lithium karbonat merupakan bahan baku penting dalam produksi material katoda baterai lithium-ion, keramik kaca, dan bahan kimia khusus. Pertumbuhan pesat kendaraan listrik dan sistem penyimpanan energi skala jaringan di seluruh dunia telah mendorong ekspansi cepat kapasitas produksi lithium karbonat, dengan produksi meningkat dari 4,1 ton/tahun pada tahun 2014 menjadi 39,5 juta ton pada tahun 2022 — tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sebesar 281 juta ton/tahun — dan diproyeksikan mencapai 110 juta ton per tahun dengan pertumbuhan lebih lanjut hingga 51,79 juta ton dengan proyeksi pertumbuhan tahunan sebesar 31,11 juta ton/tahun. Produksi lithium karbonat sangat penting bagi rantai pasokan kendaraan energi baru, dengan kebijakan nasional di berbagai yurisdiksi menetapkan energi baru, material baru, dan kendaraan energi baru sebagai prioritas pembangunan strategis rencana lima tahun.

Produsen dalam studi kasus ini mengkhususkan diri dalam penelitian dan pengembangan, produksi, dan penjualan material lithium energi baru dan teknologi rubidium-sesium. Sebagai perusahaan terintegrasi yang signifikan yang dibangun di sekitar sumber daya mika awan lithium dan rubidium lokal yang kaya, perusahaan ini telah mengembangkan teknologi ekstraksi lithium mika awan canggih yang mengatasi tantangan konsumsi energi tinggi dan pemulihan rendah yang tradisional dalam industri ekstraksi. Perusahaan ini didukung oleh perusahaan induk dengan sumber daya teknologi canggih dan berpartisipasi dalam rantai nilai material lithium dan sistem baterai sebagai pemasok terintegrasi vertikal.

Proses produksi litium karbonat kelas baterai menggunakan tungku terowongan untuk sinterisasi suhu tinggi dari prekursor karbonat. Tungku terowongan ini, yang menggunakan gas alam sebagai bahan bakar, menghasilkan 100.000 Nm³/jam gas buang pada suhu 220°C yang membawa campuran kompleks SO₂, NOx, partikulat halus, senyawa tellurium, senyawa fluorin, dan spesies nitrogen oksida dari kimia pembakaran suhu tinggi dan penguapan kontaminan jejak dari bahan baku karbonat. Karena peraturan lingkungan telah diperketat — khususnya setelah tahun 2024 Peraturan Pengelolaan Izin Pembuangan Polusi dan kebijakan pengendalian emisi yang selaras dengan Uni Eropa — persyaratan agar gas buang dari tungku terowongan litium karbonat mencapai kepatuhan emisi ultra-rendah telah menjadi tak terhindarkan.

Sistem peredam asap magnetik dalam mode siaga tertutup menunjukkan asap putih yang terlihat dari cerobong gas buang tungku terowongan karbonat baterai litium sebelum aktivasi sistem pemurnian gas buang terintegrasi.

“Gas buang dari tungku terowongan karbonat baterai litium menghadirkan tantangan pengendalian multi-polutan yang unik: keberadaan SO₂, NOx, senyawa tellurium, fluorida, dan partikel halus secara bersamaan, dikombinasikan dengan kepulan asap putih dari gas buang pasca-scrubber dengan kelembaban tinggi, membutuhkan lima teknologi pengolahan berbeda yang beroperasi secara berurutan dan terkoordinasi. Tidak ada satu teknologi pun yang dapat mengatasi semua kategori polutan ini.”

— Ringkasan Teknis Rekayasa, Proyek Pemurnian Gas Buang Industri Baterai Lithium Energi Baru


02 — Profil Polusi

Gas Buang Tungku Terowongan: Tujuh Kategori Polutan Serentak Termasuk Pemulihan Telurium dan Fluorida

Tungku terowongan karbonat baterai litium ini menggunakan gas alam sebagai bahan bakar dengan laju konsumsi sekitar 1.000 m³/jam. Tungku ini menghasilkan 100.000 Nm³/jam (180.000 Nm³/jam pada kondisi proses) gas buang pada suhu 220°C. Gas buang tersebut membawa kategori polutan yang diatur sebagai berikut secara bersamaan:

