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文档简介

1、电渗析行业资金壁垒分析电渗析行业资金壁垒电渗析行业知识、技术密集程度较高,其膜材料、组件、设备的研发和生产需要大量投入,其应用工艺技术和工艺开发需要企业持续进行研发方面投入;同时,在项目实施过程中需为客户垫付一定资金。这些对电渗析技术企业提出了较高的资金需求。新产品开发的程序为了提高新产品开发的成功率,必须建立科学的新产品开发管理程序。不同行业的生产条件与产品项目不同,管理程序也有所差异。(一)新产品构思构思是为满足一种新需求而提出的设想。在产品构思阶段,营销部门的主要责任是:寻找,积极地在不同环境中寻找好的产品构思;激励,积极地鼓励公司内外人员发展产品构思;提高,将所汇集的产品构思转送公司内

2、部有关部门,征求修正意见,使其内容更加充实。最高管理层是新产品构思的主要来源。新产品构思的其他各种来源包括发明家、专利代理人、大学和商业性的研究机构、营销研究公司等等。Google公司一直以创意闻名,其内部有一个“福利”,就是每位员工每周都可以抽出20%的时间来做自己想做的喜欢做的事情,让灵机一动的想法有机会变成现实,就是这样的自由分为成就了Google不断推出新产品新创意的能力。营销人员寻找和搜集新产品构思的主要方法有:(1)产品属性排列法。将现有产品的属性一一排列出来,然后探讨,尝试改良每一种属性的方法,在此基础上形成新的产品创意。(2)强行关系法。先列举若干不同的产品,然后把某一产品与另

3、一产品或几种产品强行结合起来,产生一种新的构思。比如,组合家具的最初构想就是把衣柜、写字台、装饰柜的不同特点及不同用途相结合,设计出既美观又较实用的组合型家具。(3)多角分析法。这种方法首先将产品的重要因素抽象出来,然后具体地分析每一种特性,再形成新的创意。例如,洗衣粉最重要的属性是其溶解的水温、去污力、使用方法和包装,根据这些因素所提供的不同标准,便可以提出不同的新产品创意。(4)聚会激励创新法。将若干名有见解的专业人员或发明家集合在一起(一般以不超过10人为宜),开讨论会前提出若干问题并给予时间准备,会上畅所欲言,彼此激励,相互启发,提出种种设想和建议,经分析归纳,便可形成新产品构思。(5

4、)征集意见法。指产品设计人员通过问卷调查、召开座谈会等方式了解消费者的需求,征求科技人员的意见,询问技术发明人、专利代理人、大学或企业的实验室、广告代理商等的意见,并且坚持经常进行,形成制度。对于进行跨国经营的企业来讲,来源于国外的新产品构思更加符合外国市场的需求倾向,因而具有特殊价值。但是,国外的构思来源通常比国内的构思来源难以获得。跨国企业应该与国外分销商和中间商保持紧密联系,鼓励他们提供新的产品创意。最终用户使用后的反馈意见也是创意的关键来源。为了避免研发失败的风险,跨国企业可以通过特许经营或收购的途径从其他企业或科研机构获取新产品的创意。战略联盟逐渐成为全球性企业新产品开发的重要途径。

5、两家或两家以上的全球企业联合投资于某一技术开发领域,共担失败风险,共享成功果实。(二)筛选筛选的主要目的是选出那些符合本企业发展目标和长远利益,并与企业资源相协调的产品构思,摒弃那些可行性小或获利较少的产品构思。筛选应遵循如下标准:(1)市场成功的条件。包括产品的潜在市场成长率,竞争程度及前景,企业能否获得较高的收益。(2)企业内部条件。主要衡量企业的人、财、物资源,企业的技术条件及管理水平是否适合生产这种产品。(3)销售条件。企业现有的销售结构是否适合销售这种产品。(4)利润收益条件。产品是否符合企业的营销目标,其获利水平及新产品对企业原有产品销售的影响。这一阶段的任务是剔除那些明显不适当的

6、产品构思。筛选新产品构思可通过新产品构思评审表进行。在筛选阶段,应力求避免两种偏差。一种是漏选好的产品构思,对其潜在价值估价不足,失去发展机会;另一种是采纳了错误的产品构思,仓促投产,造成失败。(三)产品概念的形成与测试新产品构思经筛选后,需进一步发展更具体、明确的产品概念。产品概念是指已经成型的产品构思,即用文字、图像、模型等予以清晰阐述,使之在顾客心目中形成一种潜在的产品形象。一个产品构思能够转化为若干个产品概念。每一个产品概念都要进行定位,以了解同类产品的竞争状况,优选最佳的产品概念。选择的依据是未来市场的潜在容量、投资收益率、销售成长率、生产能力以及对企业设备、资源的充分利用等,可采取

7、问卷方式将产品概念提交目标市场有代表性的消费者群进行测试、评估。产品概念的问卷可以包括以下问题:你认为这种饮品与一般奶制品相比有什么优点?该产品是否能够满足你的需求?与同类产品比较,你是否偏好此产品?问卷调查可帮助企业确立吸引力最强的产品概念。例如通用汽车在开发Aurors时,项目小组在进行最早涉及之前采取抽样调查对美国全国4200名顾客进行了访问,才确定了产品概念。以净化空气的产品为例。在设计产品时首先要考虑的是企业希望为谁提供净化空气的产品,即目标消费者是谁?大凡空气浑浊的地方都可使用这种产品,是针对家庭使用,还是提供给诸如商场、娱乐场所、医院等大型公共场使用,或者专门用于各种交通工具(火

