CN115414741A - 一种废气回收系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废气回收系统及方法，尤其适用于回收离子电池隔膜生产中产生的二氯甲烷废气。废气回收系统包括废气废气收集箱、过滤吸附装置、用于对废气进行压缩的压缩液化塔、对压缩液化后的废液精馏的精馏塔和对精馏后的废液分层的分层罐，分层罐的上部通过管道连接有曝气装置，曝气装置顶部连接有通入到压缩液化塔内的废气循环管道，曝气装置的底部连接有排水管道。本发明先将含二氯甲烷的混合气体经过颗粒炭过滤后，再将混合气体进行高压液化和精馏，精馏后因废液和水密度差异产生分层，从而将废液分离，分离后的水中含有的少量废气，曝气后再次进入压缩液化塔中液化，从而提高废气的回收效率，尽可能的减少废气的排放。

Description

一种废气回收系统及方法
技术领域
本发明涉及一种废气回收系统及方法，尤其适用于回收离子电池隔膜和PE、PVC、PET等塑料薄膜生产中产生的二氯甲烷废气，属于废气回收技术领域。
背景技术
随着环保意识的不断提升以及人类生存环境的压力增加，使用绿色清洁能源已然是目前人类发展的大趋势，所以动力能源领域的地位正逐渐提升，而作为能量转化及储能领域的重要方向，锂离子电池在目前市场占有重要地位。其中锂离子电池中的主要配件，隔膜在行业内的占比也相应水涨船高。
目前在锂离子电池制膜行业中，气体回收工艺为：利用分级吸附原理（一级吸附、二级吸附及脱附）将混合气体（如二氯甲烷、水蒸气等）进行分离，而达到分离回收的效果。这种回收工艺的优点在于气体回收效率高，各种气体分离效果好，不易混料，达到节能减排降耗的目的。这种回收工艺的缺点是整个回收系统耗材较多，吸附芯（碳纤维）等核心部件需要定期更换与维修，制造成本高、材料再利用性较差；随着使用周期延长，碳纤维的吸附能力下降难以满足生产需求；整个回收过程需要将混合气体进行稀释（空气补风），吸附后需要进行排空，以达到整个系统的动态平衡，排空时则会带出未完全吸附的二氯甲烷，浓度较高时会提高生产成本，还会导致污染大气环境等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废气回收系统，用于解决现有技术的分级吸附回收二氯甲烷工艺存在耗材多、成本高及排空时会带出部分废气的问题。同时，本发明还提供一种废气回收方法。
本发明的废气回收系统采用如下技术方案：一种废气回收系统，包括依次通过管道连接的废气收集箱、过滤吸附装置、压缩液化塔、精馏塔和分层罐，所述废气收集箱用于收集废气，所述过滤吸附装置内设有吸附剂，所述压缩液化塔用于对废气进行压缩，压缩液化塔外连接有用于对压缩液化塔内的压缩液进行冷却的循环制冷装置，所述精馏塔用于对压缩液化后的含废液精馏，分层罐用于对精馏后的废液分层，所述分层罐底部连接有回收管道，分层罐的上部通过管道连接有曝气装置，曝气装置顶部连接有通入到压缩液化塔内的废气循环管道，曝气装置的底部连接有排水管道。
所述精馏塔和分层罐之间设有冷却器。
所述曝气装置包括两个依次串联的一级曝气槽和二级曝气槽，废气循环管道连接在一级曝气槽的顶部，排水管道连接在二级曝气槽上。
所述压缩液化塔有三个，三个压缩液化塔并联设置，每个压缩液化塔上均连接有循环制冷装置。
所述过滤器和压缩液化塔之间的管道上设有鼓风机。
所述吸附剂为颗粒碳。
本发明的废气回收方法采用如下技术方案： 一种废气回收方法，包括以下步骤：（1）将废气收集到废气收集箱中，将废气收集箱中气体通入到过滤装置中，过滤装置内的吸附剂将气体中具有强吸附性质的杂质吸附过滤掉；（2）将过滤后的气体通入压缩液化塔内进行压缩液化形成压缩液，压缩液为包含空气、水和废液的混合液；（3）利用循环制冷装置对压缩塔内的压缩液进行冷却；（4）冷却后的压缩液进入精馏塔进行精馏，利用精馏塔将压缩液中的轻组分挥发排出，压缩液中的空气从精馏塔顶部排出；（5）精馏后的液体进入分层罐，分层罐中的上层液体为含微量废气的水、下层液体为废气冷凝液；分层罐下层的废气冷凝液排出并回收；（6）分层罐中上层的水进入曝气装置进行曝气，曝气出来的气体经循环管道进入压缩液化塔内再次进行压缩液化，曝气后的水由曝气装置底部排出。
精馏后的液体冷却后，再进入分层罐。
