CN112880434B

CN112880434B - 一种nmp工艺管道施工方法

Info

Publication number: CN112880434B
Application number: CN202110205727.3A
Authority: CN
Inventors: 周国春; 佟明建; 刘许凯; 李国帅; 罗晓辉
Original assignee: China Railway Construction Engineering Group Co Ltd; Construction and Installation Co Ltd of China Railway Construction Engineering Group Co Ltd
Current assignee: China Railway Construction Engineering Group Co Ltd; Construction and Installation Co Ltd of China Railway Construction Engineering Group Co Ltd
Priority date: 2021-02-24
Filing date: 2021-02-24
Publication date: 2022-06-17
Anticipated expiration: 2041-02-24
Also published as: CN112880434A

Abstract

本发明涉及一种NMP工艺管道施工方法，具体包括如下步骤：S1：由涂布机出风口施工第一气体排放管道，安装冷却气体的气‑气换热器与第一气体排放管道连通；S2:安装水‑气换热器连通气‑气换热器；S3：从水‑气换热器出口施工第二气体排放管道；S4：第二气体排放管道施工时连通至气‑气换热器；S5：气‑气换热器底部施工气体回收管道连通气体循环管道；S6：气体循环管道连通至涂布机进风口；气‑气换热器包括：第二工质通道、通气管、回气通道。本发明能够对高温的NMP废气进行两次降温处理，一次升温处理，便于充分收集NMP液体，和利用除去NMP的气体，作为涂布机的补新风预热使用，进一步改善循环节能工艺。

Description

一种NMP工艺管道施工方法

技术领域

本发明涉及一种NMP工艺管道施工方法。

背景技术

NMP-甲基吡咯烷酮，是一种以γ-丁内脂为原料，与甲胺缩合而成的液体，挥发性，渗透性极强，PH值为7-9碱性，易燃易爆，在锂电池生产中应用广。在锂电池电极制造过程中，涂布机会产生高温NMP废气;以往的工艺一般为经废气塔吸收达环保标准后直接排放，造成了价格昂贵的NMP的浪费，不利于回收使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种NMP工艺管道施工方法，其能够对高温的NMP废气进行两次降温处理，一次升温处理，便于充分收集NMP液体，和利用已有的NMP高温气体去预热除去NMP的气体，达到节约热能的效果，除去NMP的气体可以作为涂布机的补新风预热使用，进一步节约风能，改善循环节能工艺。

为达到上述目的而采用了一种NMP工艺管道施工方法，具体包括如下步骤：

S1：由涂布机出风口施工第一气体排放管道，安装冷却气体的气-气换热器与第一气体排放管道连通;