8、车、汽车、轮船、飞机)内部的空气净化。其次,净化空气的产品能提供的主要利益是什么?促使室内外空气循环?制造新鲜空气?杀菌?增加氧气?减少二氧化碳?吸收灰尘?根据对这些问题回答的组合,可得到以下几个新产品概念:概念1:一种家庭空气净化器,为家庭室内保持清新的空气而准备。概念2:一种专门为保持火车、汽车、轮船及飞机内空气新鲜而制的空气净化器。概念3:一种供大型公共场所使用的中央空气净化器。概念4:专供医院使用的空气净化器,主要功能在于杀菌。(四)初拟营销规划企业选择了最佳的产品概念之后,必须制订把这种产品引入市场的初步市场营销计划,并在未来的发展阶段中不断完善。初拟的营销计划包括三个部分:(1)描

9、述目标市场的规模、结构、消费者的购买行为、产品的市场定位以及短期(如三个月)的销售量、市场占有率、利润率预期等;(2)概述产品预期价格、分配渠道及第一年的营销预算;(3)分别阐述较长时期(如35年)的销售额和投资收益率,以及不同时期的市场营销组合等。(五)商业分析即从经济效益分析新产品概念是否符合企业目标。包括两个具体步骤:预测销售额和推算成本与利润。预测新产品销售额可参照市场上类似产品的销售发展历史,并考虑各种竞争因素,分析新产品的市场地位,市场占有率等。这时公司可能会用到一些运筹学中的决策理论,比如:在一个假设的营销环境下,对几种不同的销量和产量下的盈利率进行估计,运用不同的准则(如乐观准

10、则、悲观准则和最可能准则),模拟计算出可能的报酬率及其概率分布。对那些为全球市场开发的新产品来说,做这些工作更加复杂,因为需要考虑的潜在顾客和市场范围更大。(六)新产品研制主要是将通过商业分析后的新产品概念交送研发部门或技术工艺部门试制成为产品模型或样品,同时进行包装的研制和品牌的设计。这是新产品开发的一个重要步骤,只有通过产品试制,投入资金、设备和劳力,才能使产品概念实体化,发现不足与问题,改进设计,才能证明这种产品概念在技术、商业上的可行性如何。应当强调,新产品研制必须使模型或样品具有产品概念所规定的所有特征。(七)市场试销新产品试销应对以下问题做出决策:(1)试销的地区范围:试销市场应是

11、企业目标市场的缩影。(2)试销时间:试销时间的长短一般应根据该产品的平均重复购买率决定,再购率高的新产品,试销的时间应当长一些,因为只有重复购买才能真正说明消费者喜欢新产品。(3)试销中所要取得的资料:一般应了解首次购买情况(试用率)和重复购买情况,(再购率)。(4)试销所需要的费用开支。(5)试销的营销策略及试销成功后应进一步采取的战略行动。(八)商业性投放新产品试销成功后,就可以正式批量生产,全面推向市场。这时,企业要支付大量费用,而新产品投放市场的初期往往利润微小,甚至亏损,因此,企业在此阶段应对产品投放市场的时机、区域、目标市场的选择和最初的营销组合等方面做出慎重决策。竞争者识别每个企

12、业都要根据内部和外部条件确定自身的业务范围并随着实力的增加而扩大业务范围。企业在确定业务范围时都自觉或不自觉地受一定导向支配。企业的每项业务包括四个方面的因素:要服务的顾客群;要迎合的顾客需求;满足这些需求的技术;运用这些技术生产出的产品。企业确定自身业务范围时着眼点不同,业务范围导向就不同,竞争者识别和竞争战略也随之不同。1、产品导向与竞争者识别产品导向指企业业务范围限定为经营某种定型产品,在不从事或很少从事产品更新的前提下设法寻找和扩大该产品的市场。对照确定业务范围的四方面因素可知,产品导向指企业的产品和技术都是既定的,而购买这种产品的顾客群体和所要迎合的顾客需求却是未定的,有待于寻找和发

13、掘。在产品导向下,企业业务范围扩大指市场扩大,即顾客增多和所迎合顾客的需求增多,而不是指产品种类或花色品种增多。实行产品导向的企业仅仅把生产同一品种或规格产品的企业视为竞争对手。产品导向的适用条件是:市场的产品供不应求,现有产品不愁销路;企业实力薄弱,无力从事产品更新。当原有产品供过于求而企业又无力开发新产品时,主要营销战略是市场渗透和市场开发。市场渗透是设法增加现有产品在现有市场的销售量,提高市场占有率;市场开发是寻找新的目标市场,用现有产品满足新市场的需求。2、技术导向与竞争者识别技术导向指企业业务范围限定为经营以现有设备或技术为基础生产出来的产品。业务范围扩大指运用现有设备和技术或对现有

14、设备和技术加以改进而生产出新的花色品种。对照确定业务范围的四方面因素可知,技术导向指企业的生产技术类型是确定的,而用这种技术生产出何种产品、服务于哪些顾客群体、满足顾客的何种需求却是未定的,有待于根据市场变化去寻找和发掘。实行技术导向的企业把所有使用同一技术、生产同类产品的企业视为竞争对手。适用条件是某具体品种已供过于求,但不同花色品种的同类产品仍然有良好前景。与技术导向相适应的营销战略是产品改革和一体化发展,即对产品的质量、样式、功能和用途加以改革,并利用原有技术生产与原产品处于同一领域的不同阶段的产品。技术导向未把满足同一需要的其他大类产品的生产企业视为竞争对手,易于发生“竞争者近视症”。

