CN203605242U - 一种用于处理废旧锂离子电池所产生废气的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于处理废旧锂离子电池所产生废气的系统，依次包括二次燃烧室、收尘器、含碱溶液吸收模块、固态填料吸收塔和排气筒，其中所述含碱溶液吸收模块的废水输出端依次连接有废水处理池和压滤机；该系统针对废旧锂离子电池处理的特性，把二次燃烧、收尘、吸收酸性气体灰尘、固态填料、溶液无害化处理集成在该系统中，大大提高了废气处理效率，而且系统的处理工序操作简便，成本低，也保证废气和所产生的废水都能达标排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及废旧电池处理领域，特别是一种专门针对在处理废旧锂离子电池的废气处理系统。
背景技术
据统计，2009年我国锂离子电池产量已达到18.75亿只，约合37500吨。而随着产能的增加，预计2013年我国锂离子电池产量将达到28.6亿只，约合57200吨。由于锂离子电池属于消耗品，电池平均寿命2-3年，而且手机电池还往往因手机的更新而废弃，其使用寿命更短。至2012年底，2009年所生产的锂离子电池将全部失效，则仅我国的废锂离子电池就有3.75万吨。因此废旧锂离子电池的无害化处理将是重要课题。
目前，废旧锂离子电池处理方法主要有两种，一种是火法处理，另一种是湿法处理。其中湿法处理废旧锂离子电池一般需进行前处理，即热处理，目的是除去电池中的电解液、粘结剂及隔膜。不管用火法还是用湿法处理废旧锂离子电池都会产生废气，若处理不合理将会严重污染环境。因此，废旧锂离子电池处理过程中废气的处理方法的研究非常有必要。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种用于处理废旧锂离子电池所产生废气的系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于处理废旧锂离子电池所产生废气的系统，依次包括二次燃烧室、收尘器、含碱溶液吸收模块、固态填料吸收塔和排气筒，其中所述含碱溶液吸收模块的废水输出端依次连接有废水处理池和压滤机。
作为一个优选项，所述含碱溶液吸收模块包括有塔体和内置喷头，其中所述塔体通过进气管与收尘器连接，所述塔体的上端通过废气传送管与固态填料吸收塔连接，所述塔体的下端通过排污管与废水处理池连接。
作为一个优选项，所述含碱溶液吸收模块包括有塔体和喷射装置，所述喷射装置的顶端通过进气管与收尘器连接，所述塔体的底端为水浴箱，该水浴箱通过排污管与废水处理池连接，所述塔体通过废气传送管与固态填料吸收塔连接。
作为一个优选项，所述收尘器采用旋风收尘器或电收尘器。
本实用新型的有益效果是：该系统针对废旧锂离子电池处理的特性，把二次燃烧、收尘、吸收酸性气体灰尘、固态填料、溶液无害化处理集成在该系统中，大大提高了废气处理效率，而且系统的处理工序操作简便，成本低，也保证废气和所产生的废水都能达标排放。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，一种用于处理废旧锂离子电池所产生废气的系统，依次包括二次燃烧室1、收尘器2、含碱溶液吸收模块3、固态填料吸收塔4和排气筒5，其中所述含碱溶液吸收模块3的废水输出端依次连接有废水处理池6和压滤机7。二次燃烧室1内设有折流板11二次燃烧室1的发热管置于折流板11壁或燃烧室的内壁，用于对废旧锂离子电池处理过程中废气进行二次燃烧，其工作温度为800℃-900℃。收尘器2用于将二次燃烧后的废气进行收尘，其中所述收尘器2采用旋风收尘器或电收尘器。旋风分离器利用废气进入旋风分离装置后所产生的离心力将废气中的粉尘收集起来,具有结构简单、紧凑、造价低、可靠耐用、耐高温的优点。通常旋风分离器都是垂直布置的。电收尘器则是利用电场作用来实现气体除尘的设备，具有除尘效率高、能耗低、处理风量大等优势。含碱溶液吸收模块3负责利用含碱溶液来吸收酸性气体、含氟气体及灰尘，专门针对处理废旧锂离子电池所产生废气的特点。固态填料吸收塔4是内置固态填料的填料吸收塔，负责用固态填料深度吸收废气中的含氟气体。
含碱溶液吸收模块3可采用喷淋塔结构或者水浴吸收塔结构：
1）参照图1，所述含碱溶液吸收模块3采用喷淋塔结构，包括有塔体31和内置喷头32，其中所述塔体31通过进气管33与收尘器2连接，所述塔体31的上端通过废气传送管34与固态填料吸收塔4连接，所述塔体31的下端通过排污管35与废水处理池6连接；
2）参照图2，所述含碱溶液吸收模块3采用水浴吸收塔结构，包括有塔体31和喷射装置36，所述喷射装置36的顶端通过进气管33与收尘器2连接，所述塔体31的底端为水浴箱37，该水浴箱37通过排污管35与废水处理池6连接，所述塔体31通过废气传送管34与固态填料吸收塔4连接。
在实际工作时，本系统处理废气采用了如下几个步骤：
步骤1：废旧锂离子电池处理过程中废气进入二次燃烧室1进行二次燃烧，二次燃烧的温度为800℃-900℃，目的是将气体中的二恶英完全燃烧分解；
步骤2：将二次燃烧后的废气在收尘器2中进行收尘，目的是收集废气中夹带的固体颗粒，主要针对废电池的正极和负极材料；