S2:安装水-气换热器连通气-气换热器；

S3：从水-气换热器出口施工第二气体排放管道；

水-气换热器包括：

第一工质通道，其内放置有冷却液态工质；

进气管，连通气-气换热器，伸入第一工质通道内；

集液槽，设置在第一工质通道底部，并在第一工质通道内连通进气管；

主换热管道，其设置在进气管的上方，并连通进气管，呈倾斜的“2”形设置；

次换热管道，其连通主换热管道进气端的一端，低于其连通主换热管道出气端的另一端；

挡液板，设置在主换热管道出气端；

主换热管道出气端，连通第二气体排放管道；

S4：第二气体排放管道施工时连通至气-气换热器；

S5：气-气换热器一侧施工气体回收管道连通气体循环管道；

S6：气体循环管道连通至涂布机进风口；

气-气换热器包括：

第二工质通道，其内通入冷却气态工质；

通气管，连通第一气体排放管道和水-气换热器，并穿过第二工质通道；

回气通道，连通第二气体排放管道，并穿过通气管靠近水-气换热器的一段，连通至气体回收管道，回气通道与第二工质通道相间隔。

气-气换热器与第一气体排放管道连通，可以将高温废气进行初步降温处理，降低温度至后续冷却液工质的沸点以下，防止后续冷却液工质汽化，影响管道内部压强；NMP在第一工质通道液化，由集液槽收集；2形设置的主换热管道，方便延长NMP的冷却距离，也方便NMP液化后沿斜面滑落至集液槽中，方便收集，次换热管道可以将主换热管道末端的NMP液体收集；第二气体排放管道施工时连通至气-气换热器，第二气体排放管道中的低温气体，可以经由气-气换热器再次升温，有利于后续涂布机补新风预热，节约后续加热机功耗；气-气换热器一侧施工气体回收管道连通气体循环管道，经除NMP后的气体经气体循环管道可以再次通入涂布机，作为新风补风，以减少能源消耗，有利于循环使用；NMP高温废气进入通气管经第二工质通道后，经初步降温；回气通道将除去NMP的低温气体重新经通气管升温，再进入气体回收管道，作为涂布机补充的新风；回气通道与第二工质通道相间隔，防止第二工质通道冷却回气通道中的气体，影响升温。

作为本发明NMP工艺管道施工方法进一步的改进，第二工质通道将通气管中的气体冷却至小于冷却液态工质沸点的温度。

防止后续冷却液态工质大量汽化，压强增大，影响安全。

作为本发明NMP工艺管道施工方法进一步的改进，小于冷却液态工质沸点的温度为离沸点20度～30度。如冷却液工质为冷却水，沸点为100度，则小于冷却液态工质沸点的温度为70度～80度，方便后续液工质进一步冷却，防止冷却液工质升温液化。

作为本发明NMP工艺管道施工方法进一步的改进，挡液板呈向第一工质通道内部倾斜的方向设置，并向下倾斜，挡液板包括：

第一本体；

第二本体，位于第一本体的上方，与第一本体间隔平行设置；

滑动轴，其由第一本体延伸至第二本体，并可滑动地穿过第二本体；

限位块，其固接滑动轴穿过第二本体的一端，将第二本体限制在滑动轴上；

第一弹簧，位于第一本体和第二本体之间，环绕滑动轴。

挡液板呈向第一工质通道内部倾斜的方向设置，并向下倾斜，有利于液态NMP流回第一工质通道内部，便于收集液态NMP；第一本体和第二本体相间隔，第一弹簧使二者可以发生振动，以加速液态NMP回流。

作为本发明NMP工艺管道施工方法进一步的改进，第二本体周身向第一本体延伸出滑道，滑道可滑动地套接第一本体。

滑道防止NMP液体进入第一本体和第二本体之间，腐蚀弹簧。

作为本发明NMP工艺管道施工方法进一步的改进，通气管将回气通道中的气体升温至通气管中气体的温度。

通气管和回气通道中的气体进行换热，能达到相同的温度，有利于节省热能，来升温回气通道中的气体。

作为本发明NMP工艺管道施工方法进一步的改进，次换热管道与主换热管道进气端的风向垂直。

防止主换热管道进气端的气体进入次换热管道，保障冷却效果。

作为本发明NMP工艺管道施工方法进一步的改进，集液槽为上端开口的锥形体，下端连通集液管道和阀门。

锥形体具有斜坡，有利于收集液化后的NMP。

作为本发明NMP工艺管道施工方法进一步的改进，集液槽包括：

内锥体，其下端连通集液管道，上端可滑动地连通第一工质通道底部；

外锥体，其与内锥体间隔设置，下端固接在集液管道上，外锥体与内锥体之间设置第二弹簧。

内锥体收集液体时，受第二弹簧影响可以上下振动，加速收集。

作为本发明NMP工艺管道施工方法进一步的改进，气体循环管道上安装加热器。

加热器可以进一步加热气体循环管道中的气体，便于涂布机补新风预热。

本发明能够对高温的NMP废气进行两次降温处理，一次升温处理，便于充分收集NMP液体，和利用已有的NMP高温气体去预热除去NMP的气体，达到节约热能的效果，除去NMP的气体可以作为涂布机的补新风预热使用，进一步节约风能，改善循环节能工艺。

