CN116212568A - 一种电池外部火烧试验废气的处理设备及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池外部火烧试验废气的处理设备及处理方法，涉及电池技术领域；本发明的电池外部火烧试验废气的处理设备包括碱洗槽、水洗槽、废水处理装置以及依次连接的第一级文氏管除尘器、碱洗脱水器、第二级文氏管除尘器、水洗脱水器、袋式过滤器、活性炭吸附床和风机；所述碱洗槽分别连接所述碱洗脱水器和第一级文氏管除尘器，所述水洗槽分别连接所述水洗脱水器和第二级文氏管除尘器；所述废水处理装置分别连接所述碱洗槽和水洗槽；所述第一级文氏管除尘器的进气口连接有废气输入管，所述废气输入管连接有通气管，所述通气管设置有气动风阀。本发明可以避免滤袋糊袋和黑渣的积累，提高废气的处理效率。

Description

一种电池外部火烧试验废气的处理设备及处理方法
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池外部火烧试验废气的处理设备及处理方法。
背景技术
随着新能源汽车成为我国汽车产业重点发展方向，电动汽车的安全问题日益突出，动力蓄电池性能测试至关重要。在电池外部火烧试验时，汽油燃烧以及可能的电池爆炸会产生大量废气。此部分废气特点：风量大，温度高，炭黑颗粒物含量高、粒径小，含VOCs、HF、CO、HCL等有毒气体。
现有火烧试验废气的处理试验中，HF、HCL等酸性有毒气体采用碱液吸收，随着喷淋的循环使用，湿法除尘器所带水箱会积累大量黑渣，这些严重影响湿法除尘器除尘效率；并且处理高温度的废气，袋式过滤器在废气相对湿度接近100%时，滤袋会产生糊袋现象，使得滤袋的压差迅速增加，滤袋实际除尘率降低，进而影响整体的除尘效率和提高了除尘成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池外部火烧试验废气的处理设备及处理方法，可以避免滤袋糊袋和黑渣的积累，提高废气的处理效率。
本发明提供了一种电池外部火烧试验废气的处理设备，包括碱洗槽、水洗槽、废水处理装置以及依次连接的第一级文氏管除尘器、碱洗脱水器、第二级文氏管除尘器、水洗脱水器、袋式过滤器、活性炭吸附床和风机；所述碱洗槽分别连接所述碱洗脱水器和第一级文氏管除尘器，所述水洗槽分别连接所述水洗脱水器和第二级文氏管除尘器；所述废水处理装置分别连接所述碱洗槽和水洗槽；所述第一级文氏管除尘器的进气口连接有废气输入管，所述废气输入管连接有通气管，所述通气管设置有气动风阀。
可选地，所述碱洗脱水器包括第一级丝网除沫器，所述第一级丝网除沫器位于所述碱洗脱水器的进气口和出气口之间。
可选地，所述水洗脱水器包括第二级丝网除沫器，所述第二级丝网除沫器位于所述水洗脱水器的进气口和出气口之间。
可选地，所述废水处理装置包括依次连接第一水泵、过滤浓水水箱、第二水泵、PTFE膜过滤器和第三水泵，所述第一水泵分别连接所述碱洗槽和水洗槽，所述第三水泵分别连接所述碱洗槽和所述水洗槽。
可选地，所述废水处理装置还包括反冲洗水箱、第四水泵和空气压缩机，所述反冲洗水箱与所述第三水泵连接，所述第四水泵分别连接所述反冲洗水箱、所述碱洗槽和所述水洗槽；所述空气压缩机与所述反冲洗水箱连接。
可选地，还包括露点温度在线检测仪，所述露点温度在线检测仪与所述水洗脱水器连接。
可选地，还包括袋式温度在线检测仪，所述袋式温度在线检测仪与所述袋式过滤器连接。
可选地，所述袋式过滤器设置多组，多组所述袋式过滤器沿废气的流动方向依次布置，每组所述袋式过滤器包括多个袋式过滤器。
可选地，还包括依次连接的第五水泵、换热器、凉水塔和第六水泵，所述换热器分别与所述第六水泵和所述水洗槽连接。
本发明还提供一种电池外部火烧试验废气的处理方法，包括步骤：
获取袋式过滤器的内部温度T2与水洗脱水器出口露点温度T1；
确定所述袋式过滤器的内部温度T2与所述水洗脱水器出口露点温度T1的温度差；
所述温度差小于预设值时，根据所述温度差值调整气动风阀开度，以调节水洗脱水器出口露点温度；
