锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料并使用非水电解质溶液的电池,由于其体积小、重量轻、能量密度高、使用寿命长等特点被广泛应用。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为日常使用的主流产品。随着锂电技术的快速发展,现已广泛应用于手机、电脑、汽车、电动车、卫星、航天飞机等L域,给我们的工作和生活带来了便利。同时,锂电池厂在电池生产的过程中会产生大量的NMP废气,且对操作人员及环境带来很大的危害。
一、废气来源
锂电池厂废气主要来源于锂电池涂布工艺,即锂电池正负极涂布和隔膜涂布锂电池正负极涂布是在锂电池的正负极涂上一层有机溶剂(N-甲基吡咯烷酮、乙醇)产生的有机废气,锂电池隔膜涂布是在锂电池的表面进行隔膜印刷包装时涂的一层有机溶剂(丙酮、乙醇)。
二、锂电池行业废气处理组合工艺
目前,锂电池正极磷酸铁锂材料加工(烧结温度为≤800℃)和锂电池负极材料加工(烧结温度为≤1400℃)都是通过高温炉,升温区排出的尾气,这两种排出的气体内,将含有大量的焦油和沥青成分,需要进行二次点燃燃烧处理。在经过二次焚烧炉燃烧之后,排出气体的温度,普遍都在400℃以上,为此人们采用了对尾气进行燃烧的方式进行处理,具有一定的效果,但仍然有待进一步提高。
依据我国环保相关部门对锂电池行业废气的排放标准,如《电池工业污染物排放标准》(GB30484-2013)中的相关规定,NMHC排放浓度≤50mg/m3,颗粒物排放浓度≤30 mg/m3。针对锂电池废气的特点,锂电池废气常见的处理工艺主要分为以下几种:
喷淋塔+干式过滤器预处理+活性炭吸脱附+催化燃烧;
喷淋塔+干式过滤器预处理+活性炭吸脱附+冷凝回收;
喷淋塔+干式过滤器预处理+转轮吸附脱附+催化燃烧;
三、行业废气处理工艺的对比
锂电池行业废气处理工艺的预处理主要为喷淋塔碱洗、水洗、除油等。对上面三组锂电池废气处理联合处理工艺进行对比,其特点是:采用转轮+催化燃烧的处理方式,其投资和运行费用相对来说较高,但是具有去除效率高,排口稳定达标,占地小,操作维护简单等优点;对活性炭+催化燃烧工艺来说,投资费用及运行费用相对较低,但是也存在蜂窝活性炭需要定期更换、排口浓度不稳定、设备配电功率大等缺点;对活性炭+冷凝回收工艺来说,其投入相对较高,但是运行费用低、设备配电功率小,但是也存在着排口排放浓度不稳定、活性炭需要定期更换,冷凝下来的有机物只能作为废液等缺点,而且需要额外供应蒸汽和冷却水。
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