CN209952539U - 一种锂电池隔膜涂覆时排放丙酮的回收再利用装置 - Google Patents

Abstract

一种锂电池隔膜涂覆时排放丙酮的回收再利用装置，涉及丙酮的回收再利用技术领域，主要包括第一吸收塔、第二吸收塔、解吸塔和丙酮存储罐，本实用新型实现了各段原料的循环使用，通过吸附和解吸的作用分别取得了丙酮和吸收剂，吸收剂又可进入循环吸附，可大大降低吸收剂的使用量，同时，在丙酮储罐收集的丙酮可再利用。

Description

一种锂电池隔膜涂覆时排放丙酮的回收再利用装置

技术领域

本实用新型涉及丙酮的回收再利用技术领域，具体涉及对回收锂电池隔膜涂覆时排放出的丙酮废气的回收处理技术。

背景技术

在锂电池结构中，隔膜是关键的内层组件之一，在制造电池材料中占有非常重要的地位。锂离子电池隔膜是一种多孔的薄膜，隔离正负极，防止两级接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。目前隔膜约占整个锂离子电池成本的1/3，常规的隔膜采用PE、PP为隔膜基体，为提高隔膜的热稳定性，目前常用技术为在隔膜表面涂一层耐热涂层来降低隔膜的热收缩性，提高隔膜的耐刺穿、并使隔膜具有超温缩减通道尺寸，降低锂离子通过速度，从而减缓锂离子电池发生的热失控等问题，一般采用的涂覆层是由氧化铝、氧化锆等构成。选用的粘结剂水性工艺中多为聚丙烯酸酯，油性工艺中多为聚偏氟乙烯（PVDF），当选用PVDF为粘结剂时，其所选溶剂种类很多，常见报道的为N-甲基吡咯烷酮、丙酮、环乙烷等，其中丙酮由于其价低易得，是应用该较多的一种溶剂。而在隔膜涂覆膜生产工艺中，烘烤过程中，丙酮会挥发至气体中，产生大量含丙酮的废气，含量为0.06%～0.5%，不能直接排放，必须进行处理。

电池行业的丙酮废气常用方法有焚烧法，以RTO焚烧炉为典型代表。焚烧法的通用步骤如下：首先进行气体冷却，通过活性炭进行吸附富集可燃气体，富集后的可燃气体升温解吸并进入焚烧炉进行焚烧。此过程中涉及排放废气的降温和升温脱附，能耗高，设备复杂，而且丙酮不能进行回收利用，造成生产成本的增加。

专利文献CN101363147A公开了一种回收微量丙酮的装置及方法，采用水作为吸附剂，含微量丙酮的气体从吸收塔底部进入，贫气从其顶部出来，喷淋水从其上部进入，稀丙酮水从其底部流出，丙酮水进入丙酮蒸馏塔，稀丙酮水经预热后从其中部偏下位置进入，蒸汽从底部进入，丙酮气体从顶部出来后进入塔顶冷凝器。该方法采用水作为吸附剂，用来处理烟用醋酸纤维丝束产生过程中的丙酮空气混合气，此丙酮浓度有1.72%或17150ppm，采用水作为吸附剂，采用一次吸收液吸收，生产成本降低。而且对于更低浓度的含丙酮废气，不能采用此方法，处理之后废气浓度达不到使用要求。

实用新型内容

为了克服以上现有技术存在的问题，本实用新型提出一种针对锂电池隔膜涂覆时排放丙酮的回收再利用装置。

本实用新型包括第一吸收塔、第二吸收塔、解吸塔和丙酮存储罐；在第一吸收塔的塔底设置废气接入口，塔顶设置第一喷淋装置和废气排出口，在第一吸收塔的塔底和第一喷淋装置之间串接第一输液泵和第一换热器，并在第一输液泵和第一换热器之间的管道上旁接第一阀门的一端；设置在第一吸收塔的塔顶的废气排出口通过管道接入第二吸收塔的塔底，第二吸收塔的塔顶设置第二喷淋装置和废气排出口，在第二吸收塔的塔底和塔中部之间串接第二输液泵和第二换热器，在第二换热器至第二吸收塔之间的管道上旁接第二阀门的一端，所述第二阀门的另一端通过管道连接第一喷淋装置；上述第一阀门的另一端通过管道接入解吸塔的中部，在解吸塔的塔顶设置丙酮蒸汽排出口，所述丙酮蒸汽排出口通过第三换热器接入丙酮存储罐；在解吸塔的塔底和塔中部之间设置第四换热器，在解吸塔的塔底和第二喷淋装置之间通过管道连接第三输液泵。

本实用新型工作原理：锂离子电池隔膜涂覆时产生的高温废气通过废气接入口进入第一吸收塔内，由吸收剂进行吸附作用，经过第一输液泵和第一换热器的循环后，废气中大量丙酮被吸收剂吸收，在第一吸收塔的塔底得到具有一定浓度的富集液，富集液通过第一阀门和第一输液泵的配合作用后泵入解吸塔中进行精馏解吸，解吸后由解吸塔顶的丙酮蒸汽排出口，再经过第三换热器的降温后收集于丙酮存储罐内。而解吸后的吸收剂则通过第三输液泵进入第二吸收塔内对由第一吸收塔的废气排出口排出的含有丙酮的废气再进行吸附。由于在第二吸收塔的塔底形成液体中含有的丙酮较少，所以本实用新型通过第二输液泵和第二阀门的配合作用下进入第一吸收塔，作为第一吸收塔内的吸收剂源。

