鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料并使用非水電解質(zhì)溶液的電池,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為主流。在鋰電池的生產(chǎn)過程中將會產(chǎn)生成分十分復(fù)雜的廢氣,
而這些氣體對操作人員及環(huán)境都有很大的危害,所以鋰電池廢氣處理對工廠車間和員工很重要。
鋰電池在生產(chǎn)過程中的制漿、攪拌、注液、抽真空、頂封、側(cè)封這些工藝則會或多或少地產(chǎn)生一定量的有機(jī)廢氣。主要成分為六氟磷酸鋰、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯(EC)、丁酮等揮發(fā)性有機(jī)氣體以及氟化物組成。
1.鋰電池生產(chǎn)粉塵
正負(fù)極活性材料鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、炭黑、PVDF、CMB、C和石墨等粉料在稱重、烘干、投加等轉(zhuǎn)移過程均為人工操作,會有少量粉塵產(chǎn)生。
2.NMP廢氣
正極片制備工序設(shè)置有涂布機(jī),涂布機(jī)自身帶有烘箱,利用電熱循環(huán)熱風(fēng)烘干正極片,烘干過程中,需使NMP溶劑完全揮發(fā)出來,此過程有NMP溶劑廢氣產(chǎn)生。
3.電解液有機(jī)廢氣
電解液有機(jī)廢氣主要為抽氣封口工序排放的極少量的有機(jī)溶劑,鋰電池電解液成分主要為碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)及碳酸乙烯酯(EC)等。揮發(fā)的電解液有機(jī)廢氣以VOCs計。
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鋰離子電池制造生產(chǎn)過程產(chǎn)生粉塵、NMP廢氣、有機(jī)廢氣等廢氣污染物,對于粉塵處理采用布袋除塵法即可處理,NMP廢氣處理采用冷凝法,而VOCs有機(jī)廢氣處理方法有很多種,常見主要有活性炭吸附法、燃燒法、UV光解凈化法,接下來,熙霖環(huán)保小編詳細(xì)介紹鋰離子電池廢氣處理方法。
布袋除塵法:
將集氣罩收集含粉塵廢氣通過管道輸送進(jìn)入布袋除塵設(shè)備的預(yù)收塵室,碰到設(shè)置的障礙物,迫使含塵氣流方向急劇改變。粗顆粒粉塵由于裝到障礙物而改變了原來的運(yùn)動方向,一部分落入灰斗。剩余隨氣流進(jìn)入裝有濾袋的過濾室。粉塵附著于濾袋的外表面,凈氣透過濾袋后經(jīng)過上部凈氣室、排風(fēng)道、風(fēng)機(jī)排出,通過煙囪高空達(dá)標(biāo)排放。
冷凝法:
冷凝法是依靠有機(jī)廢氣與其他氣體在不同溫度下飽和蒸氣壓不同的性質(zhì),易于被冷凝分離的揮發(fā)性有機(jī)物通常具有高沸點(diǎn)、高濃度的特性,而處理后的氣體混合物中由于仍殘留一部分有機(jī)廢氣,還需要二次尾氣處理。冷凝法除了能去除混合氣體中的揮發(fā)性有機(jī)物,還能將吸附濃縮的高濃度有機(jī)廢氣分離,得到有回收價值的有機(jī)物。冷凝法較適用于高濃度、高沸點(diǎn)的有機(jī)氣體混合物。濃度過低時,因其低溫高壓消耗能量較大,設(shè)備操作的費(fèi)用較高,一般不使用。沸點(diǎn)60℃以下的有機(jī)廢氣用冷凝法的凈化率在80%-90%,而對高揮發(fā)和中等揮發(fā)性的有機(jī)廢氣的凈化效果不理想。
有機(jī)廢氣處理法:
鋰電池廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)引力下由集風(fēng)罩收集,經(jīng)管道再進(jìn)入酸霧噴淋凈化塔,酸堿霧氣體在經(jīng)沖擊水浴后,自下而上穿過填料層循環(huán)吸收;液體通過噴淋分布均勻地噴在填料層中,沿填料層表面向下流動進(jìn)放循環(huán)水箱,由于上升廢氣氣體和下降吸收液在填料中不斷接觸,酸堿氣體便被水捕集,酸霧徑離心或過濾脫離,因重力經(jīng)塔壁流入循環(huán)池,經(jīng)凈化后氣體完全能排放,廢水在循環(huán)池中經(jīng)加藥處理后循環(huán)使用,沉渣定期清理。