  • SO₂ pada konsentrasi awal 100–500 mg/Nm³ (rentang mencerminkan variabilitas bahan baku karbonat antar batch). Target keluaran: ≤80 mg/Nm³ melalui FGD batu kapur-gypsum dengan efisiensi penghilangan 84%. Rentang masukan yang lebar berarti sistem FGD harus dirancang untuk skenario maksimum 500 mg/Nm³.
  • NOx pada 30–50 mg/Nm³Berbeda dengan NOx pada boiler industri atau tungku peleburan yang memiliki konsentrasi jauh lebih tinggi, NOx pada tungku terowongan berada pada tingkat yang relatif moderat tetapi tetap harus memenuhi batas ≤80 mg/Nm³. Denitrifikasi COA (Oksidasi Klorin Dioksida atau Absorpsi Oksidasi Katalitik) mencapai efisiensi penghilangan 60% pada kisaran konsentrasi ini.
  • Partikel debu (PM) pada konsentrasi 30–50 mg/Nm³Target keluaran: ≤20 mg/Nm³. Partikel karbonat dan oksida halus dari proses sintering. Presipitan elektrostatik basah mencapai penghilangan debu 60% bersamaan dengan efek pemurnian PM lainnya dari tahap pembersihan. Efisiensi penghilangan debu aktual di seluruh sistem: sekitar 69%.
  • Senyawa Telurium (Te) pada konsentrasi 0,5–10 mg/Nm³Target keluaran: ≤0,05 mg/Nm³. Telurium adalah unsur langka yang sangat penting secara strategis, hadir sebagai pengotor dalam jumlah kecil di beberapa bahan baku litium karbonat, yang menguap selama sintering suhu tinggi dan harus ditangkap untuk nilai pemulihan serta dikendalikan hingga batas emisi yang sangat rendah. Tahap scrubber menara pengisian (packing tower) mencapai efisiensi penghilangan telurium 99,5%, memulihkan telurium untuk digunakan kembali.
  • Fluorida (HF) pada 0,16–20 mg/Nm³Target keluaran: ≤6 mg/Nm³. Rentang masukan yang luas mencerminkan variabilitas kandungan fluorida bahan baku. Pencucian batu kapur membentuk kalsium fluorida yang tidak larut selama FGD, berkontribusi pada penghilangan fluorida bersamaan dengan tahap pencucian gas asam.
  • Kabut asam (kabut) pada 23–30 mg/Nm³Target keluaran: ≤15 mg/Nm³. Tetesan aerosol asam halus dari tahap pembersihan harus ditangkap sebelum pembuangan akhir. Presipitator elektrostatik basah menyediakan penghilangan kabut asam sekaligus pemurnian partikel halus. Efisiensi penghilangan kabut asam: 70%.
  • Kepulan asap putih terlihatGas buang setelah melewati scrubber jenuh dengan uap air dan aerosol sisa pada suhu sekitar 40°C. Kombinasi Magnetic Plume Abatement (MPA) dan pengendap elektrostatik basah memberikan pemurnian akhir untuk mencapai emisi tak terlihat dalam semua kondisi lingkungan.
Parameter Konsentrasi Awal Outlet (Desain) Batas EU IED / NER
NOx 30–50 mg/Nm³ ≤80 mg/Nm³ IED 2010/75/EU: 100 mg/Nm³ (pembakaran)
SO₂ 100–500 mg/Nm³ ≤80 mg/Nm³ Dekret Aktivitas Belanda NER
Partikel debu (PM) 30–50 mg/Nm³ ≤20 mg/Nm³ Dekret Aktivitas Belanda NER ≤5 mg/Nm³
Telurium (Te) 0,5–10 mg/Nm³ ≤0,05 mg/Nm³ IED BAT logam berat
Fluorida (HF) 0,16–20 mg/Nm³ ≤6 mg/Nm³ IED 2010/75/EU HF BAT
Kabut asam (kabut) 23–30 mg/Nm³ ≤15 mg/Nm³ IED BAT
Kepulan asap putih yang terlihat Hadiah Tidak ada (tidak terlihat) Tidak ada bulu putih yang terlihat
Volume gas buang terukur (standar) 100.000 Nm³/jam
Volume gas buang proses 180.000 Nm³/jam (pada kondisi tertentu)
Suhu gas buang (keluar dari tungku) 220°C

03 — Larutan Perawatan

Sistem Pemurnian Terpadu Lima Tahap dengan Pemulihan Telurium dan Penghilangan Asap Putih

Sistem pengolahan terpadu dirancang untuk mengatasi ketujuh kategori polutan dalam urutan lima tahap yang terkoordinasi. Alih-alih mengolah setiap polutan secara terpisah, sistem ini memanfaatkan manfaat penangkapan silang dari setiap tahap dan mengkoordinasikan kimia reagen sehingga produk sampingan reaksi dari satu tahap mendukung efisiensi tahap berikutnya.

Tahap 1: Pra-pendinginan di Saluran Masuk Kipas Aliran Udara Paksa

Zat tambahan air pendingin diaplikasikan pada saluran masuk kipas hisap untuk menurunkan suhu gas buang dari 220°C menjadi sekitar 120°C, mencegah bahan anti-korosi melebihi suhu nominalnya di seluruh peralatan pengolahan hilir, dan melindungi bagian dalam scrubber basah dari kerusakan termal.

Tahap 2: Menara Pengisian Tahap Pertama (Menara Pengemasan — Penghilangan Telurium & Fluorida)

Gas pada suhu sekitar 120°C memasuki menara pengisian tahap pertama di mana ia bersentuhan dengan cairan pembersih yang bersirkulasi. Di menara ini, senyawa tellurium dan fluorida dalam gas bereaksi dengan air membentuk senyawa terlarut yang diserap ke dalam cairan pembersih. Saat permukaan cairan sirkulasi menara pengisian secara bertahap naik, sebagian air limbah yang mengandung tellurium dan fluorida dipindahkan ke tangki penyesuaian pengentalan/penghilangan garam oleh pompa transfer. Air limbah primer yang mengandung tellurium ini, dikombinasikan dengan penambahan kalsium fluorida, mengalami reaksi: penambahan kalsium fluorida menyebabkan pengendapan kalsium fluorida, dan cairan tersebut diproses lebih lanjut dengan filtrasi tekanan untuk mencapai pemisahan padat-cair, menghilangkan fluorida yang larut dalam air dan mencapai daur ulang air. Kunci dari tahap ini adalah pengendalian pH dalam cairan sirkulasi menara pengisian (menara penghilang tellurium), penyesuaian simultan operasi pompa sirkulasi berdasarkan suhu gas buang dan kandungan senyawa tellurium, serta pengaturan jumlah penambahan tellurium dan penambahan promotor. Menara pengisian mencapai efisiensi penghilangan tellurium sebesar 99,5% dan efisiensi penghilangan fluorida sebesar 70%.

