CN110813053B - 一种充电站用锂电池燃烧烟气处理系统的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种充电站用锂电池燃烧烟气处理系统的处理方法，所述烟气处理系统包括烟气循环抽排机构、一次处理机构、二次处理机构和控制系统。本发明通过循环进气管、循环出气管、进气管、抽风机，增压抽风机和第一自动电磁阀的设置，有效将烟气循环抽排机构、一次处理机构和二次处理机构连成一个按顺序循环流通的整体，有效使烟气能够有条不紊的进行一次净化处理和二次净化处理。并通过供液管、排液管、进液管、进液泵、出液管、出液泵和第二自动电磁阀的设置，有效使二次处理机构中的烟气处理液能够运用在一次处理机构中，并实现烟气处理液的循环利用，有效在定量烟气处理液的情况下，完成对烟气的两次净化处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种充电站用锂电池燃烧烟气处理系统的处理方法，其主要运用于电动汽车充电时，车载锂电池起火所产生烟气的处理。
背景技术
随着电动汽车的数量越来越多，电动车充电站的需求量也越来越大。公开资料显示，2018年1-9月，新能源汽车在国内共发生近20起起火事故，其中因充电导致的起火事故占比高达50％，充电成为了电动车车载电池起火的第一诱因。电动汽车采用的车载电池包含铅酸蓄电池、镍氢电池、二次锂电池、锂电池等。其中，锂电池充电时，随着电压的升高，其正极及负极变成极为强烈的氧化还原状态，因此材料容易不稳定化。在过充或不正确充放电等情况下，锂电池均容易自燃。而锂电池自燃产生氟化氢(HF)、硫化物等化学物极易与空气中的水蒸气反应，伴随生成大量的有毒烟气。
目前电动车充电用充电站几乎没有任何关于锂电池燃烧时的烟气处理设备，由于锂电池燃烧时，有毒烟气的产生不仅量大且迅速。一旦电动汽车在充电时产生火情，等待救援的过程中，锂电池燃烧时所产生的烟气早已对环境造成极大的破坏，且容易对附近人员造成较大的身体伤害。现有的电动车充电站之所以缺乏锂电池燃烧烟气处理设备的配置，最大的原因是因为锂电池燃烧时，有毒烟气的产生不仅量大且迅速，对其进行较为全面的处理根本无法实现。就算预先配置有相关的烟气处理液，再怎么大量的喷洒，也无法有效覆盖有毒烟气，且喷洒出的烟气处理液与烟气的接触时间极短，所以根本无法产生足够的净化处理效果。
因此，应对电动汽车充电时，锂电池着火所迅速产生的大量烟气进行有效全面的净化处理是本发明的研发目的。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明在于提供一种充电站用锂电池燃烧烟气处理系统及其处理方法，该一种充电站用锂电池燃烧烟气处理系统及其方法能够有效解决上述现有技术存在的问题。
本发明的技术方案是：
一种充电站用锂电池燃烧烟气处理系统，包括烟气循环抽排机构、一次处理机构、二次处理机构和控制系统，所述一次处理机构包含多个并排向上倾斜设置的烟气收纳通道，所述烟气收纳通道的内侧壁上均匀分布设置有多个相应的雾化喷头，各个烟气收纳通道上的雾化喷头分别连接到相应的供液管上；所述烟气收纳通道的进气端和出气端处分别装置有相应的第一自动电磁阀，烟气收纳通道的顶部安装有烟雾感应器和温度感应器，烟气收纳通道的底端分别连通连接有相应的排液管；所述二次处理机构包含蓄液池，所述蓄液池内储存有烟气处理液，蓄液池的两侧壁分别设有相应的进气口和出气口，所述进气口处连通连接有一相应的进气管，所述进气管的出气端延伸至烟气处理液下方，进气管的进气端连接到各个烟气收纳通