15、例如,钢笔的竞争产品包括圆珠笔、铅笔、墨水笔、毛笔和电脑等。当满足同一需要的其他行业迅猛发展时,本行业产品就会被淘汰或严重供过于求,继续实行技术导向就难以维持企业生存。3、需求导向与竞争者识别需求导向指企业业务范围确定为满足顾客的某一需求,运用可能互不相关的多种技术生产出分属不同大类的产品去满足这一需求。对照确定业务范围的四方面因素可知,需求导向指所迎合的需求是既定的,而满足这种需求的技术、产品和所服务的顾客群体却随着技术发展和市场变化而变化。根据需求导向确定业务范围时,应考虑市场需求和企业实力,避免过窄或过宽。过窄则市场太小,无利可图;过宽则力不能及。例如,铅笔公司若将自身业务范围定义为满足

16、低年级学生练习硬笔字的需求则太窄,其他的铅笔市场被忽视;若定义为满足人们记录信息的需求则太宽,衍生出许多力不能及的产品,如电脑、录音机等。实行需求导向的企业把满足顾客同一需求的企业都视为竞争者,而不论他们采用何种技术、提供何种产品。适用条件是市场商品供过于求,企业具有强大的投资能力、运用多种不同技术的能力和经营促销各类产品的能力。如果企业受到自身实力的限制而无法按照需求导向确定业务范围,也要在需求导向指导下密切注视需求变化和来自其他行业的可能的竞争者,在更高的视野上发现机会和避免危险。需求导向的竞争战略是新产业开发,进入与现有产品和技术无关但满足顾客同一需求的行业。4、顾客导向顾客导向指企业业

17、务范围确定为满足某一群体的需求。业务范围扩大指发展与原顾客群体有关但与原有产品、技术和需求可能无关的新业务。对照确定业务范围的四方面因素可知,顾客导向指企业要服务的顾客群体是既定的,但这一群体的需求有哪些,满足这些需求的技术和产品是什么,则要根据内部和外部条件加以确定。实行顾客导向的企业把满足同一顾客群体的企业都视为竞争者,而不论他们采用何种技术、提供何种产品、满足顾客的何种需求。顾客导向的适用条件是企业在某类顾客群体中享有盛誉和销售网络等优势并且能够转移到新增业务上。换句话说,该顾客群体出于对公司的信任和好感而乐于购买公司增加经营的与原产品生产技术上有关或无关的其他产品,公司也能够利用原有的

18、销售渠道促销新产品。顾客导向的优点是能够充分利用企业在原顾客群体中的信誉、业务关系或渠道销售其他类型产品,减少进入市场的障碍,增加企业销售和利润总量。缺点是要求企业有丰厚的资金和运用多种技术的能力,并且新增业务若未能获得顾客信任和满意将损害原有产品的声誉和销售。5、多元导向多元导向指企业通过对各类产品市场需求趋势和获利状况的动态分析确定业务范围,新发展业务可能与原有产品、技术、需求和顾客群体都没有关系。如宝洁公司经营幼儿食品,菲利浦莫里斯公司经营啤酒、饮料和冷冻食品等。实行多元导向的企业把所选定业务范围内的所有同类企业都视为竞争者。适用条件是企业有雄厚的实力、敏锐的市场洞察力和强大的跨行业经营

19、的能力。多元导向的优点是可以最大限度地发掘和抓住市场机会,撇开原有产品、技术、需求和顾客群体对企业业务发展的束缚;缺点是新增业务若未能获得市场认可将损害原成名产品的声誉。市场定位的步骤市场定位通过识别潜在竞争优势、企业核心竞争优势定位和制定发挥核心竞争优势的战略三个步骤实现。(一)识别潜在竞争优势识别潜在竞争优势是市场定位的基础。通常企业的竞争优势表现在两方面:成本优势和产品差别化优势。成本优势是企业能够以比竞争者低廉的价格销售相同质量的产品,或以相同的价格水平销售更高一级质量水平的产品。产品差别化优势是指产品独具特色的功能和利益与顾客需求相适应的优势,即企业能向市场提供在质量、功能、品种、规

20、格、外观等方面比竞争者更好的产品。为实现此目标,首先必须进行规范的市场研究,切实了解,目标市场需求特点以及这些需求被满足的程度,这是能否取得竞争优势、实现产品差别化的关键。其次要研究主要竞争者的优势和劣势。可从三个方面评估竞争者:一是竞争者的业务经营情况,如近三年的销售额、利润率、市场份额、投资收益率等;二是竞争者核心营销能力,主要包括产品质量和服务质量的水平等;三是竞争者的财务能力,包括获利能力、资金周转能力、偿还债务能力等。(二)企业核心竞争优势定位核心竞争优势是与主要竞争对手相比,企业在产品开发、服务质量、销售渠道、品牌知名度等方面所具有的可获取明显差别利益的优势。应把企业的全部营销活动

21、加以分类,并将主要环节与竞争者相应环节进行比较分析,以识别和形成核心竞争优势。(三)制定发挥核心竞争优势的战略企业在市场营销方面的核心能力与竞争优势,不会自动地在市场上得到充分的表现,必须制定明确的市场战略来加以体现。比如通过广告传导核心优势战略定位,逐渐形成种鲜明的市场概念,这种市场概念能否成功,取决于它是否与顾客的需求和追求的利益相吻合。营销信息系统的构成营销决策所需的信息一般来源于企业内部报告系统、营销情报系统和营销调研系统,再经过营销分析系统。它们共同构成营销信息系统。(一)内部报告系统内部报告系统的主要功能是向市场营销管理者及时提供有关交易的信息,包括订货数量、销售额、价格、成本、库

