CN212757928U - 一种高塔式nmp废气回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高塔式NMP废气回收装置，包括通过管道连接的热回收系统和NMP回收塔；热回收系统，至少用于将涂布设备的高温NMP废气降温并送至NMP回收塔进行回收；NMP回收塔包括壳体、设于壳体底部的气体进口和设于壳体上方的吸收剂进口、尾气出口，壳体内还从下到上依次串联设有用于回收处理NMP废气的第一吸收单元、第二吸收单元和第三吸收单元。本实用新型通过热回收系统和NMP回收塔的结合使用，既能使高温NMP降温，即利于其被吸收，又能降低涂布设备的能耗，从而实现了NMP废气的高效回收，且回收塔结构简单，适用于大量废气的处理，排放的尾气符合环保要求，解决了现有NMP回收装置的效率低、不环保等问题。

Description

一种高塔式NMP废气回收装置

技术领域

本实用新型属于废气回收装置技术领域，具体涉及一种高塔式NMP废气回收装置。

背景技术

NMP(N-甲基吡咯烷酮)是一种性能优良的强极性非质子溶剂，具有化学性质稳定、耐高温、溶解能力强、挥发度低、安全性高、毒性小等一系列优点，被广泛用于锂离子电池生产中，作为粘结剂PVDF的溶剂使用。

在锂离子电池生产涂敷工序中，NMP以废气的形式从涂布设备中排出，如果该废气不经回收处理直接排入环境，一方面会造成环境污染，另一方面会造成极大的资源浪费。因而十分有必要对该废气进行回收处理。

现有的NMP废气回收处理装置主要有转轮吸附及冷冻回收两种形式。转轮吸附式回收装置运行能耗高，设备维修保养费用昂贵，装置运行经济性不高；冷冻回收装置回收效率低，排放浓度高，难以适应环保要求。而且，随着涂覆设备的大型化，单台涂覆设备排风量100000m³/h以上已经很常见，而现有的箱体式、模块式回收装置已经很难满足大风量的处理要求，因而有必要对回收装置的结构形式加以改进。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种高塔式NMP废气回收装置，通过热回收系统和NMP回收塔的结合使用，通过降低高温NMP废气的温度来强化废气中NMP的吸收，且NMP回收塔的塔式结构适用于大量废气的处理，解决了现有NMP回收装置的效率低、不环保等问题。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种高塔式NMP废气回收装置，用于对来自涂布设备的高温NMP废气进行回收处理，包括通过管道连接的热回收系统和NMP回收塔；

所述热回收系统，至少用于将涂布设备的高温NMP废气降温并输送至所述NMP回收塔进行回收；

所述NMP回收塔包括壳体、设置于壳体底部的气体进口和设置于壳体上方的吸收剂进口、尾气出口，所述壳体内还从下到上依次串联设置有用于回收处理NMP废气的第一吸收单元、第二吸收单元和第三吸收单元。

优选地，所述吸收剂为水；具体实施中，吸收剂更优选为软化水，甚至是去离子水。

优选地，所述第一吸收单元包括从下到上依次设置的储液槽、第一高效填料和第一液体分布器，所述储液槽通过第一吸收液循环泵与所述第一液体分布器连接，所述气体进口设置于储液槽的一侧上方。

优选地，所述第二吸收单元包括从下到上依次设置的第一积液池、第二高效填料和第二液体分布器，所述第一积液池通过第二吸收液循环泵与所述第二液体分布器连接。

优选地，所述第三吸收单元包括从下到上依次设置的第二积液池、第三高效填料、第三液体分布器和除雾器，所述第二积液池通过第三吸收液循环泵与所述第三液体分布器连接，所述吸收剂进口与第三液体分布器连接，所述尾气出口设置于所述除雾器上方。

优选地，所述第一高效填料、第二高效填料和第三高效填料均为金属丝网波纹填料。

优选地，还包括浓度检测系统，所述浓度检测系统包括设置于热回收系统进口处的第一浓度检测仪，设置于尾气出口处的第二浓度检测仪以及设置于NMP回收塔液体出口处的第三浓度检测仪。