道的出气端，所述出气口位于所述烟气处理液的上方；所述蓄液池的两侧分别连通连接有相应的进液口和出液口，所述进液口通过相应的进液管和进液泵连接到各个排液管上，所述出液口分别通过相应的出液管和出液泵连接到各个供液管上，所述出液管与各个供液管的连接处分别安装有相应的第二自动电磁阀；所述烟气循环抽排机构包含循环进气管和循环排气管，所述循环进气管的进气端均匀设置有多个相应的烟气进气口，所述烟气进气口上分别装置有相应的抽风机，循环进气管的出气端连接到各个烟气收纳通道的进气端；所述循环排气管的进气端连接到所述蓄液池的出气口，循环排气管的出气端延伸至所述循环进气管进气端的后侧下方；所述烟雾感应器、温度感应器、进液泵、出液泵、第一自动电磁阀、第二自动电磁阀和抽风机分别连接到所述控制系统上。
所述烟气收纳通道为四个，四个烟气收纳通道之间通过相应的支撑机构进行分隔支撑。
所述支撑机构包含多个支撑板，所述多个支撑板在与各个烟气收纳通道相对应的位置上分别设置有相应的容纳孔，各个烟气收纳通道分别装置于多个支撑板的容纳孔内。
所述进气管上固定装置有一相应的增压抽风机，所述增压抽风机连接到所述控制系统上。
一种充电站用锂电池燃烧烟气处理系统的处理方法，包含以下具体步骤：
S1：常规情况下，通过控制系统控制各个第一自动电磁阀和第二自动电磁阀为常闭状态；
S2：产生火情时，通过控制系统控制各个抽风机启动，有效将锂电池燃烧所产生的烟气进行抽排收集，并同时控制位于最高处的烟气收纳通道两端部的第一自动电磁阀开启，烟气进入位于最高处的烟气收纳通道内；
S3：位于最高处的烟气收纳通道顶部的烟雾感应器和温度感应器感应到烟气已经进入到烟气收纳通道的顶部时，同时关闭位于最高处的烟气收纳通道两端部的第一自动电磁阀，并启动出液泵和打开对应最高处供液管的第二自动电磁阀，将储存于蓄液池内的烟气处理液抽往位于最高处的烟气收纳通道内的多个雾化喷头进行烟气处理液喷出，雾化喷出的烟气处理液有效与烟气进行接触实现烟气净化处理；
S4：在位于最高处的烟气收纳通道两端部的第一自动电磁阀关闭的同时，启动位于第二高处的烟气收纳通道两端部的第一自动电磁阀，抽风机继续将锂电池燃烧所产生的烟气抽排收集到位于第二高处的烟气收纳通道内，在第二高处的烟气收纳通道顶部的烟雾感应器和温度感应器感应到烟气已经进入到烟气收纳通道的顶部时，同时关闭第二高处的烟气收纳通道两端部的第一自动电磁阀，并打开对应第二高处供液管的第二自动电磁阀，将储存于蓄液池内的烟气处理液抽往位于第二高处的烟气收纳通道内的多个雾化喷头进行烟气处理液喷出，雾化喷出的烟气处理液有效与烟气进行接触实现烟气净化处理；
S5：按步骤S4的处理方法，按高度顺序逐步将锂电池燃烧所产生的烟气引入后面的烟气收纳通道内进行烟气净化处理，直至烟气进入最低位置上的烟气收纳通道内进行烟气净化处理；
S6：在烟气进入最低位置上的烟气收纳通道内进行烟气净化处理的同时，打开位于最高处的烟气收纳通道两端部的第一自动电磁阀，将锂电池燃烧所产生的烟气继续引入位于最高处的烟气收纳通道内继续进行烟气净化处理，而经过净化处理后的烟气则被挤压进入蓄液池内，并与蓄液池内的烟气处理液进行充分接触后，排回火情现场；
S7：重复步骤S4-S6，对锂电池燃烧所产生的烟气进行持续的净化处理，直至火情现场的明火被扑灭和烟气被基本吸收后，各个抽风机停运，第一自动电磁阀和第二自动电磁阀恢复为常闭状态；
步骤S3-S7进行的过程中，进液泵启动，有效将回流汇集到各个烟气收纳通道底部的烟气处理液抽回蓄液池内。
本发明的优点：