干式過濾預(yù)處理:
干式過濾器在濕法處理的時候可以噴淋塔沒有過濾的小顆粒粉塵 以及一些水霧,一般用于鋰電廢氣處理的組合搭配使用。
活性炭吸脫附:
活性炭吸附法主要原理就是利用多孔固體吸附劑(活性碳、硅膠、分子篩等)來處理有機(jī)廢氣,這樣就能夠通過化學(xué)鍵力或者是分子引力充分吸附有害成分,并且將其吸附在吸附劑的表面,從而達(dá)到凈化有機(jī)廢氣的目的。吸附法目前主要應(yīng)用于大風(fēng)量、低濃度(≤800mg/m3)、無顆粒物、無粘性物、常溫的低濃度有機(jī)廢氣凈化處理。
活性炭凈化率高(活性炭吸附可達(dá)到90%以上),實(shí)用遍及,操縱簡單,投資低。在吸附飽和以后需要更換新的活性炭,更換活性炭需要費(fèi)用,替換下來的飽和以后的活性炭也是需要找專業(yè)人員進(jìn)行危廢處理,活性炭吸附法有些客戶會認(rèn)為成本太高,鋰電行業(yè)的廢氣處理我司的技術(shù)設(shè)計人員會根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)計一套整體方案,降低活性炭設(shè)備的使用率,這樣下來活性炭更換頻率大大降低,成本自然可控。
燃燒法:
燃燒法只在揮發(fā)性有機(jī)物在高溫及空氣充足的條件下進(jìn)行完全燃燒,分解為CO2和H2O。燃燒法適用于各類有機(jī)廢氣,可以分為直接燃燒、熱力燃燒和催化燃燒。排放濃度大于5000mg/m3 的高濃度廢氣一般采用直接燃燒法,該方法將VOCs廢氣作為燃料進(jìn)行燃燒,燃燒溫度一般控制在1100℃,處理效率高,可以達(dá)到95%一99%。熱力燃燒法適合于處理濃度在1000—5000 mg/m3 的廢氣,采用熱力燃燒法,廢氣中VOCs濃度較低,需要借助其他燃料或助燃?xì)怏w,熱力燃燒所需的溫度較直接燃燒低,大約為540—820℃。燃燒法處理VOCs廢氣處理效率高,但VOCs廢氣若含有S、N等元素,燃燒后產(chǎn)生的廢氣直接外排會導(dǎo)致二次污染。
通過熱力燃燒或者催化燃燒法處理有機(jī)廢氣,其凈化率是比較高的,但是其投資運(yùn)營成本極高。因廢氣排放的點(diǎn)多且分散,很難實(shí)現(xiàn)集中收集。燃燒裝置需要多套且需要很大的占地面積。熱力燃燒比較適合24小時連續(xù)不斷運(yùn)行且濃度較高而穩(wěn)定的廢氣工況,不適合間斷性的生產(chǎn)產(chǎn)線工況。催化燃燒的投資和運(yùn)營費(fèi)用相對熱力燃燒較低,但凈化效率也相對較低一些;但貴金屬催化劑容易因?yàn)閺U氣中的雜質(zhì)(如硫化物)等造成中毒失效,而更換催化劑的費(fèi)用很高;同時對廢氣進(jìn)氣條件的控制非常嚴(yán)格,否則會造成催化燃燒室堵塞而引起安全事故。
UV光解凈化法:
UV光解凈化法利用高能UV紫外線光束分解空氣中的氧分子產(chǎn)生游離氧(即活性氧),因游離氧所攜帶正負(fù)電子不平衡所以需與氧分子結(jié)合,進(jìn)而產(chǎn)生臭氧,臭氧具有很強(qiáng)的氧化性,通過臭氧對有機(jī)廢氣、惡臭氣體進(jìn)行協(xié)同光解氧化作用,使有機(jī)廢氣、惡臭氣體物質(zhì)降解轉(zhuǎn)化成低分子化合物、CO2和H2O。
UV光解凈化法具有高效處理效率,可達(dá)到95%以上;適應(yīng)性強(qiáng),可適應(yīng)中低濃度,大氣量,不同有機(jī)廢氣以及惡臭氣體物質(zhì)的凈化處理;產(chǎn)品性能穩(wěn)定,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,每天可24小時連續(xù)工作;運(yùn)行成本低,設(shè)備耗能低,無需專人管理與維護(hù),只需作定期檢查。UV光解法因采用光解原理,模塊采取隔爆處理,消除了安全隱患,防火、防爆、防腐蝕性能高,設(shè)備性能安全穩(wěn)定,特別適用于化工、制藥等防爆要求高的行業(yè)。