优选地，所述第一吸收单元、第二吸收单元和第三吸收单元内均设置有用于监测液位高度的液位计。

优选地，还包括自动控制系统，所述自动控制系统与液位计和浓度检测系统均电性连接。

优选地，所述热回收系统包括通过管道连接的引风机和热回收器，所述引风机分别与涂布设备的气体输出口以及热回收器连接，用于将涂布设备输出的高温气体输送至热回收器内，所述热回收器的气体出口与所述气体进口连接。

优选地，所述热回收器为气气换热器。

优选地，还包括储存罐，所述储存罐与所述NMP回收塔的液体出口连接，用于储存回收的NMP溶液。

与现有技术相比，本实用新型通过热回收系统和NMP回收塔的结合使用，一方面，高温NMP废气经热回收，温度大幅度降低，有利于在NMP 回收塔中被吸收，另一方面，经过热回收器进入涂布设备的气体温度升高，大大降低了涂布设备的能耗，从而实现了NMP废气的高效回收，且NMP 回收塔结构简单，适用于大量废气的处理，排放的尾气符合环保要求，解决了现有NMP回收装置的效率低、不环保等问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种高塔式NMP废气回收装置的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的一种高塔式NMP废气回收装置的结构示意图。

图中：1、热回收系统；11、引风机；12、热回收器；2、NMP回收塔； 21、壳体；22、气体进口；23、吸收剂进口；24、尾气出口；25、第一吸收单元；251、储液槽；252、第一高效填料；253、第一液体分布器；254、第一吸收液循环泵；26、第二吸收单元；261、第一积液池；262、第二高效填料；263、第二液体分布器；264、第二吸收液循环泵；27、第三吸收单元； 271、第二积液池；272、第三高效填料；273、第三液体分布器；274、除雾器；275、第三吸收液循环泵；3、浓度检测系统；31、第一浓度检测仪；32、第二浓度检测仪；33、第三浓度检测仪；4、储存罐。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例提供了一种高塔式NMP废气回收装置，用于对来自涂布设备的高温NMP废气进行回收处理，如图1所示，包括通过管道连接的热回收系统1和NMP回收塔2；

所述热回收系统1，至少用于将涂布设备的高温NMP废气降温并输送至所述NMP回收塔2进行回收；

所述NMP回收塔2包括壳体21、设置于壳体21底部的气体进口22和设置于壳体21上方的吸收剂进口23、尾气出口24，所述壳体21内还从下到上依次串联设置有用于回收处理NMP废气的第一吸收单元25、第二吸收单元26和第三吸收单元27。

这样，热回收系统1将涂布设备排放的高温NMP气体进行降温处理， NMP废气的温度大幅度降低，有利于废气中NMP的吸收，同时经过热回收系统1热交换后进入涂布设备的空气温度大幅度上升，大大降低了涂布设备的能耗。

同时，NMP回收塔2采用塔式设备，且在壳体21的底部设置气体进口 22，上部设置吸收剂进口23和尾气出口24，可以使降温后的NMP废气从 NMP回收塔2的下部进入，与从NMP回收塔2上方吸收剂进口23进入的吸收剂逆向接触，从而提高NMP废气的吸收效率；

而且NMP回收塔采用塔式结构，作为气、液接触及传质、传热的场所，具有通量大、阻力低、气液传质效率高等特点，特别适用于大分量的废气的处理；

当NMP废气经过第一吸收单元25、第二吸收单元26和第三吸收单元 27三个吸收单元的逐级吸收后，废气的浓度逐渐降低，在经过尾气出口24 排放时，尾气中NMP浓度可达到10mg/m³以下，远低于当前环保要求。

具体实施中，吸收剂为水，优选为软化水，更优选为去离子水；即降温后的NMP废气从气体进口22进入到NMP回收塔2内，与从NMP回收塔2 上方流下的吸收剂-水逆向接触，且第一吸收单元25、第二吸收单元26和第三吸收单元27的设置，使NMP废气与水充分接触，并被三个吸收单元逐级吸收，从而NMP废气中的NMP因易溶于水而从气相转入到液相中，从而实现废气中NMP与空气的分离。