1)本发明通过烟气循环抽排机构的设置，有效通过空气的循环流通而实现对锂电池的燃烧烟气进行持续的收集，并通过一次处理机构的设置，有效通过多个烟气收纳通道按顺序逐步对锂电池的燃烧烟气进行分隔容纳，并实时将雾化状的烟气处理液喷向容纳于各个空间内的烟气进行处理。当烟气进入最后一个烟气收纳通道时，最初的烟气收纳通道内的烟气已然净化处理完成，此时便可再次按顺序将烟气逐步通入各个烟气收纳通道进行净化处理。从而通过烟气循环抽排机构的设置，以及一次处理机构的设置，有条不紊的应对电动车车载锂电池燃烧时所迅速产生的大量烟气的处理。
2)本发明在一次处理机构的基础上，还设置有二次处理机构。这样一来，经烟气收纳通道进行净化处理后的烟气在后续烟气进入时，便会被挤压往二次处理机构的蓄液池内，并与蓄液池内的烟气处理液进行充分接触后，再通过烟气循环抽排机构的循环排气管排回火情现场。由于烟气浓度在锂电池的燃烧过程会有所不同，因此有些时候，单纯的通过一次处理机构进行处理，净化效果难以保证，此时再通过二次处理机构对一次处理后的气体进行处理，可有效扩大和提升净化效果。
3)本发明通过循环进气管、循环出气管、进气管、抽风机，增压抽风机和第一自动电磁阀的设置，有效将烟气循环抽排机构、一次处理机构和二次处理机构连成一个按顺序循环流通的整体，有效使烟气能够有条不紊的进行一次净化处理和二次净化处理。并通过供液管、排液管、进液管、进液泵、出液管、出液泵和第二自动电磁阀的设置，有效使二次处理机构中的烟气处理液能够运用在一次处理机构中，并实现烟气处理液的循环利用，有效在定量烟气处理液的情况下，完成对烟气的两次净化处理。
4)由于锂电池燃烧烟气的烟气浓度和温度都很高，高温的烟气进入烟气收纳通道时，自然会向上流通，本发明的多个烟气收纳通道并排向上倾斜设置，且烟气收纳通道的顶部安装有烟雾感应器和温度感应器。这样的设置能够使烟气较为合理的充满各个烟气收纳通道，既能够防止烟气超量进入烟气收纳通道，防止部分烟气未经一次处理便直接进入二次处理机构，从而提高烟气的净化处理效果。最主要的能够防止烟气没有充分充满整个烟气收纳通道内部，便开始进行烟气处理液喷洒，防止大量的烟气处理液针对少量的烟气进行喷洒处理，从而提高资源的利用率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述：
参考图1，一种充电站用锂电池燃烧烟气处理系统，包括烟气循环抽排机构1、一次处理机构2、二次处理机构3和控制系统4(本实施例中的控制系统4采用可编程PLC编码器)，所述一次处理机构2包含多个并排向上倾斜设置的烟气收纳通道201，所述烟气收纳通道201的内侧壁上均匀分布设置有多个相应的雾化喷头202，各个烟气收纳通道201上的雾化喷头202分别连接到相应的供液管203上；所述烟气收纳通道201的进气端和出气端处分别装置有相应的第一自动电磁阀204，烟气收纳通道201的顶部安装有烟雾感应器5和温度感应器6，烟气收纳通道201的底端分别连通连接有相应的排液管7；所述二次处理机构3包含蓄液池301，所述蓄液池301内储存有烟气处理液302，蓄液池301的两侧壁分别设有相应的进气口和出气口，所述进气口处连通连接有一相应的进气管8，所述进气管8的出气端延伸至烟气处理液302下方，进气管8的进气端连接到各个烟气收纳通道201的出气端，所述出气口位于所述烟气处理液302的上方；所述蓄液池301的两侧分别连通连接有相应的进液口和出液口，所述进液口通过相应的进液管9和进液泵10连接到各个排液管7上，所述出液口分别通过相应的出液管11和出液泵12连接到各个供液管203上，所述出液管11与各个供液管203的