22、存状况、现金流程等各种反映企业营销状况的信息。内部报告系统的核心是从订单到收款整个周期,同时辅之以销售报告系统。订单一收款周期涉及企业的销售、财务等不同的部门和环节的业务流程。订货部门接到销售代理、经销商和顾客发来的订货单后,根据订单内容开具多联发票并送交有关部门。储运部门首先查询该种货物的库存,存货不足则回复销售部缺货,如果仓库有货,则向仓库和运输单位发出发货和入账指令。财务部门得到付款通知后,做出收款账务,定期向主管部门递交报告。在激烈的竞争中,所有企业都希望能迅速而准确地完成这一周期的各个环节。销售报告系统应向企业决策制定者提供及时、全面、准确的生产经营信息,以利于掌握时机,更好地处理进

23、、销、存、运等环节的问题。新型的销售报告系统的设计,应符合使用者的需要,力求及时、准确,做到简单化、格式化,实用性、目的性很强,真正有助于营销决策。(二)营销情报系统内部报告系统的信息是企业内部已经发生的交易信息,主要用于向管理人员提供企业运营的“结果资料”,市场营销情报系统所要承担的任务则是及时捕捉、反馈、加工、分析市场上正在发生和将要发生的信息,用于提供外部环境的“变化资料”,帮助营销主管人员了解市场动态并指明未来的新机会及问题。市场营销情报信息不仅来源于市场与销售人员,也可能来自于企业中所有与外部有接触的其他员工。收集外部信息的方式主要有下面四种。(1)无目的的观察。无既定目标,在和外界

24、接触时留心收集有关信息。(2)有条件的观察。并非主动探寻,但有一定目的性,对既定范围的信息做任意性接触。(3)非正式的探索。为取得特定信息进行有限的和无组织的探索。(4)有计划的收集。按预定的计划、程序或方法,采取审慎严密的行动来获取某一特定信息。营销情报的质量和数量决定着企业营销决策的灵活性和科学性,进而影响企业的竞争力。为扩大信息的来源和提高信息的质量,企业通常采取以下措施改进信息收集工作。(1)提高营销人员的信息观念并加强其信息收集、传递职能。(2)鼓励与企业有业务关系的经销商、零售商和中间商收集和提供营销信息。(3)积极购买特定的市场营销信息。(4)多渠道、多形式地了解竞争对手的营销活

25、动情况,包括参加有关展销会、协会、学会,阅读竞争者的宣传品和广告,购买竞争品,雇用竞争者的前职工。(5)建立内部营销信息中心,改进信息处理、传递工作。(三)营销调研系统市场营销调研系统也可称为专题调查系统,它的任务是系统地、客观地收集和传递有关市场营销活动的信息,提出与企业所面临的特定的营销问题有关的调研报告,以帮助管理者制定有效的营销决策。市场营销调研系统和市场营销信息系统在目标和定义上大同小异,研究程序和方法具有共性。(四)营销分析系统营销分析系统是企业用一些先进技术分析市场营销数据和问题的营销信息子系统。完善的营销分析系统,通常由资料库、统计库和模型库三部分组成。1、资料库有组织地收集企

26、业内部和外部资料,营销管理人员可随时取得所需资料进行研究分析。内部资料包括销售、订货、存货、推销访问和财务信用资料等;外部资料包括政府资料、行业资料、市场研究资料等。2、统计库统计库指一组随时可用于汇总分析的特定资料统计程序。其必要性在于:实施一个规模庞大的营销研究方案,不仅需要大量原始资料,而且需要统计库提供的平均数和标准差的测量,以便进行交叉分析。营销管理人员为测量各变数之间的关系,需要运用各种多变数分析技术,如回归、相关、判别、变异分析以及时间序列分析等。统计库分析结果将作为模型的重要投入资料。3、模型库模型库是由高级营销管理人员运用科学方法,针对特定营销决策问题建立的,包括描述性模型和

27、决策模型的一组数学模型。描述性模型主要用于分析实体分配、品牌转换、排队等候等营销问题;决策模型主要用于解决产品设计、厂址选择、产品定价、广告预算、营销组合决策等问题。行业发展历程电渗析技术的研究最早始于德国,1903年Morse和Perce把两根电极分别置于透析袋内部和外部的溶液中无意发现带电杂质能迅速地从凝胶中除去;1924年Pauli对Morse的试验装置进行了改进,以便解决极化、传质速率等问题;1940年Strauss和Meyer又进一步提出了多隔室电渗析装置的概念。20世纪50年代,美国科学家Juda成功试制了具有较高选择透过性的阴、阳离子交换膜;紧接着,在1952年美国Ionics公

28、司就设计制造了第一台电渗析装置。自此,电渗析技术得到了较好的发展,不仅体现在装置设计上的改良,其核心部件离子交换膜也得到了很好的发展。当前国外离子交换膜主流公司有日本ASTOM、日本AGC、德国Fumatech、日本富士膜Fujifilm、加拿大Saltworks、法国Suez和捷克Mega等,全球范围内,电渗析设备厂商主要包括法国Suez、美国Evoqua、德国PCCellGmbH和法国Eurodia等。电渗析技术率先在美国、英国和前苏联等国家得到推广,主要应用于海水淡化、饮用水制取等。发展至今,已经被广泛应用于物料脱盐、废水脱盐、海水淡化预处理或浓盐水处理等领域。现如今应用最为广泛的是北美