如图2所示，所述第一吸收单元25包括从下到上依次设置的储液槽251、第一高效填料252和第一液体分布器253，所述储液槽251通过第一吸收液循环泵254与所述第一液体分布器253连接，所述气体进口22设置于储液槽251的一侧上方。

所述第二吸收单元26包括从下到上依次设置的第一积液池261、第二高效填料262和第二液体分布器263，所述第一积液池261通过第二吸收液循环泵264与所述第二液体分布器263连接。

所述第三吸收单元27包括从下到上依次设置的第二积液池271、第三高效填料272、第三液体分布器273和除雾器274，所述第二积液池271通过第三吸收液循环泵275与所述第三液体分布器273连接，所述吸收剂进口23 与第三液体分布器273连接，所述尾气出口24设置于所述除雾器274上方。

除雾器274用于除去通过尾气出口24排放的尾气中的雾沫，即通过除雾器274防止出塔气体雾沫夹带。

具体实施中，除雾器274可以为丝网除雾器。

具体实施中，所述第一吸收单元25、第二吸收单元26和第三吸收单元 27内均设置有用于监测液位高度的液位计。

具体为，第一吸收单元25的储液槽251、第二吸收单元26的第一积液池261和第三吸收单元27的第二积液池271上均设置有液位计，用于监测液体的高度，且上述液位计与自动控制系统电性连接，以便进行相应的操作。

这样，在NMP回收塔2内，NMP废气在压力作用下从塔底部向塔顶部流动，首先流经第一吸收单元25，与来自第二吸收单元26的第一积液池261 中浓度为25％的吸收剂逆流接触，接触过程中，NMP溶解于吸收剂，因而第一积液池261中吸收液浓度由25％升高至80％，NMP废气浓度则降低至入塔浓度的20％。随着NMP吸收量的增加，塔底储液槽251的液位随之升高，当液位升高到一定值时，液位计会把液位信号传递到控制系统，控制系统自动开启电动阀将NMP回收液输送至储存罐4内储存。

经第一吸收单元25吸收后的废气继续向塔顶流动，流经第二吸收单元 26，与来自第三吸收单元27的第二积液池271中浓度为5％的吸收剂逆流接触，废气中的NMP溶解于吸收剂，第二积液池271中吸收液浓度由5％上升至25％，废气中NMP浓度降低至离开第一吸收单元25时的10％。

经第二吸收单元26吸收后的废气继续向塔顶流动，流经第三吸收单元 27，与来自塔顶的浓度为零(纯水)的吸收剂逆流充分接触，废气中剩余的极微量的NMP的平衡分压始终高于与之平衡的液相浓度(此时液相浓度为零)，虽废气中NMP含量已经极低，但仍具备从气相传质到液相的推动力，因此，废气中NMP继续溶于吸收剂中，使吸收液浓度由零升高至5％，废气中NMP浓度则继续下降至离开第二吸收单元时的5％。

NMP废气经吸收塔三级吸收单元27吸收后，浓度降低至初始浓度的 0.001％，NMP回收率达到99.9％以上。

为了保证NMP废气与吸收剂的充分接触，所述第一高效填料252、第二高效填料262和第三高效填料272均为金属丝网波纹填料。

具体实施中，第一高效填料252、第二高效填料262和第三高效填料272 主要用于增加气液接触面积，上述三个效填料可以为同一型号的填料，也可以为三个不同型号的填料，或者两个相同的一个不同的填料，即具体的填料型号对第一高效填料252、第二高效填料262和第三高效填料272影响不大；金属丝网波纹填料的优选型号为CY700。

为了实现装置的自动控制及对浓度的检测，该NMP废气回收装置还包括浓度检测系统3，所述浓度检测系统3包括设置于热回收系统1进口处的第一浓度检测仪31，设置于尾气出口24处的第二浓度检测仪32以及设置于 NMP回收塔2液体出口处的第三浓度检测仪33。

同时，该NMP废气回收装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统与液位计和浓度检测系统3均电性连接。