连接处分别安装有相应的第二自动电磁阀13；所述烟气循环抽排机构1包含循环进气管101和循环排气管102，所述循环进气管101的进气端均匀设置有多个相应的烟气进气口，所述烟气进气口上分别装置有相应的抽风机103，循环进气管101的出气端连接到各个烟气收纳通道201的进气端；所述循环排气管102的进气端连接到所述蓄液池301的出气口，循环排气管102的出气端延伸至所述循环进气管101进气端的后侧下方；所述烟雾感应器5、温度感应器6、进液泵10、出液泵12、第一自动电磁阀204、第二自动电磁阀13和抽风机103分别连接到所述控制系统4上。
所述烟气收纳通道201为四个，四个烟气收纳通道201之间通过相应的支撑机构14进行分隔支撑。所述支撑机构14包含多个支撑板，所述多个支撑板在与各个烟气收纳通道201相对应的位置上分别设置有相应的容纳孔，各个烟气收纳通道201分别装置于多个支撑板的容纳孔内。所述进气管8上固定装置有一相应的增压抽风机15，所述增压抽风机15连接到所述控制系统4上。
上述充电站用锂电池燃烧烟气处理系统的处理方法，包含以下具体步骤：
S1：常规情况下，通过控制系统4控制各个第一自动电磁阀204和第二自动电磁阀13为常闭状态；
S2：产生火情时，通过控制系统4控制各个抽风机103启动，有效将锂电池燃烧所产生的烟气进行抽排收集，并同时控制位于最高处的烟气收纳通道201两端部的第一自动电磁阀204开启，烟气进入位于最高处的烟气收纳通道201内；
S3：位于最高处的烟气收纳通道201顶部的烟雾感应器5和温度感应器6感应到烟气已经进入到烟气收纳通道的顶部时，同时关闭位于最高处的烟气收纳通道两端部的第一自动电磁阀204，并启动出液泵12和打开对应最高处供液管203的第二自动电磁阀13，将储存于蓄液池301内的烟气处理液302抽往位于最高处的烟气收纳通道201内的多个雾化喷头202进行烟气处理液喷出，雾化喷出的烟气处理液有效与烟气进行接触实现烟气净化处理；
S4：在位于最高处的烟气收纳通道201两端部的第一自动电磁阀204关闭的同时，启动位于第二高处的烟气收纳通道201两端部的第一自动电磁阀204，抽风机103继续将锂电池燃烧所产生的烟气抽排收集到位于第二高处的烟气收纳通道201内，在第二高处的烟气收纳通道201顶部的烟雾感应器5和温度感应器6感应到烟气已经进入到烟气收纳通道201的顶部时，同时关闭第二高处的烟气收纳通道201两端部的第一自动电磁阀204，并打开对应第二高处供液管203的第二自动电磁阀13，将储存于蓄液池301内的烟气处理液302抽往位于第二高处的烟气收纳通道201内的多个雾化喷头202进行烟气处理液喷出，雾化喷出的烟气处理液有效与烟气进行接触实现烟气净化处理；
S5：按步骤S4的处理方法，按高度顺序逐步将锂电池燃烧所产生的烟气引入位于第三高度和位于最低位置上的烟气收纳通道201内进行烟气净化处理，直至烟气进入最低位置上的烟气收纳通道201内进行烟气净化处理；
S6：在烟气进入最低位置上的烟气收纳通道201内进行烟气净化处理的同时，打开位于最高处的烟气收纳通道201两端部的第一自动电磁阀204，将锂电池燃烧所产生的烟气继续引入位于最高处的烟气收纳通道201内继续进行烟气净化处理，而经过净化处理后的烟气则被挤压进入蓄液池301内，并与蓄液池内的烟气处理液进行充分接触后，排回火情现场；
S7：重复步骤S4-S6，对锂电池燃烧所产生的烟气进行持续的净化处理，直至火情现场的明火被扑灭和烟气被基本吸收后，各个抽风机103停运，第一自动电磁阀204和第二自动电磁阀13恢复为常闭状态；