29、、欧洲、中国和日本等国家和地区,其中日本是目前世界上唯一一个使用电渗析技术大规模海水制盐的国家。我国对电渗析的研究起步较晚,1958年北京和上海的科研单位将离子交换树脂磨成粉再压制成异相离子交换膜;60年代初便有小型海水淡化装量投入试运行;1965年在成昆铁路上安装了我国第一台苦咸水电渗析淡化装置;1969年聚乙烯异相离子交换膜在上海正式投入生产,电渗析技术在海水淡化领域得到应用。20世纪80年代到90年代末,电渗析技术由于遵循法拉第定律,涉及交流变直流、电化学、流体力学、物理、材料等多个学科,相对压力驱动膜分离技术更复杂,控制更难,因而电渗析技术受到反渗透、纳滤、超滤等新兴压力驱动膜分离技术

30、的冲击,只用作水处理项目中的预处理工作,导致了电渗析技术的发展缓慢。行业下游主要应用领域21世纪以来,电渗析产品在世界范围内得到了迅速的发展,由于该产品节能、高效、少污染等优点,引起了世界各国的广泛关注。电渗析初始的用途为苦咸水淡化、海水淡化和海水制盐,随着电渗析企业的不断努力开拓,下游行业逐渐向新能源锂电、食品医药、冶金、化工、硅及半导体、粘胶纤维、造纸、印染等进行延伸,应用领域不断拓宽。凡涉及工业酸碱制备和工业流体分离纯化的生产过程,都是电渗析技术潜在的应用领域。1、新能源锂电行业新能源产业链中,锂是核心资源之一。电渗析技术的应用与锂盐息息相关,目前均有非常成熟的应用案例,具体应用包括盐湖

31、提锂、氢氧化锂的制备等,得到的氢氧化锂溶液不仅可以制备氢氧化锂产品,还可以采用通入二氧化碳的方式,最终转化为高纯碳酸锂,设计灵活,低碳绿色,具有高品质、高收率、清洁、低成本、短工期、便利性等优点。除此以外,电渗析技术可将生产过程中产生的废盐制备为酸碱回用到生产过程,废水进行清洁处理,这在新能源锂电行业中的三元前驱体、化成箔等细分行业也实现了应用。随着国家对环境保护的加强和双碳政策的实施,电渗析技术在未来可能会成为氢氧化锂制备的主流工艺,市场潜力巨大。(1)盐湖提锂并制备氢氧化锂盐湖卤水制备氢氧化锂可分为三道环节,分别是原卤处理环节、浓缩环节和氢氧化锂制备环节,电渗析技术在各个环节均可应用。电渗

32、析法盐湖提锂已在青海盐湖进行工业化生产,该技术用于分离镁锂重量比1:1-200:1的盐湖卤水,经过一级或多级电渗析,利用一价阳离子选择性离子交换膜和一价阴离子选择性交换膜进行循环(连续式、连续部分循环式或批量循环式)工艺分离并浓缩锂。该方法适用于相对高镁高锂的卤水中解决锂与镁和其他离子的分离,同时也可以实现硼的去除和经济高效浓缩氯化锂。经前两道环节分离纯化锂盐后,双极膜电渗析技术可用于氢氧化锂制备环节。传统工艺中盐湖卤水制备氢氧化锂需要先将氯化锂溶液加入纯碱沉淀出碳酸锂,再用碳酸锂苛化法制备氢氧化锂。双极膜电渗析技术可以直接将氯化锂溶液一步法直接制备成氢氧化锂,同时生产的盐酸可以用于吸附剂的再

33、生。此外,我国盐湖条件有限,生态环境脆弱,酸碱资源、水资源非常匮乏,高海拔,交通不便,运输成本高。双极膜电渗析技术还可以用氯化钠制备酸碱,用于吸附剂提锂解析、除杂预处理、设备清洗、树脂再生等核心工艺段,实现资源的高效利用,降低产品单位生产成本。盐湖卤水类型的锂资源在全球探明锂资源构成中的占比高达近六成,其单体项目的储量规模通常可观,生产成本相对较低,未来技术进步的潜力广阔,盐湖提锂有望成为未来全球锂资源供应体系的基石。2021-2025年盐湖提锂的供应有望从2021年的23万吨LCE增长至2025年的53万吨LCE,占比从42.8%小幅走高至45%。(2)锂矿石和碳酸锂制备氢氧化锂全球范围内大

34、规模生产氢氧化锂工艺主要包括硫酸锂苛化法、碳酸锂苛化法、石灰石焙烧法等,其中,工业生产中主要关注硫酸锂苛化法与碳酸锂苛化法两种方案。在锂矿石系统中,主要采用硫酸苛化法制备氢氧化锂,即硫酸锂溶液与烧碱或者石灰进行复分解反应,形成硫酸钠或者硫酸钙与氢氧化锂溶液混合物,利用硫酸钙饱和浓度积较低,或者利用硫酸钠与一水氢氧化锂在低温下溶解度的显著差异将两者分离后得到氢氧化锂。该法工艺成熟,提取率高,但会产生大量废盐固废,处理难度大;碳酸锂苛化法生产氢氧化锂将精制石灰乳与碳酸锂按一定的比例混合,调节一定的苛化液浓度,加热至沸腾并强力搅拌,反应可得到浓度约3.5的LiOH溶液。除去不溶性的残渣(主要是CaC

35、O3),分离后将母液减压浓缩、结晶而得到单水氢氧化锂。但此生产工艺流程长,设备投资较多,成本高,且主要原料为碳酸锂,其价格的高低直接影响到单水氢氧化锂的成本。双极膜电渗析法可以无需添加氢氧化物,实现低成本高纯度氢氧化锂的生产,副产品硫酸可循环使用。氢氧化锂主要用于生产三元材料中的高镍正极材料,海外电池厂以高镍三元电池为主,中国三元电池高镍化趋势明显,氢氧化锂的需求量将逐步扩大。(3)废旧电池拆解液制备氢氧化锂在废旧电池回收系统,锂是核心的待回收资源,磷酸铁锂和三元电池粉经酸浸和水浸、浓缩、除杂后得到纯硫酸锂溶液,部分企业直接蒸发得到硫酸锂副产品外售,部分企业用传统工艺加入碳酸钠进行沉淀反应,得

