CN111998715A - 一种湿法锂电池隔膜余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种湿法锂电池隔膜余热利用系统，包括集水箱、循环泵、加热器、第一换热器和第二换热器。集水箱用于收集余热，加热器用于液体加热，循环泵用于连接集水箱和加热器，第一换热器设置在二氯甲烷液体回收阶段，提供二氯甲烷液体回收阶段精馏所需的热量，第二换热器设置在二氯甲烷气体回收阶段，提供二氯甲烷气体回收阶段所需的冷凝水。本发明对隔膜生产过程中的余热充分利用，为二氯甲烷液体回收装置提供热源，降低高温蒸汽的使用量，同时减少二氯甲烷气体回收过程中的冷却水用量，从而达到节能降耗的目的，降低隔膜成本，提高产品竞争力。

Description

一种湿法锂电池隔膜余热利用系统

技术领域

本发明属于湿法锂电池隔膜余热回收利用领域，具体地涉及一种湿法锂电池隔膜萃取液回收过程中的余热利用系统。

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、横拉、收卷等工序。铸片经过双向同步拉伸后，隔膜材料聚烯烃分子链在纵向和横向得到不同程度拉伸，白油作为成孔剂均匀分布在分子链中。在萃取过程中二氯甲烷作为萃取剂把白油萃取掉，实现隔膜中聚烯烃和白油的分离，隔膜形成致密均匀微孔结构。

目前湿法锂电池隔膜生产工艺中热源输入主要是高温水蒸汽，高温水蒸汽换热后将产生大量的余热，若余热不加充分利用会造成能源浪费，提高产品的生产成本。在隔膜萃取工序后萃取液会变成白油和二氯甲烷混合液，目前需要将白油和二氯甲烷混合液分离出二氯甲烷溶液便于循环使用。现阶段白油和二氯甲烷混合液分离回收原理是根据两种物质沸点不同进行精馏。精馏过程需要热量，如果将隔膜生产工艺过程中产生的余热应用于二氯甲烷液体回收，将降低成本。萃取后的隔膜会附着部分二氯甲烷液体，在横拉阶段干燥去除萃取液会产生大量的二氯甲烷气体。二氯甲烷气体回收方法主要是通过碳纤维吸附，然后利用蒸汽进行脱附，脱附后用冷却水直接冷凝。如果将二氯甲烷液体回收阶段后的温度降低的水溶液应用于二氯甲烷气体回收的冷凝阶段，将降低成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种湿法锂电池隔膜余热利用系统，对湿法锂电池隔膜生产工艺中产生的余热充分利用，能够降低二氯甲烷液体回收阶段的热量使用量和二氯甲烷气体回收阶段冷却水的用量，降低产品生产成本。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案实现：

一种湿法锂电池隔膜余热利用系统，包括集水箱、循环泵、加热器、第一换热器和第二换热器。集水箱用于收集余热，加热器用于液体加热，循环泵用于连接集水箱和加热器，第一换热器设置在二氯甲烷液体回收阶段，提供二氯甲烷液体回收阶段精馏所需的热量，第二换热器设置在二氯甲烷气体回收阶段，提供二氯甲烷气体回收阶段所需的冷凝水。集水箱、循环泵、加热器、第一换热器和第二换热器通过管路依次连接。

所述余热来自双拉、横拉、二氯甲烷蒸汽脱附任一工序。

作为本发明的一种优选方案，所述第一换热器为降膜式蒸发器，换热面积为80-150㎡，材质为不锈钢。

作为本发明的一种优选方案，所述循环泵流量为10-30m³/h。

作为本发明的一种优选方案，所述加热器加热方式为蒸汽加热，加热温度范围为60-100℃。

作为本发明的一种优选方案，所述加热器控制方式为可编程逻辑控制器控制。

作为本发明的一种优选方案，所述第二换热器换热面积为80-120㎡，材质为不锈钢。

本发明的优点：对锂电池隔膜生产过程中产生的余热充分利用，为二氯甲烷液体回收装置提供热源，同时为二氯甲烷气态回收装置提供冷却水，降低了高温蒸汽及冷凝水的用量。实现了节能降耗，降低产品生产成本。

附图说明

图1为本发明一种湿法锂电池隔膜余热利用系统示意图。

图2为湿法锂电池隔膜生产工艺示意图。

图3为二氯甲烷气体回收过程示意图。

具体实施方式

现在结合附图1，对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明一种湿法锂电池隔膜余热利用系统包括集水箱、循环泵、加热器、第一换热器和第二换热器。集水箱用于收集余热，加热器用于液体加热，循环泵用于连接集水箱和加热器，第一换热器设置在二氯甲烷液体回收阶段，提供二氯甲烷液体回收阶段精馏所需的热量，第二换热器设置在二氯甲烷气体回收阶段，提供二氯甲烷气体回收阶段所需的冷凝水。集水箱、循环泵、加热器、第一换热器和第二换热器通过管路依次连接。