Tahap 3: Sistem Denitrifikasi COA

Gas pasca-penyaringan masuk kembali ke sistem denitrifikasi COA (Oksidasi Klorin Dioksida / Absorpsi Oksidatif Katalitik). Pada titik ini, gas buang masih mengandung NOx yang dapat dioksidasi. Mekanisme denitrifikasi COA mengoksidasi NO (kurang larut dalam air) menjadi NO₂ (sangat larut dalam air) menggunakan oksidan klorin dioksida, memungkinkan absorpsi pencucian basah selanjutnya untuk mencapai penghilangan NOx yang signifikan yang tidak dapat dicapai oleh pencucian air atau alkali konvensional saja. Sistem COA mencapai efisiensi denitrifikasi 60%, mengurangi NOx dari 30–50 mg/Nm³ inlet menjadi ≤80 mg/Nm³ outlet. Setelah denitrifikasi COA, gas kemudian menuju ke tahap FGD untuk penghilangan sulfur dioksida.

Tahap 4: Menara FGD Batu Kapur-Gipsum (φ4,6 m, 202.000 Nm³/jam)

Gas pasca-COA memasuki menara FGD batu kapur-gypsum untuk penghilangan SO₂. Menara FGD mencapai efisiensi desulfurisasi 84%, mengurangi SO₂ dari 100–500 mg/Nm³ menjadi ≤80 mg/Nm³. Parameter utama: diameter dalam menara φ4,6 m; rasio cairan-gas 15,5; lapisan semprot 3; aliran pompa tunggal 600 m³/jam; waktu pengendapan bubur 5 jam; konsumsi operasional batu kapur 65 kg/jam (penggunaan maksimum); produksi gypsum 131 kg/jam (produksi maksimum); kadar air gypsum ≤15%; eliminator kabut tahap pertama tipe saringan 2 lapis; eliminator kabut tahap kedua tipe saringan 1 lapis + 1 set eliminator kabut bundel tabung; kapasitas penyimpanan batu kapur perantara 10 m³ dengan otonomi 7 hari. Gipsum hasil sampingan dari reaksi FGD dikeringkan dan dapat digunakan kembali sebagai bahan bangunan.

Tahap 5: Presipitator Elektrostatik Basah (WESP) + Pengurangan Asap Magnetik

Gas pasca-FGD, yang membawa partikel halus sisa, tetesan kabut asam, dan uap air jenuh, memasuki pengendap elektrostatik basah (model BLSD360-64, konfigurasi eksternal menara, masuk bawah / buang atas). WESP menerapkan medan tegangan tinggi (generator BLEMG-2K, daya rata-rata 80 kW, efisiensi pemurnian ≥95%) untuk mengionisasi partikel aerosol halus sisa dan kabut asam, memindahkannya ke elektroda pengumpul. Konsentrasi polutan campuran masuk: 100 mg/m³; keluar: 5 mg/m³. Dimensi peralatan: 6.200×7.200 mm; tinggi 17.900 mm; resistansi sistem 350 Pa; tekanan desain ±5.000 Pa; suhu operasi <40°C. Fungsi Magnetic Plume Abatement (Penghilangan Asap Magnetik) dari generator BLEMG-2K memberikan penghilangan asap putih terakhir setelah WESP (Weighted Emission Surface Pollution) memoles aliran gas secara mendalam, memastikan pembuangan asap dari cerobong tidak terlihat.

Terowongan
Tempat pembakaran
220°C
Pra-Pendinginan
→120°C
Penggemar IDF
Menara Pengisian ⭐
Penghapusan Te + F⁻
99.5% / 70%
COA ⭐
Denitrifikasi
60% NOx
FGD ⭐
Batu kapur
84% SO₂
WESP+MPA ⭐
PM/Kabut/Asap
≥95%
Membersihkan
Tumpukan

⭐ Peralatan baru atau yang ditingkatkan dalam proyek ini

Diagram alir proses pemurnian gas buang multi-polutan untuk pengolahan gas buang tungku terowongan karbonat baterai litium, menunjukkan tahap-tahap pendinginan awal, menara pengisian, penghilangan tellurium, denitrifikasi COA, FGD batu kapur-gypsum, dan pengendap elektrostatik basah dengan pengurangan asap magnetik.

Gambar elevasi desain fasad sistem pemurnian gas buang multi-polutan terintegrasi untuk produksi baterai lithium karbonat energi baru, termasuk gas buang dari tungku terowongan, menara pengisian, scrubber FGD, dan konfigurasi pengendap elektrostatik basah.


04 — Keunggulan Inti

Mengapa Arsitektur Lima Tahap Ini Merupakan Solusi yang Tepat untuk Gas Buang Karbonat dari Tungku Terowongan


  • Pemulihan Telurium dengan Efisiensi 99,5% — Aset Penghasil Pendapatan, Bukan Sekadar Kewajiban Kepatuhan: Telurium adalah unsur langka yang sangat penting secara strategis dan bernilai komersial. Dengan efisiensi penghilangan 99,5% dari konsentrasi masukan 0,5–10 mg/Nm³, tahap menara pengisian menghasilkan cairan pembersih kaya telurium yang, setelah pengendapan kalsium fluorida dan penyaringan bertekanan, dapat diproses untuk memulihkan telurium guna digunakan kembali dalam pembuatan material baterai. Kewajiban untuk menangkap telurium hingga ≤0,05 mg/Nm³ secara bersamaan menciptakan peluang pemulihan sumber daya yang sebagian mengimbangi biaya operasional (OPEX) sistem pengolahan.