重复执行以上步骤，直至温度差值大于预设值，关闭所述气动风阀；
若气动风阀以最大角度打开，仍不能满足温度差值大于预设值，则将水洗槽内的水通入凉水塔进行降温。
本发明的电池外部火烧试验废气的处理设备设置的第一级文氏管除尘器、碱洗脱水器、碱洗槽、第二级文氏管除尘器、水洗脱水器、水洗槽、袋式过滤器、活性炭吸附床和风机，保证废气的处理效率，并且通过废水处理装置将碱洗槽和水洗槽的废水过滤处理，净化循环喷淋水，提高了第一级文氏管除尘器和第二级文氏管除尘器的除尘效率，同时通过气动风阀控制袋式过滤器前废气的露点温度来满足过滤袋湿度的要求，增加了袋式过滤器中过滤袋的实际容尘量和过滤效率，延长了过滤袋使用时间，避免高湿度使用出现糊袋现象，大大降低了过滤阻力，降低了设备的运行成本。
本申请公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请公开的上述技术即可得知。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明提供的电池外部火烧试验废气的处理设备的结构示意图；
图2为本发明提供的废水处理装置的结构示意图；
图3为本发明提供的处理方法的流程图。
附图标记：
1、废气输入管；2、气动风阀；2a、通气管；3、第一级文氏管除尘器；4、碱洗水泵；5、碱洗脱水器；5a、第一级丝网除沫器；6、碱洗脱水配管；7、碱洗槽；9、第二级文氏管除尘器；10、水洗水泵；11、水洗脱水器；11a、第二级丝网除沫器；12、水洗脱水配管；13、水洗槽；14、凉水塔；15、袋式过滤器；16、活性炭吸附床；17、风机；18、第六水泵；19、露点温度在线检测仪；20、袋式温度在线检测仪；21、第五水泵；22、换热器；8、废水处理装置；8a、第一水泵；8b、过滤浓水水箱；8c、第二水泵；8d、PTFE膜过滤器；8e、压缩空气；8f、第三水泵；8g、反冲洗水箱；8h、第四水泵。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明优选实施例提供一种电池外部火烧试验废气的处理设备，设置的第一级文氏管除尘器3、碱洗脱水器5、碱洗槽7、第二级文氏管除尘器9、水洗脱水器11、水洗槽13、袋式过滤器15、活性炭吸附床16和风机17，保证废气的处理效率，并且通过废水处理装置8将碱洗槽7和水洗槽13的废水过滤处理，净化循环喷淋水，提高了第一级文氏管除尘器3和第二级文氏管除尘器9的除尘效率，同时通过气动风阀2控制袋式过滤器15前废气的露点温度来满足过滤袋湿度的要求，增加了袋式过滤器15中过滤袋的实际容尘量和过滤效率，延长了过滤袋使用时间，避免高湿度使用出现糊袋现象，大大降低了过滤阻力，降低了设备的运行成本。
请参见图1和图2所示，本发明优选实施例的电池外部火烧试验废气的处理设备包括碱洗槽7、水洗槽13、废水处理装置8以及依次连接的第一级文氏管除尘器3、碱洗脱水器5、第二级文氏管除尘器9、水洗脱水器11、袋式过滤器15、活性炭吸附床16和风机17；所述碱洗槽7分别连接所述碱洗脱水器5和第一级文氏管除尘器3，所述水洗槽13分别连接所述水洗脱水器11和第二级文氏管除尘器9；所述废水处理装置8分别连接所述碱洗槽7和水洗槽13；所述第一级文氏管除尘器3的进气口连接有废气输入管1，所述废气输入管连接有通气管2a，所述通气管2a设置有气动风阀2。
其中：
第一级文氏管除尘器3和碱洗脱水器5用于将高温废气降温除尘，并去除酸性有毒气体HF、HCL。
第二级文氏管除尘器9和水洗脱水器11用于进一步将高温废气降温除尘。
废水处理装置8用于碱洗槽7和水洗槽13中喷淋水的净化，提高第一级文氏管除尘器3和第二级文氏管除尘器9除尘效率。
通气管2a用于进常温干燥气体，与废气混合后达到降低进入袋式过滤器15废气的温度的效果，减少袋式过滤器15中冷凝水析出，增加了袋式过滤器15中过滤袋的实际容尘量和过滤效率，延长了过滤袋使用时间。
袋式过滤器15用于进一步去除废气中的微小颗粒物。
活性炭吸附床16用于吸附VOCs等有机废气。