36、到碳酸锂沉淀和硫酸钠溶液,碳酸锂经过干燥后制备碳酸锂产品。但是这类工艺锂回收率较低,副产品固废多,环保压力大。双极膜电渗析技术可以将磷酸铁锂和三元电池回收过程中得到的硫酸锂溶液直接制备为氢氧化锂溶液和硫酸,氢氧化锂溶液经后续蒸发结晶后得到氢氧化锂晶体,硫酸返回酸化工段,实现循环利用,实现了锂的高效回收,高品质锂盐的制备,且无其它副产固废产生。随着新能源锂电行业的不断发展,锂电池回收行业将在数年内进入快速发展期,从而构建锂电池资源循环的良性生态。(4)三元前驱体行业废盐制备酸碱三元前驱体是制备三元正极材料的核心原材料。近年来,三元前驱体产量持续增长,预计2025年将达到160万吨,每吨前驱体至少

37、产生1.6-1.8吨的硫酸钠。硫酸钠常规是制备成元明粉处理,然而由于市场上元明粉量的扩大,元明粉的处置也成为问题。双极膜电渗析开辟了一条新的硫酸钠资源化道路,利用硫酸钠制取三元前驱体生产过程中消耗量巨大的氢氧化钠,确保原材料供应链安全和稳定,降低企业生产成本,减少碳排放量。根据GGII的数据,2020年全球三元前驱体出货量为42万吨,同比增长约26%。其中国内出货量33万吨,同比增长约20%。GGII预计2025年全球三元前驱体市场空间160万吨,2021-2025的CAGR是29%。2、食品医药行业在食品医药领域中,电渗析技术可应用于食品级酸碱的生产,有机酸的浓缩与生产,药品、调味品及饮品脱

38、盐和脱酸。(1)食品级酸碱的生产食品安全是食品企业的生产生命线,该类企业需要使用食品级酸与碱。由于酸碱属于危化品,地域限制大,成本高,食品级酸碱的生产厂家较少。利用双极膜工艺为核心,可以直接就地在厂区内生产食品级酸和碱,不受危化品运输的限制,机动性高。(2)有机酸的浓缩与制备以维生素C、乳酸、苹果酸、富马酸、酒石酸、琥珀酸、氨基丙酸、EDTA、蛋氨酸、类氨基酸、葡萄糖酸、丁二酸、IDA等为代表的有机酸产品是现代医药工业的重要原料,在日化行业和化妆品行业等行业中也有广泛应用。传统有机酸生产方法是用发酵法,由于有机酸发酵过程中产生的有机酸使得发酵液pH值降低,阻碍了发酵过程的进行。因此往往会加入碱

39、(石灰)中和沉淀,然后经硫酸酸化制得有机酸。这一生产工艺包括酸解、沉淀、过滤等过程,不仅需要消耗大量酸碱,而且过程复杂,形成大量废液、废渣污染环境,导致成本高,环境污染严重。采用电渗析技术可以分离除去发酵液中的盐分(通常为钠盐),提纯有机产品。对于发酵产物为有机酸盐的,可以使用双极膜电渗析技术实现从有机酸盐到有机酸的转化,不需要另外加酸,也几乎不产生任何酸碱盐废液,是一种绿色有机酸生产技术。因此能够减少环境污染,降低化工原料和能源消耗,具有显著的工业应用价值和环境效益,同时具有产品回收率高、纯度高等优点,经济效益获得了大幅提高。(3)药品、调味品及饮品脱盐和脱酸电渗析技术广泛应用于氨基酸脱盐、

40、医药中间体脱盐、各种糖醇脱盐、酱油脱盐、果汁脱酸、葡萄酒脱酒石酸、乳制品脱盐等。以酱油脱盐和氨基酸脱盐为例。酱油是人们日常生活中常用的调味料之一,一般酱油中食盐含量在1618%,酱油特有的香味只有在此食盐浓度下才能酿成。现代医学表明,高钠膳食易导致高血压、肾脏病等疾病发生。电渗析设备可将普通酱油中的盐分脱除成为低盐酱油,同时保留酱油中的营养成分和原来的色香味。氨基酸生产过程中会产生高盐分母液,母液普遍采用的处理工艺是经过离子交换树脂除盐,再通过活性炭脱色后套用。该工艺的弊端在于酸碱耗量大,树脂损耗量较大,导致生产成本较高,同时由于酸碱的排放,对环境产生严重的污染。电渗析技术可以脱除氨基酸中间物

41、料的盐分,生产效率高,提高产品品质。部分食品医药行业的产品生产环节,例如热敏性物质脱盐和纯化,越来越倾向于采用电渗析技术,利用双极膜可调节pH值的特性,处理食品医药工业生产中酶化、化学和微生物稳定性对pH值变化依赖性比较强的产品,包括调节果汁、葡萄酒等的pH值从而来改善口感,和其他普通的分离方法相比,用电渗析在处理这一类物质时过程可以精确控制,不会带入二次污染,具有特殊优势。3、化工行业2019年起中国已成为最大的化工生产国,化工产值达到11,980亿美元,约占全球的36%,预计到2030年左右,中国单一国家的化工产值将会达到全球的50%。电渗析技术可广泛应用于化工领域各类有机物料的脱盐循环利

