CN110124432A - 一种废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置，包括依次连接的用于除尘的布袋除尘器、用于过滤粉尘颗粒物质的第一淋洗塔、用于净化无机类污染因子的第二淋洗塔、用于裂解VOCS的UV光解装置、风机和反应桶，所述反应桶的桶壁上设有烟囱、进料管和出料管。本发明提供的废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置针对废旧锂电池回收处理工艺中产生的VOCS、氟化物、颗粒粉尘等多污染因子、高浓度、低风量烟气的净化效果更好、更加安全节能且无二次污染。

Description

一种废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置
技术领域
本发明属于废旧锂电池回收处理技术领域，特别涉及一种废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置。
背景技术
随着新能源汽车累计产量增长，废旧锂电池的“无害化、资源化处理”已成为国家重点关注产业链环节，优化有价金属综合回收率成为重中之重。
有价金属的回收预处理工序粗碎和焙烧产生的废气的成分较为复杂，包含了VOCS、氟化物、颗粒粉尘等，且具有浓度高、风量低的特点，导致废气处理难度大，处理工艺复杂等问题，目前废旧锂电池回收处理工艺中废气治理技术主要为活性炭吸附、冷凝法、吸收法、生物法、UV光催化法、催化燃烧法、蓄热式燃烧法、热力氧化法等。其中活性炭吸附对于低浓度、大风量的废气治理效果较好，但容易残留造成二次污染；吸收法对于部分非水溶性有机物废气反应剧烈，可能存在安全隐患；生物法的处理普遍性较差，且产生的大量有毒物质仍需定时妥善处理；UV光催化法对于高浓度VOCS废气治理效果较好，但对于颗粒物质等组分作用不大；催化燃烧法投资较高，且因预处理产生的废气中含氟化物，易导致催化剂中毒；蓄热式燃烧法适用中低浓度污染因子含量的废气，高浓度时需要补充大量的空气稀释，将造成占地面积大、投资额高等问题；热力氧化法适用于高浓度污染因子含量的废气，但存在能耗高、易爆炸等风险。
因此，针对废旧锂电池回收处理工艺中产生的VOCS、氟化物、颗粒粉尘等多污染因子、高浓度、低风量的烟气，有必要提供一种节能、安全、无二次污染且废气净化率高的废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置，旨在解决现有技术中净化率低、存在安全隐患、成本高、容易造成二次污染的技术问题。
本发明提供一种废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置，包括依次连接的用于除尘的布袋除尘器、用于过滤粉尘颗粒物质的第一淋洗塔、用于净化无机类污染因子的第二淋洗塔、用于裂解VOCS的UV光解装置、风机和反应桶，所述反应桶的桶壁上设有烟囱、进料管和出料管。
进一步地，所述第一淋洗塔为水淋洗塔，所述第二淋洗塔为碱液淋洗塔。
进一步地，所述碱液淋洗塔采用二级逆向喷淋方式。
进一步地，所述第二淋洗塔的底部与塔体为活性可拆卸连接。
进一步地，废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置还包括活性炭吸附装置，所述活性炭吸附装置连接于所述第二淋洗塔和所述UV光解装置之间。
进一步地，所述活性炭吸附装置上设有检查门，活性炭在所述活性炭吸附装置内采用分层抽屉式安装。
进一步地，所述反应桶内设有搅拌器。
进一步地，所述烟囱内壁上设有废气在线监测器。
本发明提供的废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置的有益效果在于：废旧锂电池回收处理工艺中产生的VOCS、氟化物、颗粒粉尘等多污染因子、高浓度、低风量的烟气在依次通过布袋除尘器、水淋洗塔、碱液淋洗塔、活性炭吸附装置、UV光解装置和反应桶后得到很好的净化。布袋除尘器能有效治理烟气中的大灰尘；水淋洗塔主要净化烟气中的粉尘颗粒物质；碱液淋洗塔主要净化烟气中的无机类污染因子；活性炭吸附装置用于治理低浓度、大风量的废气；UV光解装置能有效治理烟气中的VOCS；反应桶内烟气中的CO2充分与碱液反应，生成有价碱金属的碳酸饱和结晶液，降低排放量。本发明提供的废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置针对性强、净化效果好，净化后的烟气仅排放5％～8％的VOCS，CO2的转化率可达到40％以上，且无二次污染产生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实施例中废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置的结构示意图；
图2是本实施例中废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化方法的流程图。
图中标记的含义为：
1-布袋除尘器，2-第一淋洗塔，3-第二淋洗塔，4-活性炭吸附装置，41-检查门，5-UV光解装置，6-风机，7-反应桶，71-搅拌器，72-烟囱，721-废气在线监测器，73-进料管，74-出料管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了说明本发明所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。
请参阅图1，本发明实施例提供一种废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置，包括包括依次连接的用于除尘的布袋除尘器1、用于过滤粉尘颗粒物质的第一淋洗塔2、用于净化无机类污染因子的第二淋洗塔3、用于裂解VOCS的UV光解装置5、风机6和反应桶7，反应桶7的桶壁上设有烟囱72、进料管73和出料管74。
如图2所示，废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置的烟气净化方法主要包括5个步骤。