上述电池外部火烧试验废气的处理设备的处理过程：将废气从废气输入管1通入，然后依次通过第一级文氏管除尘器3、碱洗脱水器5、第二级文氏管除尘器9、水洗脱水器11、袋式过滤器15和活性炭吸附床16，最终经过风机17排出，其中可以通过调节气动风阀2的打开程度，来控制进入袋式过滤器15前废气的温度；碱洗槽7通过碱洗水泵4与第一级文氏管除尘器3连接，水洗槽13通过水洗水泵10与第二级文氏管除尘器9连接；而碱洗槽7通过碱洗脱水配管6与废水处理装置8连接，水洗槽13通过水洗脱水配管12与废水处理装置8连接，进而对碱洗槽7和水洗槽13内的废水进行处理，避免积压黑渣而影响第一级文氏管除尘器3和第二级文氏管除尘器9的处理效率。
关于除尘：含尘废气通过第一级文氏管除尘器3和第二级文氏管除尘器9内部，细小的炭黑颗粒在喉管内加速与喷嘴水雾碰撞形成大颗粒炭黑，形成的大颗粒炭黑在碱洗脱水器5和水洗脱水器11中通过重力分离至碱洗槽7和水洗槽13中，未被分离的颗粒物在袋式过滤器15中去除，进而实现除尘。
关于降温调湿：高温废气在经过第一级文氏管除尘器3和第二级文氏管除尘器9时，被喷嘴处水雾吸收热量，废气与喷淋水两次换热，废气温度下降；升温后的喷淋水回到碱洗槽7和水洗槽13，而水雾会被碱洗脱水器5和水洗脱水器11分离，降低了废气的湿度；此外通气管2a上设置气动风阀2，可以对设备通入空气，进而对废气进一步降温。
关于去除酸性气体：含酸性气体废气经过第一级文氏管除尘器3中，与喷嘴处喷淋水中的碱液反应生成盐，去酸含盐的喷淋水回到碱洗槽7。部分未被去除的酸性气体继续在第二级文氏管除尘器9中分离。
关于去除VOCs等有毒气体：经过除尘，降温调湿，去除酸性气体的废气送入活性炭吸附床16，由活性炭吸附VOCs等后气体烟囱达标排放。
本发明的一些优选实施例中，所述碱洗脱水器5包括第一级丝网除沫器5a，所述第一级丝网除沫器5a位于所述碱洗脱水器5的进气口和出气口之间。如此，第一级丝网除沫器5a可以对经过碱洗脱水器5的废气进行除沫，减少废气的含水量。
本发明的一些优选实施例中，所述水洗脱水器11包括第二级丝网除沫器11a，所述第二级丝网除沫器11a位于所述水洗脱水器11的进气口和出气口之间。如此，第二级丝网除沫器11a可以对经过碱洗脱水器5的废气进行除沫，减少废气的含水量。
参见图2所示，本发明的一些优选实施例中，所述废水处理装置8包括依次连接第一水泵8a、过滤浓水水箱8b、第二水泵8c、PTFE膜过滤器8d和第三水泵8f，所述第一水泵8a分别连接所述碱洗槽7和水洗槽13，所述第三水泵8f分别连接所述碱洗槽7和所述水洗槽13。
废水处理的过程：将碱洗槽7和水洗槽13的废水通过第一水泵8a通入过滤浓水水箱8b，再通过第二水泵8c将过滤浓水水箱8b的废水通入PTFE膜过滤器8d，最后将处理后的废水通过第三水泵8f通入碱洗槽7和水洗槽13。
本发明的一些优选实施例中，所述废水处理装置8还包括反冲洗水箱8g、第四水泵8h和空气压缩机，所述反冲洗水箱8g与所述第三水泵8f连接，所述第四水泵8h分别连接所述反冲洗水箱8g、所述碱洗槽7和所述水洗槽13；所述空气压缩机与所述反冲洗水箱8g连接。如此，经过PTFE膜过滤器8d处理后的过滤水流入反冲洗水箱8g，待废水全部过滤后，将反冲洗水箱8g的过滤水通过第四水泵8h抽回碱洗槽7或水洗槽13中回用。废水处理设备具有反冲洗功能，空气压缩机会产生高压力的压缩空气8e从PTFE膜过滤器8d上端反冲打进膜丝内，由里到外地冲洗膜丝，将膜丝上的杂质振散脱落，杂质会随着反冲水排出至过滤浓水水箱8b。
本发明的一些优选实施例中，还包括露点温度在线检测仪19，所述露点温度在线检测仪19与所述水洗脱水器11连接。如此，露点温度在线检测仪19可以检测进入袋式过滤器15前的废气温度。
本发明的一些优选实施例中，还包括袋式温度在线检测仪20，所述袋式温度在线检测仪20与所述袋式过滤器15连接。如此，袋式温度在线检测仪20可以检测袋式过滤器15的内部温度。
本发明的一些优选实施例中，所述袋式过滤器15设置多组，多组所述袋式过滤器15沿废气的流动方向依次布置，每组所述袋式过滤器15包括多个袋式过滤器15。
