CN111054183A - 一种湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，包括以下步骤：1）废气与空气首先混风、初过滤、预冷、活性炭过滤；2）废气经过吸附箱内的活性碳纤维分别进行一级吸附和二级吸附，二级吸附后剩余气体达标排放；3）吸附后达到饱和状态的活性炭纤维滤芯通过蒸汽进行脱附；4）脱附后的气体进入冷凝器冷凝，冷凝后液体进入分层槽；5）分层槽内二氯甲烷层进入二氯甲烷回收罐，水层进入曝气槽处理，曝气后含有微量二氯甲烷气体进入混风箱重新回收处理；本发明整个回收工艺废气排放浓度小于14ppm，满足排放要求，二氯甲烷回收效率大于99.9%，回收二氯甲烷纯度大于99.95%，有效降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于湿法锂电池隔膜生产技术领域，具体为湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺。
背景技术
湿法锂电池隔膜生产工艺主要包括上料、挤出、铸片、双拉、萃取、干燥、横拉、收卷、检验。在生产过程中，白油作为成孔剂均匀分布在分子链中。其中萃取工序就是萃取剂把白油萃取掉，实现隔膜中白油的分离，隔膜形成致密均匀微孔结构。由于二氯甲烷具有良好的溶解性和不易燃烧性，其作为萃取剂已普遍应用在湿法锂电池隔膜生产工艺中。由于二氯甲烷沸点较低，干燥过程中温度较高，隔膜表面二氯甲烷挥发，会产生大量二氯甲烷气体，如果直接排放会对环境产生严重污染，同时也会增加生产成本。对于二氯甲烷气体回收现有的技术主要有碳纤维吸附和低温冷凝回收。由于低温回收工艺简单，但是回收效率低、纯度低。。活性炭纤维吸附是最为普遍的一种回收技术，但对于高浓度气体回收处理后，不能满足排放要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种湿法生产锂电池隔膜产生废气回收工艺。
为实现本发明的目的，采用的技术方案是：一种湿法生产锂电池隔膜产生废气回收工艺，包括以下步骤：
A）预处理：将含有二氯甲烷的废气与空气混合依次经过初过滤、冷却、活性炭吸附；
B）吸附：经过步骤1处理后的气体排入吸附箱，箱体内滤芯进行二级吸附，吸附后剩余废气排放浓度小于14ppm；
C）脱附：向吸附箱通入水蒸气进行脱附，将二氯甲烷进行解吸；
D）冷凝：解吸后的二氯甲烷气体和水蒸气进行二级冷凝；
E）分离回收：冷凝后的液相二氯甲烷和冷凝水进入分层槽，水层进入曝气槽，二氯甲烷进入二氯甲烷回收罐，最终得到回收的二氯甲烷纯度大于99.95%，回收效率大于99.9%；
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤A中废气中二氯甲烷浓度30000~45000ppm，废气温度45~65℃，废气风量15000~22000m³/h；
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤A中二氯甲烷废气与空气混合，其中空气风量5000~9000m³/h；
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤A中初过滤滤芯为聚酯无纺布，过滤等级G1-G5；
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤A中冷却温度35-50℃；
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤A中活性炭粒径分布3.5-7.5mm，堆积密度400-550kg/m³；
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤B中一级吸附时间6-9min，二级吸附时间2-6min；
作为本发明的一种优选技术方案，所述吸附箱设置三个，每个箱体通过阀门进行切换，吸附滤芯为活性炭纤维；
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤C中脱附气为饱和蒸汽，温度120~140℃，压力0.2~0.6MPa，脱附时间3-6min；