  • Denitrifikasi COA mencapai penghilangan NOx yang tidak dapat dilakukan oleh pencucian basah konvensional: Pembersihan basah alkali standar menyerap NO₂ tetapi tidak dapat menyerap NO, yang menyumbang 90–95% NOx dari tungku terowongan. Sistem COA mengoksidasi NO menjadi NO₂ menggunakan klorin dioksida sebelum tahap penyerapan basah, memungkinkan efisiensi penghilangan NOx sebesar 60% yang tidak dapat dicapai hanya dengan pembersihan basah standar. Pendekatan ini menghilangkan kebutuhan akan lapisan katalis SCR terpisah, yang akan memerlukan pengkondisian gas suhu tinggi dan menambah biaya modal yang signifikan serta penurunan tekanan untuk konsentrasi NOx yang relatif moderat dalam aplikasi ini.

  • Pengolahan Air Limbah Telurium dengan Metode Reaksi-Koagulasi-Sedimentasi Terintegrasi — Tanpa Pembuangan Limbah Cair Senyawa Berbahaya: Cairan pembersih yang mengandung tellurium dan fluorida dari menara pengisian diproses melalui rantai reaksi-koagulasi-sedimentasi gabungan yang komprehensif: penambahan kalsium fluorida untuk pengendapan fluorida, koagulasi, filtrasi tekanan untuk pemisahan padat-cair, dan filtrat didaur ulang kembali ke dalam sistem. Hal ini menghilangkan pembuangan air limbah yang terkontaminasi tellurium secara terus menerus, mencapai daur ulang air, dan memastikan bahwa tellurium dipulihkan sebagai produk padat daripada dibuang ke sistem air limbah.

  • Keunggulan FGD Batu Kapur-Gipsum untuk Aplikasi Lithium Karbonat: Proses batu kapur-gypsum dipilih karena tujuh keunggulan spesifiknya: (1) konsumsi energi rendah; (2) produk sampingan gypsum dapat dikelola tanpa polusi sekunder; (3) jejak kecil, desain aliran rasional; (4) optimasi simulasi komputer untuk resistansi rendah dan efisiensi energi; (5) desain kecepatan gas rendah untuk penyerapan seragam; (6) bahan baku batu kapur melimpah, mudah didapatkan, dan berbiaya rendah; (7) bagian dalam menara menggunakan penyemprotan berlawanan arah dan desain penghilang kabut untuk mengurangi pengendapan pada dinding menara. Kimia batu kapur-gypsum juga kompatibel dengan kandungan fluorida dari bahan baku karbonat, menangkap fluorida sebagai kalsium fluorida yang tidak larut dalam loop bubur FGD daripada melepaskannya ke air limbah gypsum.

  • Presipitator Elektrostatik Basah Mampu Melakukan Pemurnian PM Mendalam dan Penghilangan Kabut Asam Secara Bersamaan: BLSD360-64 WESP (model BLEMG-2K) menggabungkan penangkapan partikel elektrostatik dan pengurangan asap magnetik dalam satu unit. Medan tegangan tinggi mengionisasi partikel halus sisa (termasuk kristal kalsium sulfat halus dari tahap FGD yang melewati eliminator kabut) dan menangkapnya pada elektroda pengumpul, secara bersamaan dengan menangkap tetesan kabut asam sisa dan aerosol air yang menghasilkan asap putih yang terlihat. Efisiensi pemurnian gabungan ≥95% menghasilkan konsentrasi polutan campuran keluaran sebesar 5 mg/m³ dan menghilangkan asap putih yang terlihat dalam satu tahap.

  • Restart Otomatis Satu Tombol dan Kontrol Umpan Balik Waktu Nyata Mengurangi Beban Kerja Operator dan Risiko Kesalahan Respons: Setiap menara dan kolam dalam sistem dilengkapi dengan meteran ketinggian cairan yang memberikan umpan balik waktu nyata ke sistem kontrol, secara otomatis mengunci katup masuk air dan pompa. Persiapan larutan urea dan umpan balik dekomposisi termal urea ke sistem kontrol memungkinkan fungsi restart otomatis satu tombol, mengurangi risiko kesalahan operator selama restart sistem yang merupakan periode risiko tertinggi untuk pelanggaran kepatuhan dalam sistem beban variabel tinggi.

05 — Hasil Operasional

Data Kepatuhan Terverifikasi: Ketujuh Parameter Berada di Bawah Batas EU IED / NER Belanda

≤80 mg
Outlet SO₂ (batas 80)
Penghapusan 84%
≤80 mg
Saluran keluar NOx (batas 80)
Penghapusan COA 60%
≤20 mg
Outlet PM (batas 20)
69% penghilang debu
≤0,05 mg
Saluran keluar Te (batas 0,05)
Pemulihan tellurium 99,5%
≤6 mg
Outlet HF (batas 6)
Penghilangan fluorida 70%
1.047 kW
daya lari sebenarnya
(maksimum: 1.186 kW)

Daya peralatan terpasang maksimum untuk sistem lengkap adalah 1.186,67 kW; daya operasi aktual adalah 1.047,52 kW. Pada operasi terus menerus 24 jam dan tarif 0,36 RMB/kWh, biaya listrik harian adalah 9.050,57 RMB; pada 8.000 jam operasi tahunan, biaya listrik tahunan sekitar 301.683,76 RMB setara. Biaya air tahunan: sekitar 8 RMB setara (4,66 t/jam dengan tarif 2 RMB/t). Biaya batu kapur tahunan: sekitar 15,36 RMB setara (64 kg/jam dengan tarif 300 RMB/t).