附图说明

图1为实施例的结构示意图。

附图标记：1、第一气体排放管道；2、气-气换热器；21、第二工质通道；22、通气管；23、回气通道；3、水-气换热器；31、第一工质通道；32、进气管；33、集液槽；331、集液管道；332、阀门；333、内锥体；334、外锥体；335、第二弹簧；34、主换热管道；35、次换热管道；36、挡液板；361、第一本体；362、第二本体；363、滑动轴；364、限位块；365、第一弹簧；366、滑道；4、第二气体排放管道；5、气体回收管道；6、气体循环管道；7、加热器；8、挡风板；9、楔形挡块；10、风机。

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作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

一种NMP工艺管道施工方法，具体包括如下步骤：

S1：由涂布机出风口施工第一气体排放管道1，安装冷却气体的气-气换热器2与第一气体排放管道1连通;

S2:安装水-气换热器3连通气-气换热器2；

S3：从水-气换热器3出口施工第二气体排放管道4；

水-气换热器3包括：

第一工质通道31，其内放置有冷却液态工质；

进气管32，连通气-气换热器2，伸入第一工质通道31内；

集液槽33，设置在第一工质通道31底部，并在第一工质通道31内连通进气管32；

主换热管道34，其设置在进气管32的上方，并连通进气管32，呈倾斜的“2”形设置；

次换热管道35，其连通主换热管道34进气端的一端，低于其连通主换热管道34出气端的另一端；主换热管道34进气端设有竖向的挡风板8，分隔进气管32出风部位和次换热管道35排液部位，进气管32出风部位作倾斜向上的斜面，向上导风，由挡风板8导向主换热管道34。

挡液板36，主换热管道34出气端；

主换热管道34出气端，连通第二气体排放管道4；

S4：第二气体排放管道4施工时连通至气-气换热器2；

S5：气-气换热器2一侧施工气体回收管道5连通气体循环管道6；

S6：气体循环管道6连通至涂布机进风口；

气-气换热器2包括：

第二工质通道21，其内通入冷却气态工质；

通气管22，连通第一气体排放管道1和水-气换热器3，并穿过第二工质通道21；

回气通道23，连通第二气体排放管道4，并穿过通气管22靠近水-气换热器3的一段，连通至气体回收管道5，回气通道23与第二工质通道21相间隔。

气-气换热器2与第一气体排放管道1连通，可以将高温废气进行初步降温处理，降低温度至后续冷却液工质的沸点以下，防止后续冷却液工质汽化，影响管道内部压强；NMP在第一工质通道31液化，由集液槽33收集；2形设置的主换热管道34，方便延长NMP的冷却距离，也方便NMP液化后沿斜面滑落至集液槽33中，方便收集，次换热管道35可以将主换热管道34末端的NMP液体收集；第二气体排放管道4施工时连通至气-气换热器2，第二气体排放管道4中的低温气体，可以经由气-气换热器2再次升温，有利于后续涂布机补新风预热，节约后续加热机功耗；气-气换热器2一侧施工气体回收管道5连通气体循环管道6，经除NMP后的气体经气体循环管道6可以再次通入涂布机，作为新风补风，以减少能源消耗，有利于循环使用；NMP高温废气进入通气管22经第二工质通道21后，经初步降温；回气通道23将除去NMP的低温气体重新经通气管22升温，再进入气体回收管道5，作为涂布机补充的新风；回气通道23与第二工质通道21相间隔，防止第二工质通道21冷却回气通道23中的气体，影响升温。

在本实施例中，第二工质通道21将通气管22中的气体冷却至小于冷却液态工质沸点的温度。

防止后续冷却液态工质大量汽化，压强增大，影响安全。

在本实施例中，小于冷却液态工质沸点的温度为离沸点20度～30度。如冷却液工质为冷却水，沸点为100度，则小于冷却液态工质沸点的温度为70度～80度，方便后续液工质进一步冷却，防止冷却液工质升温液化。