所述余热来自双拉、横拉、二氯甲烷蒸汽脱附任一工序。

所述第一换热器为降膜式蒸发器，换热面积为80-150㎡，材质为不锈钢。

所述循环泵流量为10-30m³/h。

所述加热器加热方式为蒸汽加热，加热温度范围为60-100℃。

所述加热器控制方式为可编程逻辑控制器控制。

所述第二换热器换热面积为80-120㎡，材质为不锈钢。

实施例1

如图2所示，隔膜双拉工序产生高温蒸汽余热，经冷凝后形成温度60—70℃的冷凝水。随后进入如图1所示的集水箱进行收集，通过循环泵和加热器送入第一换热器，此时的第一换热器为降膜式蒸发器，换热面积为80㎡，材质为不锈钢。当循环水温度低于60℃，加热器通过可编程逻辑控制器控制，启动控制阀通过高温蒸汽对循环水进行加热。通过第一换热器对白油和二氯甲烷的混合液进行精馏处理，实现二氯甲烷液体的回收。经过第一换热器换热后的循环水进入第二换热器，换热面积80㎡，为二氯甲烷气体回收装置中的脱附气进行冷凝，气态二氯甲烷变成液态进行回收。在此工艺温度下，二氯甲烷液体回收装置节约高温蒸汽为1.2t/h，二氯甲烷气体回收装置节约冷却水为100m³/h。

实施例2

如图2所示，隔膜横拉工序产生高温蒸汽余热，经冷凝后形成温度70—75℃的冷凝水。随后进入如图1所示的集水箱进行收集，通过循环泵和加热器送入第一换热器，此时的第一换热器为降膜式蒸发器，换热面积为120㎡，材质为不锈钢。当循环水温度低于60℃，加热器通过可编程逻辑控制器控制，启动控制阀通过高温蒸汽对循环水进行加热。通过第一换热器对白油和二氯甲烷的混合液进行精馏处理，实现二氯甲烷液体的回收。经过第一换热器换热后的循环水进入第二换热器，换热面积100㎡，为二氯甲烷气体回收装置中的脱附气进行冷凝，气态二氯甲烷变成液态进行回收。在此工艺温度下，二氯甲烷液体回收装置节约高温蒸汽为2t/h，二氯甲烷气体回收装置节约冷却水为130m³/h。

实施例3

如图3所示，二氯甲烷气体回收的蒸汽脱附阶段产生高温蒸汽余热，脱附气温度110—130℃。高温蒸汽余热对循环水进行换热，换热后进入如图1所示的集水箱进行收集，通过循环泵和加热器送入第一换热器，此时的第一换热器为降膜式蒸发器，换热面积为150㎡，材质为不锈钢。当循环水温度低于60℃，加热器通过可编程逻辑控制器控制，启动控制阀通过高温蒸汽对循环水进行加热。通过第一换热器对白油和二氯甲烷的混合液进行精馏处理，实现二氯甲烷液体的回收。经过第一换热器换热后的循环水进入第二换热器，换热面积120㎡，为二氯甲烷气体回收装置中的脱附气进行冷凝，气态二氯甲烷变成液态进行回收。在此工艺温度下，二氯甲烷液体回收装置节约高温蒸汽为2.5t/h，二氯甲烷气体回收装置节约冷却水为150m³/h。

下表1为利用湿法锂电池隔膜余热利用系统后，高温蒸汽和冷却水节约量统计。

表1.高温蒸汽和冷却水节约量统计表

余热来源	双拉工序余热	横拉工序余热	蒸汽脱附余热
				高温蒸汽节约量（t/h）	1.2	2	2.5
冷却水节约量(m³/h)	100	130	150

从上表可以看出，通过对隔膜双拉、横拉、二氯甲烷气体回收蒸汽脱附阶段余热的利用，节约了隔膜生产过程中大量的高温蒸汽和冷却水的使用量，降低了隔膜的生产成本，提高了产品的竞争力。

上述实施例，仅为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 (6)

1.一种湿法锂电池隔膜余热利用系统，其特征在于：包括集水箱、循环泵、加热器、第一换热器和第二换热器，所述集水箱用于收集余热，所述加热器用于液体加热，所述循环泵用于连接集水箱和加热器；所述第一换热器设置在二氯甲烷液体回收阶段，提供二氯甲烷液体回收阶段精馏所需的热量；所述第二换热器设置在二氯甲烷气体回收阶段，提供二氯甲烷气体回收阶段所需的冷凝水；所述集水箱、循环泵、加热器、第一换热器和第二换热器通过管路依次连接。

2.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜余热利用系统，其特征在于，所述第一换热器为降膜式蒸发器，换热面积为80-150㎡，材质为不锈钢。

3.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜余热利用系统，其特征在于，所述循环泵流量为10-30m³/h。

4.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜余热利用系统，其特征在于，所述加热器加热方式为蒸汽加热，加热温度范围为60-100℃。

5.根据权利要求4所述的一种湿法锂电池隔膜余热利用系统，其特征在于，所述加热器控制方式为可编程逻辑控制器控制。

6.根据权利要求1所述的一种湿法锂电池隔膜余热利用系统，其特征在于，所述第二换热器换热面积为80-120㎡，材质为不锈钢。

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