所述废气为含二氯甲烷废气；步骤（6）中的曝气是两级曝气，分层罐上层的水先进入一级曝气槽、再进入二级曝气槽，一级曝气槽中出来的气体经循环管道进入压缩液化塔内再次进行压缩液化，一级曝气槽中底部的水进入二级曝气槽再进行曝气，二级曝气槽中的水经过曝气后排放。
通过鼓风机将过滤后的气体送入压缩液化塔内。
本发明的有益效果是：本发明先将含废气的混合气体经过颗粒炭过滤后，再将混合气体进行高压液化和精馏，精馏后因废气和水密度差异产生分层，从而将废气中的主要成分分离，分离后的水中含有的少量废气曝气后再次进入压缩液化塔中液化，从而提高废气的回收效率，尽可能的减少废气的排放。本发明废气回收效率高，各种气体分离效果好且不易混料，设备耗材低，一套高压及精馏冷却设备即可完成，可省去核心部件的更换及维保费用，尤其适用于回收离子电池隔膜生产中产生的二氯甲烷废气。
优选的，对精馏后的液体再次冷却，防止液体挥发带出二氯甲烷。
优选的，通过两级曝气，使得二氯甲烷残留更少，回收更彻底。
优选的，颗粒碳对锂电池隔膜生产的废气中夹带的白油的吸附效果好，非常适用于锂电池隔膜生产中二氯甲烷中的回收。
附图说明
图1是本发明一种实施例的废气回收系统的系统图。
图中：1-废气收集箱，2-过滤吸附装置，3-压缩液化塔，4-精馏塔，5-分层罐， 6-循环制冷装置，7-曝气装置，71-一级曝气槽，72-二级曝气槽，8-回收管道，9-废气循环管道，10-排水管道，11-冷却器，12-鼓风机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
以下实施例是以回收隔膜生产中产生的二氯甲烷废气为例进行详细说明：
本发明一种实施例的二氯甲烷废气回收系统如图1所示，本实施例的废气回收系统包括依次通过管道连接的废气收集箱1、过滤吸附装置2、压缩液化塔3、精馏塔4和分层罐5，所述废气收集箱1用于收集废气，所述过滤吸附装置2内设有吸附剂，所述吸附剂为颗粒碳。
所述过滤器2和压缩液化塔3之间的管道上设有鼓风机12，所述压缩液化塔3用于对含二氯甲烷废气进行压缩，压缩液化塔3外连接有用于对压缩液化塔3内的压缩液进行冷却的循环制冷装置6，所述精馏塔4用于对压缩液化后的废液精馏，所述精馏塔4和分层罐5之间设有冷却器11，分层罐5用于对精馏后的含二氯甲烷废液分层，所述分层罐5底部连接有回收管道8，分层罐5的上部通过管道连接有曝气装置7，曝气装置7顶部连接有通入到压缩液化塔3内的废气循环管道9，曝气装置7的底部连接有排水管道10。
本实施例的曝气装置7包括两个依次串联的一级曝气槽71和二级曝气槽72，废气循环管道9连接在一级曝气槽71的顶部，排水管道10连接在二级曝气槽72上。
本实施例中压缩液化塔3有三个，三个压缩液化塔3并联设置，每个压缩液化塔3上均连接有循环制冷装置6。
本发明利用高压低温原理将含二氯甲烷的废气压缩成液体并进行分层，从而达到回收二氯甲烷的目的。高压低温原理是指利用高压将含二氯甲烷的废气（二氯甲烷、水蒸气和空气）压缩成液体，对液体进行冷却。.
具体运行过程为：首先是将含二氯甲烷的废气进入混合气体收集箱后，再经过颗粒炭过滤，去除掉混合气体内具有强吸附性质的杂质（如油）；再经过鼓风机鼓风，将过滤后的含二氯甲烷的废气带入压缩液化塔内进行压缩液化，三个压缩液化塔循环不间断式工作，压缩塔内的压缩液再经过制冷循环系统冷却；冷却后的混合液体再经过精馏塔进行精馏，即利用混合液体中各组分具有不同的挥发温度，在同一温度下各组分的蒸气压不同，使液相中的轻组分如空气挥发并安全排出，从而实现不同组分分离的目的；精馏后液体为含有水和二氯甲烷的混合液，先进入冷却器冷却后，再进入分层罐分层，由于液体密度差异会使水与二氯甲烷进行分层，水在上层，二氯甲烷在下层，进行液体初步分离；下层的二氯甲烷通过回收管道进入废液回收系统进行回收利用，上层的水依次经过一级曝气槽和二级曝气槽进行曝气，一级曝气槽出来的气体含微量二氯甲烷，含微量二氯甲烷气体通过废气循环管道再次进入压缩液化系统液化，二级曝气槽出来的气体为空气和水蒸气，直接进行外排处理，二级曝气槽中液体为水直接安全排放。
本发明一种实施例的废气回收方法，包括以下步骤：
（1）将含二氯甲烷废气收集到废气收集箱中，将废气收集箱中气体通入到过滤装置中，过滤装置内的吸附剂将气体中具有强吸附性质的杂质吸附过滤掉；本实施例中采用的吸附剂为颗粒碳，可以将隔膜生产含二氯甲烷废气中的白油吸附。