步骤1：烟气通入布袋除尘器1内进行除尘处理；步骤2：经过除尘后的烟气依次进入第一淋洗塔2和第二淋洗塔3，第一淋洗塔2用于净化烟气中的粉尘颗粒物质，第二淋洗塔3用于净化烟气中的无机类污染因子；步骤3：经过淋洗后的烟气导流至UV光解装置5进行UV光解反应，用于裂解烟气中的VOCS；步骤4：裂解净化后的烟气通过风机6再进入反应桶7内，在反应桶7内与有价金属碱溶液反应，生成有价金属碳酸饱和结晶液；步骤5：反应生成的有价金属碳酸饱和结晶液从出料管74排出，完成全部净化过程的烟气从烟囱72排放。
废旧锂电池回收处理工艺中产生的VOCS、氟化物、颗粒粉尘等多污染因子、高浓度、低风量的烟气通入布袋除尘器1内，将布袋除尘器1底部出来的固体和部分气体通入至布袋除尘器1中的气固分离器，分离出的固体经过输灰机进行输送至灰尘排放位置，分离后的气体进入下一步工艺。
经过除尘后的烟气进入第一淋洗塔2和第二淋洗塔3，充分净化烟气中的粉尘颗粒物质和氟化物等。
经过两段淋洗后的烟气导流至UV光解装置5，利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射烟气，裂解烟气中的VOCS类污染物，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，降解转变成低分子化合物，如CO2、H2O等。
裂解净化后的烟气通过风机6将烟气导入反应桶7，在反应桶7内与有价金属碱溶液反应，生成有价金属碳酸饱和结晶液，反应式如下：
Rx(OH)y+zCO2↑→Rx(CO3)z↓+y/2H2O
以NaOH溶液为例，2NaOH+CO2↑→Na2CO3↓+H2O，烟气中CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3饱和结晶液和H2O。
最后Na2CO3饱和结晶液从出料管74排出，剩余的CO2以及烟气中的残余的VOCS都从烟囱72排放。净化后的烟气仅排放5％～8％的VOCS，CO2的转化率可达到40％以上。
作为本实施例的进一步优选，第一淋洗塔2为水淋洗塔，第二淋洗塔3为碱液淋洗塔。第一淋洗塔2采用清水喷淋，用于净化烟气中的粉尘颗粒物质，第二淋洗塔3采用碱液淋洗，碱液可以为例如NaOH、Ca(OH)2等其他碱性溶液中的一种或几种，用于净化烟气中的无机类污染因子，如氟化物等。
作为本实施例的进一步优选，碱液淋洗塔采用二级逆向喷淋方式。第二淋洗塔3采用二级逆向喷淋方式喷淋碱液，其主要功能为酸雾废气净化，对各种浓度的酸性废气净化效率均可达85％～95％，能有效净化烟气中的氟化物。
作为本实施例的进一步优选，第二淋洗塔3的底部与塔体为活性可拆卸连接。第二淋洗塔3采用碱液淋洗净化烟气中的氟化物，生成氟化盐类沉淀于第二淋洗塔3塔内底部，底部可抽出定期清理。
作为本实施例的进一步优选，废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置还包括活性炭吸附装置4，活性炭吸附装置4连接于第二淋洗塔3和UV光解装置5之间。利用活性炭眼特殊的未平衡和未饱和的分子引力或化学键力将废气中的污染物组分吸附在固体表面上使其与其气体混合物分离，达到进一步净化的效果。
作为本实施例的进一步优选，活性炭吸附装置4上设有检查门41，活性炭在活性炭吸附装置4内采用分层抽屉式安装。活性炭吸附装置4内活性炭采用分层抽屉式安装，方便从检查门41取出更换。
作为本实施例的进一步优选，反应桶7内设有搅拌器71。烟气在反应桶7内与有价金属碱溶液反应，搅拌器71通过不停搅拌加快反应速率，使其充分与碱液反应，从而提升CO2的转化率。
作为本实施例的进一步优选，烟囱72内壁上设有废气在线监测器721。烟囱72排放出的净化后的烟气通过废气在线监测器721采集取样，实时检测烟气中VOCS、CO2的浓度，监测该浓度是否符合排放标准。
针对废旧锂电池回收处理工艺中产生的VOCS、氟化物、颗粒粉尘等多污染因子、高浓度、低风量的烟气，实施例中，各个工艺段烟气净化参数如下：(单位：kg/h)
从上表可看出，CO2的转化率达了50％，且最终排放的VOCS仅有初始量的5.37％，氟化物仅有初始量的5％，颗粒物排放量为零，且无二次污染产生，符合行业污染物的排放标准。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置，其特征在于，包括依次连接的用于除尘的布袋除尘器、用于过滤粉尘颗粒物质的第一淋洗塔、用于净化无机类污染因子的第二淋洗塔、用于裂解VOCS的UV光解装置、风机和反应桶，所述反应桶的桶壁上设有烟囱、进料管和出料管。
2.如权利要求1所述的废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置，其特征在于，所述第一淋洗塔为水淋洗塔，所述第二淋洗塔为碱液淋洗塔。
3.如权利要求2所述的废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置，其特征在于，所述碱液淋洗塔采用二级逆向喷淋方式。
4.如权利要求1所述的废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置，其特征在于，所述第二淋洗塔的底部与塔体为活性可拆卸连接。
5.如权利要求1所述的废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置，其特征在于，还包括活性炭吸附装置，所述活性炭吸附装置连接于所述第二淋洗塔和所述UV光解装置之间。
6.如权利要求5所述的废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置，其特征在于，所述活性炭吸附装置上设有检查门，活性炭在所述活性炭吸附装置内采用分层抽屉式安装。
7.如权利要求1所述的废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置，其特征在于，所述反应桶内设有搅拌器。
8.如权利要求1所述的废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置，其特征在于，所述烟囱内壁上设有废气在线监测器。
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