Skenario aplikasi sistem pemurnian gas buang multi-polutan di fasilitas produksi karbonat baterai litium energi baru menunjukkan instalasi lengkap dengan menara pengisian, scrubber denitrifikasi COA FGD, dan pengendap elektrostatik basah yang menghasilkan pembuangan cerobong asap yang bersih dan tidak terlihat.


06 — Peringatan Implementasi

Pelajaran Rekayasa dan Operasional Penting untuk Pengolahan Gas Buang Tungku Lithium Karbonat

  • ⚠️
    Fluktuasi suhu gas buang dan SO₂ merupakan sumber utama ketidakstabilan pelepasan sistem — pastikan komunikasi operasional yang erat antara tim kiln dan ruang kendali pengolahan: Risiko operasional utama yang terdokumentasi adalah fluktuasi suhu gas buang dan konsentrasi SO₂. Konsentrasi SO₂ masuk dapat berkisar antara 100 hingga 500 mg/Nm³ tergantung pada batch bahan baku karbonat. Protokol pemberitahuan awal formal untuk perubahan produksi yang direncanakan yang memengaruhi komposisi atau volume gas harus ditetapkan dan ditegakkan. Pemberitahuan minimal 15 menit sebelumnya untuk setiap perubahan parameter operasi kiln memungkinkan sistem kontrol FGD untuk memposisikan dosis reagen sebelum perubahan konsentrasi memasuki penyerap.
  • ⚠️
    Pengendalian pH pada menara pengisian (menara penghilang tellurium) adalah parameter yang paling sensitif secara operasional: Kunci keberhasilan penghilangan tellurium terletak pada pengendalian pH cairan resirkulasi menara pengisian, bersamaan dengan penyesuaian pengoperasian pompa sirkulasi berdasarkan suhu gas buang dan kandungan senyawa tellurium. Jika pH bergeser di luar rentang penyerapan optimal, efisiensi penghilangan tellurium akan menurun dengan cepat, menyebabkan pelanggaran batas dan kehilangan nilai pemulihan. Terapkan pemantauan pH berkelanjutan dengan titik pengaturan alarm pada batas bawah dan atas rentang pH target, dengan penguncian penambahan air tawar otomatis ketika pH naik di atas batas target.
  • ⚠️
    Pemantauan suhu masuk menara pengisian (scrubber primer) dan menara FGD harus memberikan umpan balik ke sistem kontrol untuk melindungi peralatan hilir: Pemantauan suhu pada saluran masuk menara tahap pertama dan kedua harus dihubungkan ke sistem kontrol dengan kemampuan umpan balik otomatis. Suhu gas yang terukur menyesuaikan parameter operasi peralatan dan titik pengaturan proses secara real-time, melindungi material anti-korosi agar tidak melebihi suhu nominalnya dan memastikan bahwa kimia FGD beroperasi dalam rentang suhu optimal untuk pelarutan batu kapur dan oksidasi kalsium sulfit.
  • ⚠️
    Kebocoran pipa dalam proses produksi merupakan risiko operasional sekunder — lingkungan gas korosif mempercepat degradasi sambungan dan segel: Lingkungan gabungan gas asam dan senyawa tellurium menciptakan lapisan korosif yang agresif untuk semua pipa yang bersentuhan dengan cairan. Lakukan inspeksi visual mingguan untuk semua sambungan pipa dan katup, dengan perhatian khusus pada permukaan flensa, bellow sambungan ekspansi, dan segel mekanis pompa. Sediakan inventaris suku cadang untuk semua bagian pipa yang kritis. Penggantian bagian pipa darurat harus dapat dilakukan dalam waktu 4 jam untuk mencegah penghentian produksi yang melebihi jangka waktu pemeliharaan yang direncanakan.
  • ⚠️
    Limbah cair yang mengandung tellurium dari menara pengisian harus ditangani sebagai aliran limbah berbahaya sampai konsentrasi tellurium dalam limbah cair dipastikan berada di bawah ambang batas: Telurium diklasifikasikan sebagai zat berbahaya berdasarkan peraturan EU REACH pada konsentrasi di atas nilai ambang batas lingkungan. Air limbah dari reaksi menara pengisian mengandung senyawa telurium terlarut dan padatan kalsium fluorida yang harus dikarakterisasi melalui analisis laboratorium sebelum jalur pembuangan atau penggunaan kembali dikonfirmasi. Produk padat dari filtrasi tekanan (kue kalsium telurium/kalsium fluorida) juga harus diklasifikasikan sebelum dibuang atau digunakan kembali.
  • ⚠️
    Sistem tegangan tinggi WESP (80 kV) memerlukan protokol keselamatan listrik yang ketat dan kontrol akses personel: Pengendap elektrostatik basah beroperasi pada tegangan tinggi sekitar 80 kV. Semua akses personel ke zona WESP harus diatur oleh prosedur penguncian/penandaan (LOTO) formal dengan isolasi interlock kunci fisik pada catu daya tegangan tinggi sebelum masuk. Inspeksi keselamatan listrik tahunan oleh organisasi pengujian listrik bersertifikat diwajibkan berdasarkan peraturan instalasi listrik Belanda (NEN 3140). Sistem SCADA generator BLEMG-2K harus mencakup interlock keselamatan personel yang terverifikasi yang mencegah pengaktifan tegangan tinggi saat pintu akses terbuka.