在本实施例中，挡液板36呈向第一工质通道31内部倾斜的方向设置，并向下倾斜，挡液板36包括：

第一本体361；

第二本体362，位于第一本体361的上方，与第一本体361间隔平行设置；

滑动轴363，其由第一本体361延伸至第二本体362，并可滑动地穿过第二本体362；

限位块364，其固接滑动轴363穿过第二本体362的一端，将第二本体362限制在滑动轴363上；

第一弹簧365，位于第一本体361和第二本体362之间，环绕滑动轴363。

挡液板36呈向第一工质通道31内部倾斜的方向设置，并向下倾斜，有利于液态NMP流回第一工质通道31内部，便于收集液态NMP；第一本体361和第二本体362相间隔，第一弹簧365使二者可以发生振动，以加速液态NMP回流。

在本实施例中，第二本体362周身向第一本体361延伸出滑道366，滑道366可滑动地套接第一本体361。第一本体361固定在主换热管道34出气端，第二本体362与出气端可滑动地连接。

滑道366防止NMP液体进入第一本体361和第二本体362之间，腐蚀弹簧365。

在本实施例中，通气管22将回气通道23中的气体升温至通气管22中气体的温度。

通气管22和回气通道23中的气体进行换热，能达到相同的温度，有利于节省热能，来升温回气通道23中的气体。

在本实施例中，次换热管道35与主换热管道34进气端的风向垂直。

防止主换热管道34进气端的气体进入次换热管道35，保障冷却效果。

在本实施例中，集液槽33为上端开口的锥形体，下端连通集液管道331和阀门332。

锥形体具有斜坡，有利于收集液化后的NMP。

在本实施例中，集液槽33包括：

内锥体333，其下端连通集液管道331，上端可滑动地连通第一工质通道31底部；内锥体333上方设置楔形挡块9，楔形挡块9上面为斜面，将NMP液体导向内锥体333，楔形挡块9下面为与所述内锥体333适配的斜面，楔形挡块9固定住，能阻挡内锥体333向上滑动，防止NMP液体从内锥体333滑动的外侧流出。

外锥体334，其与内锥体333间隔设置，下端固接在集液管道331上，外锥体334与内锥体333之间设置第二弹簧335。

内锥体333收集液体时，受第二弹簧335影响可以上下振动，加速收集。

在本实施例中，气体循环管道6上安装加热器7。

加热器7可以进一步加热气体循环管道6中的气体，便于涂布机补新风预热。

涂布机的排风口和进风口皆设有风机10。

本发明改进的工艺回收原理是用冷却水经水-气换热器将含有NMP的高温空气冷却，使废气中的NMP以液态的形式从空气中分离后回收，已分离NMP以液态的形式从空气中分离后回收，已分离NMP的空气经过气-气换热器进行热能交换，再循环利用，达到节省能源，零排放的目的。

上述冷却液态工质可采用：

防冻液与水的比例为40:60，冷却液沸点为106℃，冰点为-26℃，当50:50时，冷却液沸点为108℃，冰点为-38℃；

可采用冷却介质－防冻液，氯化钙（CaCl₂）、甲醇（CH₃OH）、乙醇（C₂H₅OH，俗名酒精）、乙二醇（C₂H₄（OH）₂，俗名甜醇）、丙三醇（C₃H₅（OH）₃，俗名甘油）等作为防冻液的母液加入适量纯净水。

在乙二醇制成的防冻液中添加磷酸氢二钠，以防止腐蚀。

上述冷却液态工质可提升沸点，保障液态，防止大量汽化，并可在工质中添加界面活性剂、高分子浓稠剂、酸碱（pH）缓冲液、抗腐蚀剂、抗燃剂或染料等不同配方，以改善工质性能。

本发明优选冷却液配方为：去离子水35-55.5%、乙二醇40-50%、壬二酸二辛脂2-9%、二乙二醇单甲醚2-9%、三聚磷酸钠0.25-0.28%，多聚磷酸钾0.45-0.48%、丙烯酸盐1.15-1.18%，磷酸二氢铵0.25-0.35%，磷酸氢二钠0.27-0.3，次磷酸钾0.25-0.35%，亚磷酸钠0.35-0.45%，此种配比具有冰点低、防腐、阻垢、高沸点、阻燃等特点。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种NMP工艺管道施工方法，其特征是，具体包括如下步骤：