自动控制系统可以为PLC控制系统，该控制系统上可以根据需要设置报警机构，例如自动声光报警结构。

具体为，第一吸收单元25的储液槽251、第二吸收单元26的第一积液池261和第三吸收单元27的第二积液池271上均设置有液位计，用于监测液体的高度，已进行相应的操作。

本装置中还根据需要采用了在线式仪器仪表，这样可以适时监测装置运行参数，且在于PLC、DCS等控制系统连接后，可以实现装置的额全自动控制运行，无需人员操作干预，大大降低了人员劳动强度。

这样，第一浓度检测仪31可以检测进入装置的废气浓度，且通过自动控制系统自动调节NMP回收塔2顶部的吸收剂的流量；第二浓度检测仪32 设置于尾气出口24处，即安装在尾气出口24的出口管道上，用于适时监测尾气排放浓度，并通过自动控制系统自动声光报警；第三浓度检测仪33设置于NMP回收塔2液体出口处，在检测到储液槽251中NMP溶液的浓度达到一定值时，即将该液体从NMP回收塔2的液体出口处排出。

优选地，所述热回收系统1包括通过管道连接的引风机11和热回收器12，所述引风机11分别与涂布设备的气体输出口以及热回收器12连接，用于将涂布设备输出的高温NMP废气输送至热回收器12内，所述热回收器 12的气体出口与所述气体进口22连接。

具体实施中，热回收器12可以为气气换热器，即以高温NMP废气和空气分别作为热介质和冷介质，实现高温NMP废气的余热利用。

热回收器12可以为板式气气换热器，具体为304不锈钢材质的板式气气换热器。

优选地，还包括储存罐4，所述储存罐4与所述NMP回收塔2的液体出口连接，用于储存回收的NMP溶液。

具体实施中，上述各个装置或者设备之间的管道上，均根据需要设置有电动阀门或者其他调节阀门。

工作原理：涂布设备排放的温度为90～120℃的NMP废气经引风机11 引入热回收器12中，与进入涂布设备的冷空气进行热交换后，温度降低至 45～55℃；降温后的NMP废气从NMP回收塔2底部的气体进口22进入 NMP回收塔2。

在NMP回收塔2内，NMP废气在压力作用下从塔底部向塔顶部流动，首先流经第一吸收单元25，与来自第二吸收单元26的第一积液池261中浓度为25％的吸收剂逆流接触，接触过程中，NMP溶解于吸收剂，因而第一积液池261中吸收液浓度由25％升高至80％，NMP废气浓度则降低至入塔浓度的20％。随着NMP吸收量的增加，塔底储液槽251的液位随之升高，当液位升高到一定值时，液位计会把液位信号传递到控制系统，控制系统自动开启电动阀将NMP回收液输送至储存罐4内储存。

经第一吸收单元25吸收后的废气继续向塔顶流动，流经第二吸收单元 26，与来自第三吸收单元27的第二积液池271中浓度为5％的吸收剂逆流接触，废气中的NMP溶解于吸收剂，第二积液池271中吸收液浓度由5％上升至25％，废气中NMP浓度降低至离开第一吸收单元25时的10％。

经第二吸收单元26吸收后的废气继续向塔顶流动，流经第三吸收单元 27，与来自塔顶的浓度为零(纯水)的吸收剂逆流充分接触，废气中剩余的极微量的NMP的平衡分压始终高于与之平衡的液相浓度(此时液相浓度为零)，虽废气中NMP含量已经极低，但仍具备从气相传质到液相的推动力，因此，废气中NMP继续溶于吸收剂中，使吸收液浓度由零升高至5％，废气中NMP浓度则继续下降至离开第二吸收单元时的5％。

NMP废气经吸收塔三级吸收单元27吸收后，浓度降低至初始浓度的 0.001％，NMP回收率达到99.9％以上。因NMP废气在吸收塔内与吸收液逆流充分接触，废气中会夹带少量细微液体雾滴，而雾滴中含有NMP成分，因此，废气在通过尾气出口24出塔前必须将夹带于其中雾滴分离去除，即通过第三吸收单元27的除雾器274除去尾气中的雾滴。