07 — Poin-Poin Penting dari Bidang Teknik

Empat Pelajaran dari Proyek Pemurnian Gas Buang Karbonat Baterai Lithium Ini

  • 1
    Persyaratan kepatuhan regulasi dan peluang pemulihan sumber daya bukanlah alternatif — keduanya dapat dirancang untuk saling memperkuat. Persyaratan penangkapan tellurium (outlet ≤0,05 mg/Nm³) secara bersamaan mendorong pemulihan tellurium sebesar 99,5% dari aliran gas buang. Tellurium yang dipulihkan memiliki nilai guna langsung dalam pembuatan material baterai. Proyek yang hanya menganggap persyaratan kepatuhan sebagai kewajiban biaya akan kehilangan peluang ekonomi untuk memulihkan senyawa bernilai komersial yang menurut peraturan memang harus ditangkap. Tellurium, fluorida, gipsum, dan pemulihan panas adalah contoh dari proyek ini di mana persyaratan kepatuhan dan peluang pemulihan sumber daya selaras.
  • 2
    Denitrifikasi oksidatif COA adalah teknologi yang tepat untuk konsentrasi NOx moderat (30–50 mg/Nm³) dalam aplikasi pencucian basah di mana SCR akan terlalu rumit. Ketika konsentrasi NOx masukan di bawah 100 mg/Nm³ dan rangkaian pengolahan sudah mencakup tahap pencucian basah, denitrifikasi COA (penghilangan 60%, tidak memerlukan lapisan katalis, dapat dioperasikan pada suhu operasi scrubber) lebih ekonomis dan operasional dibandingkan SCR (yang memerlukan manajemen suhu 350–400°C, pengadaan dan penggantian katalis, serta sistem injeksi amonia atau urea). Keputusan pemilihan teknologi harus didorong oleh tingkat konsentrasi NOx spesifik dan konteks rangkaian pengolahan, bukan oleh keakraban penulis spesifikasi dengan satu teknologi tertentu.
  • 3
    Rentang konsentrasi polutan yang lebar pada saluran masuk menuntut penentuan ukuran sistem untuk skenario terburuk, bukan rata-rata. Kisaran konsentrasi SO₂ masukan sebesar 100–500 mg/Nm³ menunjukkan variasi 5 kali lipat antara nilai minimum dan maksimum. Sistem yang dirancang untuk nilai rata-rata (misalnya 300 mg/Nm³) dengan efisiensi penghilangan 84% akan mencapai konsentrasi keluaran 48 mg/Nm³ dalam kondisi rata-rata, tetapi 80 mg/Nm³—tepat pada batas—selama peristiwa puncak 500 mg/Nm³, dengan setiap ketidaksempurnaan operasional yang menyebabkan pelanggaran batas kepatuhan. Dasar desain yang benar selalu adalah konsentrasi masukan maksimum; margin kepatuhan selama periode konsentrasi rata-rata adalah penyangga yang dirancang untuk melawan variabilitas operasional.
  • 4
    Membangun di atas infrastruktur proses yang sudah ada daripada merancang sistem pengolahan baru dari awal akan mengurangi biaya modal dan gangguan instalasi. Proyek ini dibangun di atas kerangka teknologi dan infrastruktur proses yang sudah ada di fasilitas tersebut, mengoptimalkan titik integrasi antara tahapan pengolahan baru dan peralatan yang sudah ada, alih-alih mengganti infrastruktur yang berfungsi. Disiplin teknik kuncinya adalah mengkarakterisasi dengan benar apa yang dapat disumbangkan oleh infrastruktur yang ada (laju aliran, suhu, tekanan, kimia) dan hanya merancang kemampuan pengolahan tambahan yang tidak dapat disediakan oleh sistem yang ada. Pendekatan ini biasanya mengurangi biaya modal proyek sebesar 20–351 TP3T dibandingkan dengan desain sistem pengolahan yang sepenuhnya baru.

08 — Pertanyaan yang Sering Diajukan

Pengolahan Gas Buang Tungku Terowongan Karbonat Baterai Lithium: Sepuluh Pertanyaan Dijawab

Pertanyaan dari para pengelola izin lingkungan, insinyur produksi material baterai, dan tim keberlanjutan di fasilitas manufaktur lithium karbonat dan material aktif katoda yang merencanakan peningkatan pemurnian gas buang sesuai dengan persyaratan EU IED / Keputusan Aktivitas Belanda.