本实用新型实现了各段原料的循环使用，通过吸附和解吸的作用分别取得了丙酮和吸收剂，吸收剂又可进入循环吸附，可大大降低吸收剂的使用量，同时，在丙酮储罐收集的丙酮可再利用，如涂覆工艺。另外，由第二吸收塔的废气排出口排出的吸附掉丙酮的气体可返回到锂离子电池隔膜涂覆生产工段。

经过两次吸收塔处理的后排出的废气中的丙酮含量达到10ppm以下，此部分尾气可返回锂电池隔膜涂覆工艺循环使用。通过解吸后的丙酮纯度达到99%，可再次作为喷涂中的溶剂进行使用。通过本实用新型工艺进行处理后的丙酮尾气，可再次循环用在涂覆工艺上，无污染废气产生，安全环保。

采用本实用新型对锂电池隔膜涂覆时排放的丙酮废气进行处理后具有如下益处：

1、对回收的丙酮不引入新的杂质，易于回收再利用。

2、吸收剂热稳定性好，能长期稳定操作，耐氧化、不降解。

3、降低生产成本、保护环境。

进一步地，由于在处理过程中会出现吸收剂的损耗，为了保障充分吸附，本实用新型还在解吸塔的塔底和第二喷淋装置之间的管道上旁接吸收剂补充管道，通过吸收剂补充管道进行适量增补吸收剂。

另外，本实用新型还在吸收剂补充管道上设置吸收剂冷却器，用于对吸收剂进行降温，利于进入到吸收塔中进行吸收。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型主要设有：第一吸收塔1、第一输液泵2、第一换热器3、第二吸收塔4、第二输液泵5、第二换热器6、解吸塔7、第三输液泵8、第四换热器9、解吸塔回流泵10、第三换热器11、第一喷淋装置12、第一阀门13、第二喷淋装置14、第二阀门15、丙酮存储罐16、吸收剂补充管道17、吸收剂冷却器18。

在第一吸收塔1的塔底设置废气接入口，第一吸收塔1的塔顶分别设置有第一喷淋装置12和废气排出口。

在第一吸收塔1的塔底和第一喷淋装置12之间的管道上串接第一输液泵2和第一换热器3，并在第一输液泵2和第一换热器3之间的管道上通过三通旁接第一阀门13的一端。

将设置在第一吸收塔1的塔顶的废气排出口通过管道接入第二吸收塔4的塔底。

第二吸收塔4的塔顶设置第二喷淋装置14和废气排出口。在第二吸收塔4的塔底和塔中部之间通过管道串接第二输液泵5和第二换热器6，在第二换热器6至第二吸收塔4之间的管道上通过三通旁接第二阀门15的一端，第二阀门15的另一端通过管道连接第一喷淋装置12。

上述第一阀门13的另一端通过管道接入解吸塔7的中部。在解吸塔7的塔顶设置丙酮蒸汽排出口，该丙酮蒸汽排出口通过第三换热器11和解吸塔回流泵10接入丙酮存储罐16。另外，解吸塔回流泵10还可以接入解吸塔7的塔顶进行循环解吸。

在解吸塔7的塔底和塔中部之间设置第四换热器9，在解吸塔7的塔底和第二喷淋装置14之间通过管道串接有第三输液泵8。并在解吸塔7的塔底和第二喷淋装置14之间的管道上旁接吸收剂补充管道17，吸收剂补充管道17上设置有吸收剂冷却器18，用于对吸收剂进行降温，利于进入到吸收塔中进行吸收。

第四换热器9用于提升吸收液的温度，实现丙酮脱附。

Claims (3)

1.一种锂电池隔膜涂覆时排放丙酮的回收再利用装置，其特征在于包括第一吸收塔、第二吸收塔、解吸塔和丙酮存储罐；

在第一吸收塔的塔底设置废气接入口，塔顶设置第一喷淋装置和废气排出口，在第一吸收塔的塔底和第一喷淋装置之间串接第一输液泵和第一换热器，并在第一输液泵和第一换热器之间的管道上旁接第一阀门的一端；

设置在第一吸收塔的塔顶的废气排出口通过管道接入第二吸收塔的塔底，第二吸收塔的塔顶设置第二喷淋装置和废气排出口，在第二吸收塔的塔底和塔中部之间串接第二输液泵和第二换热器，在第二换热器至第二吸收塔之间的管道上旁接第二阀门的一端，所述第二阀门的另一端通过管道连接第一喷淋装置；

上述第一阀门的另一端通过管道接入解吸塔的中部，在解吸塔的塔顶设置丙酮蒸汽排出口，所述丙酮蒸汽排出口通过第三换热器接入丙酮存储罐；在解吸塔的塔底和塔中部之间设置第四换热器，在解吸塔的塔底和第二喷淋装置之间通过管道连接第三输液泵。

2.根据权利要求1所述的回收再利用装置，其特征在于在解吸塔的塔底和第二喷淋装置之间的管道上旁接吸收剂补充管道。

3.根据权利要求2所述的回收再利用装置，其特征在于在所述吸收剂补充管道上设置吸收剂冷却器。

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