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤D中第一级冷凝温度30~40℃，第二级冷凝温度6~12℃；
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤E中曝气槽设置2~3个；
作为本发明的一种优选技术方案，所述曝气温度45~65℃，曝气风量6~10m³/min，曝气时间1~3.5h。
本发明具有以下有益效果：本发明采用活性炭纤维吸附-水蒸气脱附-冷凝-分离回收的组合工艺。此工艺对二氯甲烷废气回收效率高，排放浓度低，满足排放要求，回收二氯甲烷纯度高，有效降低生产成本。
附图说明
图1为本发明一种湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如附图1所示，本发明提供以下技术方案：湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，包括以下步骤：
1）预处理：废气浓度为30000ppm，温度为45℃，风量15000m³/h，与风量为5000m³/h的空气在混风箱内进行混合，混合后经过过滤等级G1的聚酯无纺布进行初步过滤，过滤后在冷却装置内把混合气温度降至35℃，最后经过粒径为3.5mm，堆积密度为400kg/m³活性碳吸附萃取杂质；
2）吸附：送风风机把预处理后的混合气体送入第一吸附箱内，通过活性炭纤维进行一级吸附，一级吸附时间6min，活性炭纤维饱和后通过气动阀切换，送风风机把剩余气体送入第二吸附箱，二级吸附时间6min。经过二级吸附后剩余气体达标进行排放，此时第三吸附箱进入吸附等待状态；
3）脱附：向第一吸附箱体内通入温度125℃，压力0.2MPa饱和蒸汽进行解析，脱附时间3min。通过阀门切换，第二吸附箱变为一级吸附状态，第三吸附箱变为二级吸附状态，三个吸附箱工作状态依次通过阀门切换循环工作；
4）冷凝：脱附后的气体经管道进入第一级冷凝器，将废气温度降至35℃，部分冷凝后的液相二氯甲烷和水进入分层槽；未冷凝的气体经管道进入第二级冷凝器，将废气温度降至14℃，冷凝后的液体进入分层槽；
5）分离回收：由于水和二氯甲烷的比重不同分层槽上部为水层，下部为二氯甲烷层，二氯甲烷进入回收罐。水层进入曝气槽进行二级曝气处理，曝气温度45℃，曝气风量6.3m³/h，曝气时间1h，曝气后的气体重新进入混风箱回收处理；
废气排放浓度6ppm，二氯甲烷回收效率为99.98%，回收纯度99.98%，满足排放要求。
实施例2
如附图1所示，本发明提供以下技术方案：湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，包括以下步骤：
1）预处理：废气浓度为35000ppm，温度为50℃，风量17000m³/h，与风量为7000m³/h的空气在混风箱内进行混合，混合后经过过滤等级G3的聚酯无纺布进行初步过滤，过滤后在冷却装置内把混合气温度降至40℃，最后经过粒径为5.5mm，堆积密度为450kg/m³活性碳吸附萃取杂质；
2）吸附：送风风机把预处理后的混合气体送入第一吸附箱内，通过活性炭纤维进行一级吸附，一级吸附时间7min，活性炭纤维饱和后通过气动阀切换，送风风机把剩余气体送入第二吸附箱，二级吸附时间4min。经过二级吸附后剩余气体达标进行排放。此时第三吸附箱进入吸附等待状态；
3）脱附：向第一吸附箱体内通入温度130℃，压力0.3MPa饱和蒸汽进行解析，脱附时间4min。通过阀门切换，第二吸附箱变为一级吸附状态，第三吸附箱变为二级吸附状态，三个吸附箱工作状态依次通过阀门切换循环工作；
4）冷凝：脱附后的气体经管道进入第一级冷凝器，将废气温度降至37℃，部分冷凝后的液相二氯甲烷和水进入分层槽；未冷凝的气体经管道进入第二级冷凝器，将废气温度降至12℃，冷凝后的液体进入分层槽；
5）分离回收：由于水和二氯甲烷的比重不同分层槽上部为水层，下部为二氯甲烷层，二氯甲烷进入回收罐。水层进入曝气槽进行三级曝气处理，曝气温度55℃，曝气风量8m³/h，曝气时间2h，曝气后的气体重新进入混风箱回收处理；
废气排放浓度8ppm，二氯甲烷回收效率为99.97%，回收纯度99.96%，满足排放要求。
实施例3
如附图1所示，本发明提供以下技术方案：湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，包括以下步骤：