42、用、工业废盐制酸碱和化工废水的处理。(1)工业废盐制酸碱随着工业的发展及环境保护的持续推进,中国每年产生的大量工业废盐或高盐废水急需处置,中国每年仅硫酸钠的产生量就达到1,500万吨以上。废盐的成分复杂,有各类元素,经常与有机物混合,难以或者无法生化处置,各个行业成分不一,以氯化钠、硫酸钠或硫酸钠及氯化钠的混盐为主,而且很多属于危废。目前国内的处置方法主要为经分离浓缩处理后蒸发制成固体盐出售或填埋,无法满足日益增长的环境和循环经济要求。其中化工行业对高盐废水和工业废盐处理的需求最为突出。各个化工领域产生的废盐成分不一,产生的废盐量庞大,且原则上均以危废鉴定,无害化处理成本极高,且最终仍然填埋处

43、理,对环境不友好,对地下水存在潜在污染,有可能破坏当地土壤生态,存在很大风险隐患。利用双极膜工艺为核心,多种膜分离耦合技术为主路线的处置手段,结合当地工业生产情况和酸碱基础化工原料供应和使用情况,可利用各行业的特性提出针对性的完整工艺设计,分离提纯回收盐类副产品,按照酸碱等基础化工原料需求把对应盐转化为酸碱,彻底实现废盐资源化,产生显著的经济、环保和社会效益,为客户持续发展的带来价值。(2)有机物循环利用化工生产过程中甘氨酸、草甘膦、IDA、天然气和石油炼化脱硫胺液等各类有机物料都有净化从而循环利用的需求。以有机胺液净化为例,在胺法脱硫或者脱二氧化碳的工艺过程中,因降解、物料带入等原因在系统内

44、会累积一定量的阴离子,这些阴离子与有机胺结合生成热稳定性盐(HSS),这些热稳定性盐不具有吸附酸气的能力,还有可能会腐蚀设备,因此需要对胺液做净化处理,以达到胺液的有效利用和降低胺液的补充成本的目的。以电渗析为核心耦合FOED工艺(过滤-除油-电渗析集成工艺)可将热稳定盐脱除至所需求的范围内,实现有机胺液循环利用。(3)工业废水达标或近零排放化工行业生产中会产生多种类型的工业废水,其中高盐(高COD)废水和酸碱废液最为常见。高盐废水如电厂脱硫废水、煤化工高盐废水、炼油及石化行业废水:电厂烟气经过脱硫处理后会产生大量的脱硫废水,国内大多数燃煤电厂基本采用三联箱工艺优先处理,处理后的废水回用于干灰

45、调湿、灰场喷洒、煤厂喷洒等系统,无法直接排放。由于脱硫废水经过预处理之后所含的物质主要为氯盐,并以离子的形式存在于溶液中,可以先通过化学沉淀法或电解法去除其中的重金属离子,再通过电渗析法将盐分浓缩至15%20%,最后进入蒸发系统获取氯化钠纯盐固体(工业盐一级标准)。煤化工高含盐废水水质具有以下特点:盐分高且成分复杂,杂质离子组分多;COD种类多,且含量比较高;含有一些容易结垢的离子,比如钙镁及可溶性硅;不同项目采用不同的主工艺,废水组分多变,水质不确定性大。首先一般通过物理或化学的预处理方法,实现悬浮物、胶体及一般易结垢离子的去除,再通过反渗透+电渗析法处理工艺实现淡水的回用,同时达到废水减量

46、的目的,最后浓缩液通过蒸发结晶等工艺最终实现废水的近零排放目的。炼油及石化行业废水属于难处理废水,其水质特点是高COD、高氨氮、高无机盐,部分油脂、酚类、硫化物及部分含汞废水。在石油炼制的物理分离或化学反应过程中,除环烷酸、酚类、苯系物、杂环化合物、石油类等有机污染物外,氯化物、硫酸盐、硝酸盐等无机离子也从各工艺单元转入排水系统,导致炼油废水的含盐量增加。炼油工业高盐度废水的总溶解性固体含量一般为1050g/L,对炼油废水实施局部零排放处理,着重围绕“预处理减量化深度浓缩分盐结晶”开展技术工作,使用电渗析设备对废水进行高效深度浓缩,并保证结晶盐的纯度,最终实现系统的长期稳定和较低成本运行。酸碱

47、废水是废水处理时最常见的一种。酸性废水主要来自钢铁厂、化工厂、染料厂、电镀厂、钛白粉、稀土铅锌等湿法冶炼和矿山采矿等,废水处理要重点治理其中各种有害物质或重金属盐类。废水处理中酸的质量分数差别很大,低的小于1%,高的大于10%。碱性废水主要来自印染厂、皮革厂、造纸厂、炼油厂等。废水处理时,会遇到含有机碱或含无机碱的情形。碱的质量分数有的高于5%,有的低于1%。酸碱废水中,除含有酸碱外,常含有酸式盐、碱式盐以及其他无机物和有机物。目前常见的处理方法是采用中和+沉淀手段,不仅运行成本高,且产生大量危废废渣,危害当地生态环境,给当地社会民众造成较大负面影响,而且由于危废委外处理成本高,导致企业生产成