本发明的一些优选实施例中，还包括依次连接的第五水泵21、换热器22、凉水塔14和第六水泵18，所述换热器22分别与所述第六水泵18和所述水洗槽13连接。如此，通过第五水泵21将与换热器22换热降温的喷淋水抽回水洗槽13，换热器22的另一侧通过第六水泵18将与换热器22换热升温的水抽回凉水塔14。通过对水洗槽13中喷淋水降温，降低进入袋式过滤器15废气的露点温度。
参见图3所示，本发明还提供一种电池外部火烧试验废气的处理方法，包括步骤：
获取袋式过滤器15的内部温度T2与水洗脱水器11出口露点温度T1；
确定所述袋式过滤器15的内部温度T2与所述水洗脱水器11出口露点温度T1的温度差；
所述温度差小于预设值时，根据所述温度差值调整气动风阀2开度，以调节水洗脱水器11出口露点温度；
重复执行以上步骤，直至温度差值大于预设值，关闭所述气动风阀2；
若气动风阀2以最大角度打开，仍不能满足温度差值大于预设值，则将水洗槽13内的水通入凉水塔进行降温。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种电池外部火烧试验废气的处理设备，其特征在于，包括碱洗槽、水洗槽、废水处理装置以及依次连接的第一级文氏管除尘器、碱洗脱水器、第二级文氏管除尘器、水洗脱水器、袋式过滤器、活性炭吸附床和风机；所述碱洗槽分别连接所述碱洗脱水器和第一级文氏管除尘器，所述水洗槽分别连接所述水洗脱水器和第二级文氏管除尘器；所述废水处理装置分别连接所述碱洗槽和水洗槽；所述第一级文氏管除尘器的进气口连接有废气输入管，所述废气输入管连接有通气管，所述通气管设置有气动风阀。
2.根据权利要求1所述的电池外部火烧试验废气的处理设备，其特征在于，所述碱洗脱水器包括第一级丝网除沫器，所述第一级丝网除沫器位于所述碱洗脱水器的进气口和出气口之间。
3.根据权利要求1所述的电池外部火烧试验废气的处理设备，其特征在于，所述水洗脱水器包括第二级丝网除沫器，所述第二级丝网除沫器位于所述水洗脱水器的进气口和出气口之间。
4.根据权利要求1所述的电池外部火烧试验废气的处理设备，其特征在于，所述废水处理装置包括依次连接第一水泵、过滤浓水水箱、第二水泵、PTFE膜过滤器和第三水泵，所述第一水泵分别连接所述碱洗槽和水洗槽，所述第三水泵分别连接所述碱洗槽和所述水洗槽。
5.根据权利要求4所述的电池外部火烧试验废气的处理设备，其特征在于，所述废水处理装置还包括反冲洗水箱、第四水泵和空气压缩机，所述反冲洗水箱与所述第三水泵连接，所述第四水泵分别连接所述反冲洗水箱、所述碱洗槽和所述水洗槽；所述空气压缩机与所述反冲洗水箱连接。
6.根据权利要求1所述的电池外部火烧试验废气的处理设备，其特征在于，还包括露点温度在线检测仪，所述露点温度在线检测仪与所述水洗脱水器连接。
7.根据权利要求1所述的电池外部火烧试验废气的处理设备，其特征在于，还包括袋式温度在线检测仪，所述袋式温度在线检测仪与所述袋式过滤器连接。
8.根据权利要求1所述的电池外部火烧试验废气的处理设备，其特征在于，所述袋式过滤器设置多组，多组所述袋式过滤器沿废气的流动方向依次布置，每组所述袋式过滤器包括多个袋式过滤器。
9.根据权利要求1所述的电池外部火烧试验废气的处理设备，其特征在于，还包括依次连接的第五水泵、换热器、凉水塔和第六水泵，所述换热器分别与所述第六水泵和所述水洗槽连接。
10.一种电池外部火烧试验废气的处理方法，其特征在于，包括步骤：
获取袋式过滤器的内部温度T2与水洗脱水器出口露点温度T1；
确定所述袋式过滤器的内部温度T2与所述水洗脱水器出口露点温度T1的温度差值；
所述温度差值小于预设值时，根据所述温度差值调整气动风阀开度，以调节水洗脱水器出口露点温度；
重复执行以上步骤，直至温度差值大于预设值，关闭所述气动风阀；
若气动风阀以最大角度打开，仍不能满足温度差值大于预设值，则将水洗槽内的水通入凉水塔进行降温。
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