1）预处理：废气浓度为40000ppm，温度为60℃，风量20000m³/h，与风量为8000m³/h的空气在混风箱内进行混合，混合后经过过滤等级G4的聚酯无纺布进行初步过滤，过滤后在冷却装置内把混合气温度降至45℃，最后经过粒径为6.5mm，堆积密度为500kg/m³活性碳吸附萃取杂质；
2）吸附：送风风机把预处理后的混合气体送入第一吸附箱内，通过活性炭纤维进行一级吸附，一级吸附时间8min，活性炭纤维饱和后通过气动阀切换，送风风机把剩余气体送入第二吸附箱，二级吸附时间3min。经过二级吸附后剩余气体达标进行排放。此时第三吸附箱进入吸附等待状态；
3）脱附：向第一吸附箱体内通入温度135℃，压力0.4MPa饱和蒸汽进行解析，脱附时间5min。通过阀门切换，第二吸附箱变为一级吸附状态，第三吸附箱变为二级吸附状态，三个吸附箱工作状态依次通过阀门切换循环工作；
4）冷凝：脱附后的气体经管道进入第一级冷凝器，将废气温度降至39℃，部分冷凝后的液相二氯甲烷和水进入分层槽；未冷凝的气体经管道进入第二级冷凝器，将废气温度降至10℃，冷凝后的液体进入分层槽；
5）分离回收：由于水和二氯甲烷的比重不同分层槽上部为水层，下部为二氯甲烷层，二氯甲烷进入回收罐。水层进入曝气槽进行三级曝气处理，曝气温度60℃，曝气风量9m³/h，曝气时间3h，曝气后的气体重新进入混风箱回收处理；
废气排放浓度10ppm，二氯甲烷回收效率为99.97%，回收纯度99.95%，满足排放要求。
实施例4
如附图1所示，本发明提供以下技术方案：湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，包括以下步骤：
1）预处理：废气浓度为45000ppm，温度为65℃，风量22000m³/h，与风量为9000m³/h的空气在混风箱内进行混合，混合后经过过滤等级G5的聚酯无纺布进行初步过滤，过滤后在冷却装置内把混合气温度降至50℃，最后经过粒径为7.5mm，堆积密度为550kg/m³活性碳吸附萃取杂质；
2）吸附：送风风机把预处理后的混合气体送入第一吸附箱内，通过活性炭纤维进行一级吸附，一级吸附时间9min，活性炭纤维饱和后通过气动阀切，送风风机把剩余气体送入第二吸附箱，二级吸附时间2min。经过二级吸附后剩余气体达标进行排放。此时第三吸附箱进入吸附等待状态；
3）脱附：向第一吸附箱体内通入温度140℃，压力0.5MPa饱和蒸汽进行解析，脱附时间6min。通过阀门切换，第二吸附箱变为一级吸附状态，第三吸附箱变为二级吸附状态，三个吸附箱工作状态依次通过阀门切换循环工作；
4）冷凝：脱附后的气体经管道进入第一级冷凝器，将废气温度降至40℃，部分冷凝后的液相二氯甲烷和水进入分层槽；未冷凝的气体经管道进入第二级冷凝器，将废气温度降至6℃，冷凝后的液体进入分层槽；
5）分离回收：由于水和二氯甲烷的比重不同分层槽上部为水层，下部为二氯甲烷层，二氯甲烷进入回收罐。水层进入曝气槽进行三级曝气处理，曝气温度65℃，曝气风量10m³/h，曝气时间3.5h，曝气后的气体重新进入混风箱回收处理；
废气排放浓度13ppm，二氯甲烷回收效率为99.96%，回收纯度99.97%，满足排放要求。
实施例5
如附图1所示，本发明提供以下技术方案：湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，包括以下步骤：
1）预处理：废气浓度为50000ppm，温度为70℃，风量25000m³/h，与风量为10000m³/h的空气在混风箱内进行混合，混合后经过过滤等级G6的聚酯无纺布进行初步过滤，过滤后在冷却装置内把混合气温度降至55℃，最后经过粒径为8mm，堆积密度为600kg/m³活性碳吸附萃取杂质；
2）吸附：送风风机把预处理后的混合气体送入第一吸附箱内，通过活性炭纤维进行一级吸附，一级吸附时间10min，活性炭纤维饱和后通过气动阀切，送风风机把剩余气体送入第二吸附箱，二级吸附时间2min。经过二级吸附后剩余气体达标进行排放。此时第三吸附箱进入吸附等待状态；
3）脱附：向第一吸附箱体内通入温度145℃，压力0.6MPa饱和蒸汽进行解析，脱附时间7min。通过阀门切换，第二吸附箱变为一级吸附状态，第三吸附箱变为二级吸附状态，三个吸附箱工作状态依次通过阀门切换循环工作；