步骤S3-S7进行的过程中，进液泵10启动，有效将回流汇集到各个烟气收纳通道201底部的烟气处理液抽回蓄液池301内。
本发明通过烟气循环抽排机构1的设置，以及一次处理机构2的设置，能够有条不紊的应对电动车车载锂电池燃烧时所迅速产生的大量烟气的处理。由于烟气浓度在锂电池的燃烧过程会有所不同，因此有些时候，单纯的通过一次处理机构2进行处理，净化效果难以保证，本发明通过二次处理机构3的设置，有效对一次处理后的气体进行二次处理，可有效扩大和提升净化效果。本发明通过循环进气管101、循环出气管102、进气管8、抽风机103，增压抽风机15和第一自动电磁阀204的设置，有效将烟气循环抽排机构1、一次处理机构2和二次处理机构3连成一个按顺序循环流通的整体，有效使烟气能够有条不紊的进行一次净化处理和二次净化处理。并通过供液管203、排液管7、进液管9、进液泵10、出液管11、出液泵12和第二自动电磁阀13的设置，有效使二次处理机构2中的烟气处理液302能够运用在一次处理机构1中，并实现烟气处理液的循环利用，有效在定量烟气处理液的情况下，完成对烟气的两次净化处理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种充电站用锂电池燃烧烟气处理系统的处理方法，其特征在于：
所述烟气处理系统包括烟气循环抽排机构(1)、一次处理机构(2)、二次处理机构(3)和控制系统(4)，
所述一次处理机构(2)包含多个并排向上倾斜设置的烟气收纳通道(201)，所述烟气收纳通道(201)的内侧壁上均匀分布设置有多个相应的雾化喷头(202)，各个烟气收纳通道(201)上的雾化喷头(202)分别连接到相应的供液管(203)上；所述烟气收纳通道(201)的进气端和出气端处分别装置有相应的第一自动电磁阀(204)，烟气收纳通道(201)的顶部安装有烟雾感应器(5)和温度感应器(6)，烟气收纳通道(201)的底端分别连通连接有相应的排液管(7)；
所述二次处理机构(3)包含蓄液池(301)，所述蓄液池(301)内储存有烟气处理液(302)，蓄液池(301)的两侧壁分别设有相应的进气口和出气口，所述进气口处连通连接有一相应的进气管(8)，所述进气管(8)的出气端延伸至烟气处理液(302)下方，进气管(8)的进气端连接到各个烟气收纳通道(201)的出气端，所述出气口位于所述烟气处理液(302)的上方；所述蓄液池(301)的两侧分别连通连接有相应的进液口和出液口，所述进液口通过相应的进液管(9)和进液泵(10)连接到各个排液管(7)上，所述出液口分别通过相应的出液管(11)和出液泵(12)连接到各个供液管(203)上，所述出液管(11)与各个供液管(203)的连接处分别安装有相应的第二自动电磁阀(13)；
所述烟气循环抽排机构(1)包含循环进气管(101)和循环排气管(102)，所述循环进气管(101)的进气端均匀设置有多个相应的烟气进气口，所述烟气进气口上分别装置有相应的抽风机(103)，循环进气管(101)的出气端连接到各个烟气收纳通道(201)的进气端；所述循环排气管(102)的进气端连接到所述蓄液池(301)的出气口，循环排气管(102)的出气端延伸至所述循环进气管(101)进气端的后侧下方；
所述烟雾感应器(5)、温度感应器(6)、进液泵(10)、出液泵(12)、第一自动电磁阀(204)、第二自动电磁阀(13)和抽风机(103)分别连接到所述控制系统(4)上；
所述处理方法包含以下具体步骤：
S1：常规情况下，通过控制系统(4)控制各个第一自动电磁阀(204)和第二自动电磁阀(13)为常闭状态；