Q1. Mengapa denitrifikasi COA digunakan alih-alih SCR untuk NOx dalam aplikasi ini?
SCR membutuhkan gas pada suhu 350–400°C agar reaksi katalitik efektif. Gas buang dari tungku terowongan litium karbonat telah didinginkan terlebih dahulu hingga sekitar 120°C sebelum tahap pengolahan. Pemanasan ulang gas hingga suhu operasi SCR akan menambah biaya energi dan biaya modal penukar panas yang signifikan. Denitrifikasi COA beroperasi pada suhu pembersihan ambien (30–70°C), tidak memerlukan lapisan katalis, dan mencapai penghilangan NOx 60% pada rentang konsentrasi masukan 30–50 mg/Nm³ untuk aplikasi ini — yang cukup untuk memenuhi batas keluaran ≤80 mg/Nm³. Untuk konsentrasi NOx yang lebih tinggi (di atas 200 mg/Nm³), SCR akan memberikan efisiensi penghilangan yang lebih baik dan mungkin lebih disukai meskipun ada biaya manajemen suhu; pada 30–50 mg/Nm³, COA adalah pilihan yang lebih hemat biaya dan sesuai secara operasional.
Q2. Apa yang terjadi dengan tellurium yang diperoleh kembali dalam cairan pembersih menara pengisian?
Cairan pencuci yang mengandung tellurium dari menara pengisian dipindahkan ke tangki penyesuaian pengentalan/penghilangan garam, di mana kalsium fluorida ditambahkan. Penambahan kalsium fluorida menyebabkan pengendapan kalsium fluorida (menangkap fluorida dari larutan) dan juga mendorong koagulasi senyawa tellurium. Bubur yang dihasilkan kemudian disaring dengan tekanan untuk pemisahan padat-cair, menghasilkan endapan padat yang mengandung senyawa tellurium pekat dan padatan kalsium fluorida. Endapan ini merupakan masukan komersial untuk operasi pemulihan dan pemurnian tellurium. Filtrat yang telah dijernihkan didaur ulang kembali ke menara pengisian sebagai cairan pencuci tambahan, sehingga tercapai daur ulang air internal. Sebelum jalur pembuangan atau penggunaan kembali dikonfirmasi, konsentrasi tellurium dalam filtrat harus diukur dan dipastikan berada di bawah ambang batas lingkungan yang berlaku berdasarkan peraturan EU REACH.
Q3. Apa kerangka kepatuhan untuk gas buang tungku lithium karbonat berdasarkan peraturan EU IED dan Belanda?
Fasilitas produksi litium karbonat di Belanda termasuk dalam lingkup Arahan Emisi Industri Uni Eropa (IED 2010/75/EU) sebagai instalasi di sektor kimia anorganik. Kesimpulan BAT yang berlaku menetapkan nilai batas emisi untuk SO₂, NOx, debu, HF, dan logam berat termasuk tellurium. Izin lingkungan Belanda dikeluarkan berdasarkan Keputusan Aktivitas (Activiteitenbesluit milieubeheer) dan Omgevingswet, dengan batas spesifik lokasi yang ditetapkan oleh Omgevingsdienst di tingkat provinsi. Tellurium dan fluorida tunduk pada kondisi izin khusus sebagai zat berbahaya berdasarkan peraturan REACH Uni Eropa (EC) 1907/2006. Persyaratan CEMS berdasarkan izin Belanda untuk produksi kimia anorganik mencakup pemantauan berkelanjutan SO₂, NOx, PM, HF, dan O₂, dengan pengambilan sampel berkala untuk logam berat dan parameter spesifik sektor lainnya. Semua CEMS harus disertifikasi sesuai standar EN 14181 QAL1/QAL2/AST dan terhubung ke sistem pelaporan otoritas yang berwenang.
Q4. Bagaimana sistem FGD batu kapur-gypsum mengelola rentang konsentrasi SO₂ masuk sebesar 100–500 mg/Nm³?
Sistem FGD dirancang untuk kondisi masukan SO₂ maksimum (500 mg/Nm³) dengan efisiensi penghilangan target 84%, mencapai keluaran ≤80 mg/Nm³ dalam kondisi terburuk ini. Ketika masukan SO₂ aktual lebih rendah (100 mg/Nm³), sistem mencapai keluaran ≤16 mg/Nm³ — margin kepatuhan yang lebih besar. Analisis SO₂ online di masukan dan keluaran FGD terus memantau konsentrasi, memungkinkan laju dosis bubur batu kapur disesuaikan secara dinamis seiring dengan perubahan konsentrasi masukan. Kapasitas penyimpanan batu kapur memberikan otonomi 7 hari, memastikan bahwa gangguan pasokan sementara tidak memengaruhi kepatuhan. Pada beban SO₂ maksimum, konsumsi batu kapur adalah 65 kg/jam dan produksi gipsum adalah 131 kg/jam; laju ini meningkat secara proporsional dengan konsentrasi masukan SO₂ aktual.
Q5. Berapa biaya operasional tahunan yang harus dianggarkan untuk sistem pengolahan terpadu ini?
Kategori biaya operasional tahunan utama adalah: (1) Listrik: daya operasi aktual 1.047,52 kW, dengan 8.000 jam per tahun dan 0,36 RMB/kWh setara, sekitar 301,7 juta RMB setara; (2) Air: konsumsi 4,66 t/jam, sekitar 8 juta RMB setara; (3) Batu kapur: 64 kg/jam dengan harga 300 RMB/t, sekitar 15,36 juta RMB setara; (4) Reagen COA (klorin dioksida atau yang setara): dihitung berdasarkan tingkat konsumsi reagen COA spesifik dan harga pasar saat ini; (5) Suku cadang pengganti: pengemasan menara pengisian (setiap 3 tahun), inspeksi nosel eliminator kabut FGD (tahunan), pembersihan elektroda pengumpul WESP (setiap 6 bulan), segel mekanis pompa (tahunan). Penjualan pemulihan tellurium mengimbangi sebagian dari biaya ini, dan penjualan produk sampingan gipsum memberikan kredit tambahan.
Q6. Dapatkah arsitektur sistem yang sama diterapkan pada proses produksi material baterai lithium lainnya (katoda LFP, katoda NMC, dll.)?