步骤3：在含碱溶液吸收模块3中用含碱溶液吸收酸性气体、含氟气体及灰尘，所用含碱溶液中含氢氧根的浓度为0.01-1.0mol/L，主要是由水与氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钠、碳酸钙、碳酸钙、碳酸镁、双飞粉中的一种或几种配制而成，其中吸收酸性气体、含氟气体及灰尘的方式喷淋式、水浴式外还可以采用为文丘管式；
步骤4：在固态填料吸收塔4中深度吸收含氟气体，具体来说是把步骤3处理后的气体通过装有固态填料的装置，所述固态填料为颗粒状的氧化钙、氧化镁和氧化铝中的一种或几种。所述固态填料的粒度为0.5-50.0mm；
步骤5：对步骤3产生的溶液在废水处理池6进行无害化处理，具体来说是把步骤3产生的溶液用沉淀法除去氟，其中废水处理池6所用沉淀剂为双飞粉、碳酸钙、碳酸镁、氯化钙、氯化镁、硫酸镁中的一种或几种，沉淀后溶液进行固液分离，把废水处理至达标排放。
其中，若锂离子处理过程包括火法处理过程，且湿法处理前的热处理温度高于800℃，则跳过步骤1，直接进入步骤2。
本系统具体实施例1
废旧锂离子电池处理过程中废气由管道输入到二次燃烧室1，二次燃烧室1内设置燃烧室温度为850℃。废气经过二次燃烧室1进入旋风收尘式的收尘器2，然后通过进气管33进入设有填料、喷淋塔式的含碱溶液吸收模块3。喷淋塔的塔体31底端为水箱，水箱中装有氢氧化钙和氢氧化钠浓度分别为0.5mol/L的水溶液，废气排放过程中，泵抽取水箱中的水至塔体31中的内置喷头32，雾化水对废气进行喷淋吸收。经过喷淋后的废气经过废气传送管34进入内置填料粒度为40mm的氧化铝固态填料的固态填料吸收塔4，最终废气从排气筒5排出。取最终排出废气检测得颗粒物含量为9.3mg/m3,氟含量为1.6mg/m3,镍含量为0.2mg/m3。若喷淋塔的塔体31底端水箱的氢氧根小于0.01mol/L时将水箱中水通过排污管35排进废水处理池6中，此废水氟含量约为42mg/L。喷淋塔水箱中水放入废水处理池中后，喷淋塔的水箱中重新配置氢氧化钙和氢氧化钠浓度分别为0.5mol/L的水溶液。向废水处理池中加入硫酸镁，硫酸镁的加入量为1.2 g/L，加硫酸镁搅拌反应2小时后用压滤机7过滤，所得废水氟含量为4mg/L，镍含量为0.1mg/L，此废水用硫酸调pH值至6-9后外排。固态填料吸收塔4中的氧化铝含量低于80%则进行更换。
本系统具体实施例2
废旧锂离子电池处理过程中废气由管道输入到二次燃烧室1，二次燃烧室1内设置燃烧室温度为860℃。废气经过二次燃烧室1进入电收尘式的收尘器2，然后通过进气管33进入水浴吸收塔式的含碱溶液吸收模块3。塔体31的底端为水浴箱37中配置有氢氧化镁浓度为1.0mol/L的水溶液。经过水浴吸收塔后的废气进入填料粒度为45mm的氧化钙固态填料吸收塔4，最终废气从排气筒排出。取最终排出废气检测得颗粒物含量为4.2mg/m3,氟含量为1.3mg/m3,镍含量为0.1mg/m3。若水浴箱37中水的氢氧根0.1mol/L时将水箱中水放入废水处理池中，此废水氟含量为25mg/L。水浴箱37中水放入废水处理池中后，喷淋塔的水箱中重新配置氢氧化镁浓度分别为1.0mol/L的水溶液。向废水处理池6中加入双飞粉，双飞粉的加入量为1.5 g/L，加硫酸镁搅拌反应2小时后用压滤机7过滤，所得废水氟含量为3mg/L，镍含量为0.1mg/L，此废水用硫酸调pH值至6-9后外排。固态填料吸收塔4中的氧化钙含量低于80%则进行更换。
根据上述原理，本实用新型还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。
经过实践证明，本实用新型针对废旧锂离子电池处理的特性，实现对废旧锂离子电池处理过程中废气的净化效果，大大提高了废气处理效率，而且系统的处理工序操作简便，成本低，也保证废气和所产生的废水都能达标排放。
Claims (4)
1.一种用于处理废旧锂离子电池所产生废气的系统，其特征在于：依次包括二次燃烧室（1）、收尘器（2）、含碱溶液吸收模块（3）、固态填料吸收塔（4）和排气筒（5），其中所述含碱溶液吸收模块（3）的废水输出端依次连接有废水处理池（6）和压滤机（7）。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理废旧锂离子电池所产生废气的系统，其特征在于：所述含碱溶液吸收模块（3）包括有塔体（31）和内置喷头（32），其中所述塔体（31）通过进气管（33）与收尘器（2）连接，所述塔体（31）的上端通过废气传送管（34）与固态填料吸收塔（4）连接，所述塔体（31）的下端通过排污管（35）与废水处理池（6）连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于处理废旧锂离子电池所产生废气的系统，其特征在于：所述含碱溶液吸收模块（3）包括有塔体（31）和喷射装置（36），所述喷射装置（36）的顶端通过进气管（33）与收尘器（2）连接，所述塔体（31）的底端为水浴箱（37），该水浴箱（37）通过排污管（35）与废水处理池（6）连接，所述塔体（31）通过废气传送管（34）与固态填料吸收塔（4）连接。
4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的一种用于处理废旧锂离子电池所产生废气的系统，其特征在于：所述收尘器（2）采用旋风收尘器或电收尘器。
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