S2：产生火情时，通过控制系统(4)控制各个抽风机(103)启动，有效将锂电池燃烧所产生的烟气进行抽排收集，并同时控制位于最高处的烟气收纳通道(201)两端部的第一自动电磁阀(204)开启，烟气进入位于最高处的烟气收纳通道(201)内；
S3：位于最高处的烟气收纳通道(201)顶部的烟雾感应器(5)和温度感应器(6)感应到烟气已经进入到烟气收纳通道的顶部时，同时关闭位于最高处的烟气收纳通道两端部的第一自动电磁阀(204)，并启动出液泵(12)和打开对应最高处供液管(203)的第二自动电磁阀(13)，将储存于蓄液池(301)内的烟气处理液(302)抽往位于最高处的烟气收纳通道(201)内的多个雾化喷头(202)进行烟气处理液喷出，雾化喷出的烟气处理液有效与烟气进行接触实现烟气净化处理；
S4：在位于最高处的烟气收纳通道(201)两端部的第一自动电磁阀(204)关闭的同时，启动位于第二高处的烟气收纳通道(201)两端部的第一自动电磁阀(204)，抽风机(103)继续将锂电池燃烧所产生的烟气抽排收集到位于第二高处的烟气收纳通道(201)内，在第二高处的烟气收纳通道(201)顶部的烟雾感应器(5)和温度感应器(6)感应到烟气已经进入到烟气收纳通道(201)的顶部时，同时关闭第二高处的烟气收纳通道(201)两端部的第一自动电磁阀(204)，并打开对应第二高处供液管(203)的第二自动电磁阀(13)，将储存于蓄液池(301)内的烟气处理液(302)抽往位于第二高处的烟气收纳通道(201)内的多个雾化喷头(202)进行烟气处理液喷出，雾化喷出的烟气处理液有效与烟气进行接触实现烟气净化处理；
S5：按步骤S4的处理方法，按高度顺序逐步将锂电池燃烧所产生的烟气引入后面的烟气收纳通道(201)内进行烟气净化处理，直至烟气进入最低位置上的烟气收纳通道(201)内进行烟气净化处理；
S6：在烟气进入最低位置上的烟气收纳通道(201)内进行烟气净化处理的同时，打开位于最高处的烟气收纳通道(201)两端部的第一自动电磁阀(204)，将锂电池燃烧所产生的烟气继续引入位于最高处的烟气收纳通道(201)内继续进行烟气净化处理，而经过净化处理后的烟气则被挤压进入蓄液池(301)内，并与蓄液池内的烟气处理液进行充分接触后，排回火情现场；
S7：重复步骤S4-S6，对锂电池燃烧所产生的烟气进行持续的净化处理，直至火情现场的明火被扑灭和烟气被基本吸收后，各个抽风机(103)停运，第一自动电磁阀(204)和第二自动电磁阀(13)恢复为常闭状态；
步骤S3-S7进行的过程中，进液泵(10)启动，有效将回流汇集到各个烟气收纳通道(201)底部的烟气处理液抽回蓄液池(301)内。
2.根据权利要求1所述的一种充电站用锂电池燃烧烟气处理系统的处理方法，其特征在于：所述烟气收纳通道(201)为四个，四个烟气收纳通道(201)之间通过相应的支撑机构(14)进行分隔支撑。
3.根据权利要求2所述的一种充电站用锂电池燃烧烟气处理系统的处理方法，其特征在于：所述支撑机构(14)包含多个支撑板，所述多个支撑板在与各个烟气收纳通道(201)相对应的位置上分别设置有相应的容纳孔，各个烟气收纳通道(201)分别装置于多个支撑板的容纳孔内。
4.根据权利要求1所述的一种充电站用锂电池燃烧烟气处理系统的处理方法，其特征在于：所述进气管(8)上固定装置有一相应的增压抽风机(15)，所述增压抽风机(15)连接到所述控制系统(4)上。
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