S1：由涂布机出风口施工第一气体排放管道（1），安装冷却气体的气-气换热器（2）与所述第一气体排放管道（1）连通;

S2:安装水-气换热器（3）连通所述气-气换热器（2）；

S3：从水-气换热器（3）出口施工第二气体排放管道（4）；

所述水-气换热器（3）包括：

第一工质通道（31），其内放置有冷却液态工质；

进气管（32），连通所述气-气换热器（2），伸入所述第一工质通道（31）内；

集液槽（33），设置在所述第一工质通道（31）底部，并在所述第一工质通道（31）内连通所述进气管（32）；

主换热管道（34），其设置在所述进气管（32）的上方，并连通所述进气管（32），呈倾斜的“2”形设置；

次换热管道（35），其连通所述主换热管道（34）进气端的一端，低于其连通所述主换热管道（34）出气端的另一端；

挡液板（36），设置在所述主换热管道（34）出气端；

所述主换热管道（34）出气端，连通所述第二气体排放管道（4）；

S4：第二气体排放管道（4）施工时连通至所述气-气换热器（2）；

S5：所述气-气换热器（2）一侧施工气体回收管道（5）连通气体循环管道（6）；

S6：所述气体循环管道（6）连通至涂布机进风口；

所述气-气换热器（2）包括：

第二工质通道（21），其内通入冷却气态工质；

通气管（22），连通所述第一气体排放管道（1）和所述水-气换热器（3），并穿过所述第二工质通道（21）；

回气通道（23），连通所述第二气体排放管道（4），并穿过所述通气管（22）靠近所述水-气换热器（3）的一段，连通至气体回收管道（5），所述回气通道（23）与所述第二工质通道（21）相间隔。

2.按照权利要求1所述的NMP工艺管道施工方法，其特征是，所述第二工质通道（21）将通气管（22）中的气体冷却至小于所述冷却液态工质沸点的温度。

3.按照权利要求2所述的NMP工艺管道施工方法，其特征是，小于所述冷却液态工质沸点的温度为离沸点20度～30度。

4.按照权利要求1所述NMP工艺管道施工方法，其特征是，所述挡液板（36）呈向所述第一工质通道（31）内部倾斜的方向设置，并向下倾斜，所述挡液板（36）包括：

第一本体（361）；

第二本体（362），位于所述第一本体（361）的上方，与所述第一本体（361）间隔平行设置；

滑动轴（363），其由所述第一本体（361）延伸至第二本体（362），并可滑动地穿过所述第二本体（362）；

限位块（364），其固接所述滑动轴（363）穿过所述第二本体（362）的一端，将所述第二本体（362）限制在所述滑动轴（363）上；

第一弹簧（365），位于所述第一本体（361）和所述第二本体（362）之间，环绕所述滑动轴（363）。

5.按照权利要求4所述NMP工艺管道施工方法，其特征是，所述第二本体（362）周身向所述第一本体（361）延伸出滑道（366），所述滑道（366）可滑动地套接所述第一本体（361）。

6.按照权利要求1所述NMP工艺管道施工方法，其特征是，所述通气管（22）将回气通道（23）中的气体升温至通气管（22）中气体的温度。

7.按照权利要求1所述NMP工艺管道施工方法，其特征是，所述次换热管道（35）与所述主换热管道（34）进气端的风向垂直。

8.按照权利要求1所述NMP工艺管道施工方法，其特征是，所述集液槽（33）为上端开口的锥形体，下端连通集液管道（331）和阀门（332）。

9.按照权利要求8所述NMP工艺管道施工方法，其特征是，所述集液槽（33）包括：

内锥体（333），其下端连通集液管道（331），上端可滑动地连通所述第一工质通道（31）底部；

外锥体（334），其与所述内锥体（333）间隔设置，下端固接在所述集液管道（331）上，所述外锥体（334）与所述内锥体（333）之间设置第二弹簧（335）。

10.权利要求1所述NMP工艺管道施工方法，其特征是，所述气体循环管道（6）上安装加热器（7）。