本实用新型通过热回收系统和NMP回收塔的结合使用，一方面，高温 NMP废气经热回收，温度大幅度降低，有利于在NMP回收塔中被吸收，另一方面，经过热回收器进入涂布设备的气体温度升高，大大降低了涂布设备的能耗，从而实现了NMP废气的高效回收，且NMP回收塔结构简单，适用于大量废气的处理，排放的尾气符合环保要求，解决了现有NMP回收装置的效率低、不环保等问题；

同时，为了保证在吸收过程中气液两相能够充分接触，即保证NMP回收塔内有适当的液气负荷比，本装置NMP回收塔的每一级吸收单元都配置有吸收液循环泵，以增加高效填料的喷淋密度，保证填料充分润湿，保障了 NMP废气回收处理的效果。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高塔式NMP废气回收装置，用于对来自涂布设备的高温NMP废气进行回收处理，其特征在于，包括通过管道连接的热回收系统(1)和NMP回收塔(2)；

所述热回收系统(1)，至少用于将涂布设备的高温NMP废气降温并输送至所述NMP回收塔(2)进行回收；

所述NMP回收塔(2)包括壳体(21)、设置于壳体(21)底部的气体进口(22)和设置于壳体(21)上方的吸收剂进口(23)、尾气出口(24)，所述壳体(21)内还从下到上依次串联设置有用于回收处理NMP废气的第一吸收单元(25)、第二吸收单元(26)和第三吸收单元(27)。

2.根据权利要求1所述的一种高塔式NMP废气回收装置，其特征在于，所述第一吸收单元(25)包括从下到上依次设置的储液槽(251)、第一高效填料(252)和第一液体分布器(253)，所述储液槽(251)通过第一吸收液循环泵(254)与所述第一液体分布器(253)连接，所述气体进口(22)设置于储液槽(251)的一侧上方。

3.根据权利要求2所述的一种高塔式NMP废气回收装置，其特征在于，所述第二吸收单元(26)包括从下到上依次设置的第一积液池(261)、第二高效填料(262)和第二液体分布器(263)，所述第一积液池(261)通过第二吸收液循环泵(264)与所述第二液体分布器(263)连接。

4.根据权利要求3所述的一种高塔式NMP废气回收装置，其特征在于，所述第三吸收单元(27)包括从下到上依次设置的第二积液池(271)、第三高效填料(272)、第三液体分布器(273)和除雾器(274)，所述第二积液池(271)通过第三吸收液循环泵(275)与所述第三液体分布器(273)连接，所述吸收剂进口(23)与第三液体分布器(273)连接，所述尾气出口(24)设置于所述除雾器(274)上方。

5.根据权利要求4所述的一种高塔式NMP废气回收装置，其特征在于，所述第一高效填料(252)、第二高效填料(262)和第三高效填料(272)均为金属丝网波纹填料。

6.根据权利要求1所述的一种高塔式NMP废气回收装置，其特征在于，还包括浓度检测系统(3)，所述浓度检测系统(3)包括设置于热回收系统(1)进口处的第一浓度检测仪(31)，设置于尾气出口(24)处的第二浓度检测仪(32)以及设置于NMP回收塔(2)液体出口处的第三浓度检测仪(33)。

7.根据权利要求6所述的一种高塔式NMP废气回收装置，其特征在于，所述第一吸收单元(25)、第二吸收单元(26)和第三吸收单元(27)内均设置有用于监测液位高度的液位计。

8.根据权利要求7所述的一种高塔式NMP废气回收装置，其特征在于，还包括自动控制系统，所述自动控制系统与液位计和浓度检测系统(3)均电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种高塔式NMP废气回收装置，其特征在于，所述热回收系统(1)包括通过管道连接的引风机(11)和热回收器(12)，所述引风机(11)分别与涂布设备的气体输出口以及热回收器(12)连接，所述热回收器(12)的气体出口与所述气体进口(22)连接。

10.根据权利要求1所述的一种高塔式NMP废气回收装置，其特征在于，还包括储存罐(4)，所述储存罐(4)与所述NMP回收塔(2)的液体出口连接，用于储存回收的NMP溶液。

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