Ya, dengan modifikasi khusus proses. Produksi katoda litium besi fosfat (LFP) menghasilkan gas buang dengan kandungan senyawa fosfor yang signifikan (dari bahan baku fosfat), yang memerlukan kimia scrubber tahap pertama yang dimodifikasi untuk menangkap senyawa fosfat sebelum tahap FGD. Produksi katoda NMC (nikel mangan kobalt) menghasilkan gas buang dengan kandungan logam berat nikel dan kobalt yang memerlukan kimia scrubber basah yang dioptimalkan untuk penangkapan dan pemulihan logam berat. Arsitektur lima tahap umum — pra-pendinginan, scrubbing menara pengisian tahap pertama untuk pemulihan logam spesifik, denitrifikasi oksidatif, FGD batu kapur-gypsum, WESP dengan penghilangan asap — dapat diterapkan pada aplikasi kiln material katoda lainnya, tetapi kimia scrubber tahap pertama harus disesuaikan dengan profil unsur jejak spesifik dari setiap jenis material katoda.
Q7. Bagaimana produk sampingan gipsum dari tahap FGD dikelola agar sesuai dengan peraturan lingkungan Uni Eropa?
Gipsum FGD (kalsium sulfat dihidrat) yang diproduksi dengan laju maksimum hingga 131 kg/jam dikeringkan hingga kadar air di bawah 15% sebelum dipindahkan. Untuk gipsum FGD dari proses industri selain pembangkit listrik, klasifikasinya sebagai produk sampingan atau limbah bergantung pada apakah gipsum tersebut memenuhi kriteria Peraturan Produk Sampingan Uni Eropa dan standar kualitas yang berlaku. Jika gipsum dapat dibuktikan memenuhi persyaratan kemurnian EN 13279-1 (pengikat gipsum) dan tidak mengandung kontaminan yang diatur (termasuk fluorida yang terbawa dari bahan baku litium karbonat) pada konsentrasi di atas ambang batas, gipsum tersebut dapat diklasifikasikan sebagai produk sampingan dan dijual ke sektor bahan bangunan. Jika fluorida atau kontaminan lain hadir di atas ambang batas, gipsum harus dikelola sebagai limbah industri melalui kontraktor berlisensi.
Q8. Persyaratan keselamatan listrik apa yang berlaku untuk pengendap elektrostatik basah berdasarkan peraturan Belanda?
WESP beroperasi pada tegangan tinggi sekitar 80 kV, yang mengklasifikasikannya sebagai instalasi listrik tegangan tinggi menurut standar Belanda NEN 3140 (aturan untuk bekerja pada atau di dekat instalasi listrik, tegangan rendah) dan NEN 3840 (tegangan tinggi). Semua personel yang mungkin mengakses zona WESP harus memiliki sertifikasi NEN 3140/3840 yang sesuai dan harus mengikuti prosedur penguncian/penandaan (LOTO) yang terdokumentasi sebelum memasuki area tersebut. Catu daya tegangan tinggi harus dilengkapi dengan pengunci fisik yang mencegah pengaktifan daya saat pintu akses terbuka. Inspeksi tahunan oleh organisasi pengujian listrik bersertifikat diperlukan, dan setiap pekerjaan pemeliharaan pada komponen tegangan tinggi harus dilakukan oleh atau di bawah pengawasan langsung dari teknisi listrik tegangan tinggi bersertifikat.
Q9. Bagaimana sistem menangani kepulan asap putih yang terlihat dari gas buang jenuh pasca-FGD?
Gas buang pasca-FGD keluar dari scrubber FGD pada suhu sekitar 40°C yang jenuh dengan uap air dan membawa tetesan aerosol halus sisa serta kabut asam. Gas ini akan menghasilkan asap putih yang terlihat terus-menerus di cerobong asap dalam sebagian besar kondisi lingkungan tanpa pengolahan lebih lanjut. Presipitator elektrostatik basah (WESP) dengan generator magnetik BLEMG-2K terintegrasi menyediakan dua mekanisme untuk menghilangkan asap putih: (1) presipitasi elektrostatik partikel aerosol halus dan tetesan kabut asam yang berfungsi sebagai inti kondensasi untuk pembentukan asap putih yang terlihat; dan (2) fungsi pengurangan asap magnetik yang menangkap molekul uap air jenuh dan aerosol sub-mikron sisa melalui gradien medan magnet. Kombinasi ini mencapai pembuangan asap yang tidak terlihat di cerobong asap dalam semua kondisi operasi normal, dengan konsentrasi polutan campuran keluaran WESP sebesar 5 mg/m³.
Q10. Apakah ada instalasi referensi di fasilitas produksi material baterai litium lainnya yang tersedia untuk kunjungan lapangan?
Ya. Teknologi pemurnian gas buang terintegrasi yang diterapkan di fasilitas karbonat baterai litium ini telah diaplikasikan pada fasilitas produksi material energi baru yang sebanding. Kunjungan lapangan referensi dapat diatur untuk calon klien yang memenuhi syarat, termasuk akses ke data kepatuhan CEMS yang terverifikasi, dokumentasi pemulihan tellurium, dan catatan pengalaman operasional. Silakan gunakan tautan kontak di bawah ini untuk meminta dokumentasi referensi atau untuk mengatur kunjungan lapangan di instalasi pemurnian gas buang tungku material baterai litium yang sebanding.

Siap Mengatasi Tantangan Emisi Tungku Pembakaran Material Baterai Anda?

Jelajahi Rangkaian Lengkap Solusi Pengendalian Emisi Industri

Mulai dari pemurnian gas buang multi-polutan untuk tungku terowongan karbonat baterai litium hingga Sistem oksidasi termal regeneratif untuk pengurangan VOC di bidang farmasi dan kimia.Tim teknik kami menghadirkan solusi yang sesuai dengan standar EU IED untuk persyaratan pengendalian emisi material energi baru yang paling ketat.

Studi kasus ini didasarkan pada penerapan nyata teknologi pemurnian gas buang multi-polutan terintegrasi di fasilitas produksi karbonat baterai litium energi baru. Parameter teknis diambil dari catatan teknik yang terverifikasi dan data pemantauan kepatuhan. Hasil proyek individual dapat bervariasi tergantung pada komposisi bahan baku, kondisi operasi tungku terowongan, dan yurisdiksi peraturan yang berlaku. Referensi peraturan mencerminkan kerangka kerja Arahan Emisi Industri Uni Eropa 2010/75/EU dan Keputusan Kegiatan Belanda (Activiteitenbesluit milieubeheer) yang berlaku di Belanda.