4）冷凝：脱附后的气体经管道进入第一级冷凝器，将废气温度降至45℃，部分冷凝后的液相二氯甲烷和水进入分层槽；未冷凝的气体经管道进入第二级冷凝器，将废气温度降至5℃，冷凝后的液体进入分层槽；
5）分离回收：由于水和二氯甲烷的比重不同分层槽上部为水层，下部为二氯甲烷层，二氯甲烷进入回收罐。水层进入曝气槽进行三级曝气处理，曝气温度70℃，曝气风量12m³/h，曝气时间4h，曝气后的气体重新进入混风箱回收处理；
废气排放浓度13ppm，二氯甲烷回收效率为99.96%，回收纯度99.96%，满足排放要求。
上述实施例，仅对本发明的技术方案作进一步详细说明的具体个例，本发明并非仅限定于此。凡是在本发明公开的范围之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，其特征在于，包括以下步骤:
A）预处理：将含有二氯甲烷的废气与空气混合依次经过初过滤、冷却、活性炭吸附；
B）吸附：经过步骤1处理后的气体排入吸附箱，箱体内滤芯进行二级吸附，吸附后剩余废气排放浓度小于14ppm；
C）脱附：向吸附箱通入水蒸气进行脱附，将二氯甲烷进行解吸；
D）冷凝：解吸后的二氯甲烷气体和水蒸气进行二级冷凝；
E）分离回收：冷凝后的液相二氯甲烷和冷凝水进入分层槽，水层进入曝气槽，二氯甲烷进入二氯甲烷回收罐，最终得到回收的二氯甲烷纯度大于99.95%，回收效率大于99.9%。
2.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，其特征在于：所述步骤A中废气中二氯甲烷浓度30000~45000ppm，废气温度45~65℃，废气风量15000~22000m³/h。
3.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，其特征在于：所述步骤A中二氯甲烷废气与空气混合，其中空气风量5000~9000m³/h。
4.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，其特征在于：所述步骤A中预处理过程中初过滤滤芯为聚酯无纺布，过滤等级G1-G5。
5.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，其特征在于：所述步骤A中冷却温度35-50℃。
6.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，其特征在于：所述步骤A中活性炭粒径分布3.5-7.5mm，堆积密度400-550kg/m³。
7.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，其特征在于：所述步骤B中一级吸附时间6-9min，二级吸附时间2-6min。
8.根据权利要求7所述的一种湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，其特征在于：所述吸附箱设置3个，每个箱体通过阀门进行切换，吸附滤芯为活性炭纤维。
9.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，其特征在于：所述步骤C中脱附气为饱和蒸汽，温度120~140℃，压力0.2~0.6MPa，脱附时间3-6min。
10.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，其特征在于：所述步骤D中第一级冷凝温度30~40℃，第二级冷凝温度6~12℃。
11.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，其特征在于：所述步骤E中曝气槽设置2~3个。
12.根据权利要求11所述的一种湿法锂电池隔膜生产过程中的废气回收工艺，其特征在于：所述曝气温度45~65℃，曝气风量6~10m³/min，曝气时间1~3.5h。
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2019
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