（2）通过鼓风机将过滤后的气体送入压缩液化塔内，过滤后的气体在压缩液化塔内进行压缩液化形成压缩液，压缩液为包含空气、水和二氯甲烷的混合液。
（3）利用循环制冷装置对压缩塔内的压缩液进行冷却。
（4）冷却后的压缩液进入精馏塔进行精馏，利用精馏塔将压缩液中的轻组分挥发排出，压缩液中的轻组分如空气从精馏塔顶部排出。
（5）精馏后的液体经冷却器冷却后，再进入分层罐，分层罐中的上层液体为含微量二氯甲烷的水、下层液体为二氯甲烷冷凝液或压缩液；分层罐下层的二氯甲烷排出并回收。
（6）分层罐中上层的水进入曝气装置进行曝气，曝气出来的气体经循环管道进入压缩液化塔内再次进行压缩液化，曝气后的水由曝气装置底部排出。本实施例采用两级曝气，具体过程为：分层罐上层的水先进入一级曝气槽、再进入二级曝气槽，一级曝气槽中出来的气体经循环管道进入压缩液化塔内再次进行压缩液化，一级曝气槽中底部的水进入二级曝气槽再进行曝气，二级曝气槽中的水经过曝气后排放。
本发明是含二氯甲烷混合气体经过颗粒炭过滤后将再混合气体进行高压液化、冷却精馏，精馏后因二氯甲烷和水密度差异产生分层，从而将二氯甲烷分离，分离后的水中含有的少量二氯甲烷曝气后再次进入压缩液化塔中液化，从而提高二氯甲烷的回收效率，尽可能的减少二氯甲烷的排放。此种回收方式优点在于气体回收效率高，各种气体分离效果好且不易混料，设备耗材低，一套高压及精馏冷却设备即可完成，可省去核心部件的更换及维保费用。
虽然上面已经对本发明的实施方式进行了详细描述，但本发明不限于上述的实施方式。所附的权利要求所限定的本发明的范围包含所有等同的替代和变化。

Claims (10)

1.一种废气回收系统，其特征在于：其包括依次通过管道连接的废气收集箱、过滤吸附装置、压缩液化塔、精馏塔和分层罐，所述废气收集箱用于收集废气，所述过滤吸附装置内设有吸附剂，所述压缩液化塔用于对废气进行压缩，压缩液化塔外连接有用于对压缩液化塔内的压缩液进行冷却的循环制冷装置，所述精馏塔用于对压缩液化后的含废液精馏，分层罐用于对精馏后的废液分层，所述分层罐底部连接有回收管道，分层罐的上部通过管道连接有曝气装置，曝气装置顶部连接有通入到压缩液化塔内的废气循环管道，曝气装置的底部连接有排水管道。
2.根据权利要求1所述的废气回收系统，其特征在于：所述精馏塔和分层罐之间设有冷却器。
3.根据权利要求1所述的废气回收系统，其特征在于：所述曝气装置包括两个依次串联的一级曝气槽和二级曝气槽，废气循环管道连接在一级曝气槽的顶部，排水管道连接在二级曝气槽上。
4.根据权利要求1所述的废气回收系统，其特征在于：所述压缩液化塔有三个，三个压缩液化塔并联设置，每个压缩液化塔上均连接有循环制冷装置。
5.根据权利要求1所述的废气回收系统，其特征在于：所述过滤器和压缩液化塔之间的管道上设有鼓风机。
6.根据权利要求1所述的废气回收系统，其特征在于：所述吸附剂为颗粒碳。
7.一种废气回收方法，其特征在于，其包括以下步骤：（1）将废气收集到废气收集箱中，将废气收集箱中气体通入到过滤装置中，过滤装置内的吸附剂将气体中具有强吸附性质的杂质吸附过滤掉；（2）将过滤后的气体通入压缩液化塔内进行压缩液化形成压缩液，压缩液为包含空气、水和废液的混合液；（3）利用循环制冷装置对压缩塔内的压缩液进行冷却；（4）冷却后的压缩液进入精馏塔进行精馏，利用精馏塔将压缩液中的轻组分挥发排出，压缩液中的空气从精馏塔顶部排出；（5）精馏后的液体进入分层罐，分层罐中的上层液体为含微量废气的水、下层液体为废气冷凝液；分层罐下层的废气冷凝液排出并回收；（6）分层罐中上层的水进入曝气装置进行曝气，曝气出来的气体经循环管道进入压缩液化塔内再次进行压缩液化，曝气后的水由曝气装置底部排出。
8.根据权利要求7所述的废气回收方法，其特征在于：精馏后的液体冷却后，再进入分层罐。
9.根据权利要求7所述的废气回收方法，其特征在于：所述废气为含二氯甲烷废气；步骤（6）中的曝气是两级曝气，分层罐上层的水先进入一级曝气槽、再进入二级曝气槽，一级曝气槽中出来的气体经循环管道进入压缩液化塔内再次进行压缩液化，一级曝气槽中底部的水进入二级曝气槽再进行曝气，二级曝气槽中的水经过曝气后排放。
10.根据权利要求7所述的废气回收方法，其特征在于：通过鼓风机将过滤后的气体送入压缩液化塔内。
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