48、本高,经营压力大,不利于行业的可持续发展。电渗析可以低成本将酸碱进行分离提纯或浓缩,达到工艺所需要纯度和浓度,方便在某些场景循环利用。除化工行业外,稀土、湿法冶金、新能源锂电等行业工业废水均可使用电渗析技术对废水进行分离浓缩,从而达到工业废水达标排放甚至近零排放的目的。“十三五”末,我国工业废水市场规模预计突破1,500亿元,2024年有望突破3,500亿元6。伴随离子交换膜制备技术的不断改进,新型电渗析应用技术的不断出现,电渗析技术逐步成为工业废水处理的主流方法之一。下游处理废水投入的增加使离子交换膜和电渗析应用技术保持良好的发展趋势。4、硅及半导体行业电渗析技术在硅及半导体行业主要应用于T

49、MAH的生产、各细分行业的废盐资源化和工业废水处理。TMAH是四甲基氢氧化铵,有机强碱,分子结构与氢氧化铵相似,碱性强于氢氧化钠、氢氧化钾,大量应用于半导体与光电等电子高科技产业,主要在黄光制程中当作显影剂使用。常规TMAH的生产有膜电解法、双极膜法、离子交换树脂法等,离子交换树脂法由于损耗大,较少采用。而膜电解法与双极膜法由于工艺简单可控,清洁生产,属于绿色制造工艺,是目前主要的生产工艺。除此之外,硅及半导体行业需要用到大量高纯度氢氟酸,同时产生大量含氟废水。传统的氟化物废水处理方法会产生大量的含氟污泥,而含氟污泥无法得到高效的利用,资源化利用困难且市场需求有限,造成了严重的氟资源浪费,大量

50、含氟污泥积存得不到妥善处置,环保压力较大。采用双极膜电渗析可以将氟化物废水转化为氢氟酸和碱,氢氟酸精制后回用于硅及半导体生产线,碱液可以回用于废水处理。根据SEMI测算,2025年中国大陆半导体材料市场规模有望超过150亿美元,2021-2025年CAGR有望维持10%以上。半导体行业的快速增长,也将给电渗析设备带来广阔的发展空间。5、粘胶纤维、造纸及印染行业电渗析技术在粘胶纤维、造纸及印染行业的应用领域类似,均主要用于物料循环利用和工业废水处理。(1)粘胶纤维行业电渗析可将压榨废液中的氢氧化钠分离并回用,被截留的半纤维素经中和、酸化、水解后制得木糖,继续采用电渗析脱除其中99%的硫酸和硫酸钠

51、,得到高纯度成品木糖。硫酸钠废盐经双极膜转化为硫酸和氢氧化钠,回用到生产系统。2015至2019年,我国粘胶纤维产量从336.03万吨稳步增长到412.4万吨,2020年受新冠肺炎疫情影响下滑至395.47万吨,同比减少4.11%,2021年恢复至403.1万吨,同比上升1.93%。(2)造纸行业电渗析可回收造纸废水中的碱性成分,有效提取废水的低聚木糖,对造纸废水中的有机物进行脱盐,去除回用物料中的盐分;双极膜将盐转化为有机酸、碱。(3)印染行业电渗析对有机物进行脱盐,去除回用物料中的盐分,回收有机物;双极膜将盐转化为有机酸、碱。2021年中国印染行业规模以上企业印染布产量已达到605.81亿

52、米。除上述行业外,电渗析技术的工业酸碱绿色生产和工业流体分离纯化功能,可用于多个行业工业生产的多个环节之中。行业发展情况及未来发展趋势1、离子交换膜离子交换膜是具有离子交换性能的、由高分子材料制成的薄膜。它与离子交换树脂相似,都是在高分子骨架上连接一个活性基团,但作用机理和方式、效果均有不同。电渗析技术的实现是基于直流电场作用下的离子交换膜使带电离子迁移。离子交换膜按膜的宏观结构分为三大类:异相膜:由离子交换树脂粉末或其他带有离子交换化学基团的聚合物制成的,具有明显两相微结构的离子交换膜。半均相膜:通过工艺实现成膜材料与离子交换树脂部分的化学联系,实现膜片宏观上的均一性,微观上仍有相界面的存在

53、,从结构均匀性到性能介于均相膜、异相膜之间的离子交换膜。均相膜:将离子交换化学基团固定于膜主体材料上的聚合物薄膜,其微结构均一,孔隙小,膜电阻小,不易渗漏,电化学性能优良,在生产中应用广泛,但制作复杂。按功能及结构的不同,离子交换膜可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极膜三种类型。阴离子交换膜相对只选择性透过阴离子,阳离子交换膜相对只透过阳离子,双极膜可将水转化解离为氢离子与氢氧根离子。2、电渗析设备(1)普通电渗析设备(ED)普通电渗析设备在直流电场作用下,利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性,使溶液中呈离子状态的溶质和溶剂分离的一种装置,包括异相膜、半均相膜和均相膜设备。由于

54、离子交换膜具有选择透过性,阴离子交换膜只允许阴离子通过,阳离子交换膜只允许阳离子通过,使淡水室中的阴离子向阳极方向迁移,透过阴膜进入浓水室,阳离子向阴极方向迁移,透过阳膜进入浓水室;而浓水室中的阴、阳离子虽然也在直流电场的作用下,分别向阳极和阴极方向迁移,但由于受到隔室两侧阳膜和阴膜的阻挡,无法迁出浓水室,从而留在浓水室中,这样,浓水室因阴、阳离子不断进入而使盐浓度提高,淡水室因阴、阳离子不断移出而使盐浓度下降,通过隔板边缘特制的孔,分别将各浓、淡隔室的水流汇聚引出,便产生两股主水流,脱盐水和浓缩盐水,从而实现工业流体的分离纯化。(2)双极膜电渗析设备(BPED)双极膜是一种新型的离子交换复合膜,它通常由阳离子交换层、界面亲水层(催化层)和阴离子交换层复合而成。在直流电场作用下,双极膜可将水解离,

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