CN213253840U

CN213253840U - 一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置

Info

Publication number: CN213253840U
Application number: CN202120807039.XU
Authority: CN
Inventors: 李静宇; 程轲; 季婉婉; 户启华
Original assignee: Henan Normal University
Current assignee: Henan Normal University
Priority date: 2021-04-20
Filing date: 2021-04-20
Publication date: 2021-05-25
Anticipated expiration: 2031-04-20

Abstract

本实用新型公开了一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置，包括臭氧发生器、气体混合区、抽风机、吸收塔，所述吸收塔内部结构从下到上依次为储水区、喷淋区、除雾器、挡板、催化区、臭氧分解层，经过过滤网过滤后的喷淋液在水泵的作用下通过回流水管可被再次利用，达到降低净化成本的效果，挡板将吸收塔分为溶液吸收区和光催化区，并通过气体混合区进行连接，在吸收塔排气口设置排气口VOCs监测仪，当排出气体的VOCs浓度高于预设值时通过回气管道再次进入催化区进行二次去除，本实用新型能将锂电池生产过程中注液工序排放的酸性气体和低浓度有机废气在吸收塔内同时去除，并解决光催化去除效率低，光解不充分，装置复杂等问题。

Description

一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置

技术领域

本实用新型涉及锂电池生产过程注液工序废气处理技术领域，具体是一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置。

背景技术

锂电池生产过程要经过烘干、注液、封边、活化等工序，其中，注液工序是在干燥的手套箱内完成，在注液工序会有少量溢出溶剂在控湿和保干过程中随置换和干燥空气一起排出。锂电池电解液是电池中离子传输的载体，一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下按一定比例配制而成的。挥发的废气中主要包括电解质锂盐和挥发性有机污染物。电解质锂盐易溶于水生成具有腐蚀性的氢氟酸，对酸性气体的去除常采用酸碱中和的方法，处理VOCs的方法主要包括吸附、燃烧（高温焚烧和催化燃烧）、吸收、冷凝和生物处理等技术。光催化降解法适合低浓度，但是单独的光催化法效率较低且存在光解不充分的问题。此外，目前处理电解液废气的装置多为一套工艺，对酸性气体和VOCs单独进行处理，使用方式不灵活，且占地面积较大。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置，将酸性气体和VOCs在吸收塔内同时去除，并解决光催化去除效率低，光解不充分，装置复杂等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置，包括依次连接的臭氧发生器、气体混合区、抽风机、吸收塔。所述吸收塔内部结构从下到上依次设置有储水区、喷淋区、除雾器、挡板、催化区、臭氧分解层。所述吸收塔左侧和顶部分别设置有进气口和排气口，所述进气口位于储水区上方，所述排气口左侧连接回气管道，所述回气管道的另一端与气体混合区上侧进气口密封连接，所述排气口和回气管道进气口分别安装有排气阀和阀门，所述臭氧发生器出气口通过管道与气体混合区左侧进气口密封连接，所述气体混合区右侧出气口通过管道与抽风机进气口连接，所述抽风机出气口通过管道通入吸收塔内部与吸收塔右壁密封连接。所述气体混合区的下侧进气口通过管道与除雾器上部相通，所述储水区的左侧设置有排液口，所述排液口上设置有排液阀，所述排液口下方设置有活动盖，所述储水区的内部设置有过滤网，所述储水区的右侧连接进水管，进水管通过补水泵连接外接水源，所述储水区右侧连接进料管，进料管连接自动加料器，自动加料器中含有固体氢氧化钠，所述储水区右侧安装有pH测定仪和液位传感器，所述储水区下方设置有搅拌器，位于过滤网右下侧，所述喷淋区设置有两个喷淋管网，所述喷淋管网的右侧连接回流水管，所述回流水管通过水泵与储水区相连，所述回流水管进水口和进料管位于pH测定仪下方，所述挡板上方设置有并排的紫外灯管，所述紫外灯管与光触媒载体板交叉安装，所述抽风机、气体混合区、吸收塔等设备之间通过对接法兰对接。

优选的，所述气体混合区设置为圆球形。

优选的，所述吸收塔内管道上设置有交叉并列的通气孔，离抽风机的距离越远，通气孔越大。

优选的，所述喷淋区上方设置有除雾器，所述除雾器采用效率较高的电除雾器。

优选的，所述过滤网倾斜设置，右端与储水区右上方连接，左端与储水区左下方连接。

优选的，所述pH测定仪设置在过滤网右端下方，所述液位传感器设置在过滤网右端上方。

优选的，所述抽风机出气口和排气口处分别设置有VOCs监测仪和排气口VOCs监测仪。

优选的，所述喷淋管网上交错设置有若干个等距排列的雾化喷头。

优选的，所述吸收塔顶部设置臭氧分解层，臭氧分解层装有二氧化锰颗粒。

优选的，所述紫外灯管采用能产生300纳米光谱的灯体，光触媒载体板采用光敏半导体催化剂作载体。

优选的，所述挡板为密封挡板。

本实用新型提供了一种催化吸收装置，具备以下有益效果：

（1）本实用新型是一个具有催化作用的吸收塔，整体采用集成式设计，占地面积小，操作简单，能耗低，废气排出时浓度高于排气口VOCs监测仪设定浓度时，废气会自动进入回气管道进行二次去除，保证废气去除效率。

（2）本实用新型通过设置挡板和气体混合区，干燥后的气体进入气体混合区与臭氧在气体混合区进行充分混合，再在抽风机的作用下进入催化区，在紫外线和催化剂的作用下将废气充分光解，同时紫外灯管与光触媒载体板交叉安装，增加了光催化效率，解决了光解不充分的问题，此外，采用光催化处理废气可以在常温下进行，安全性更高。

（3）本实用新型通过设置喷淋区和回流水管，通过氢氧化钠溶液与废气反应达到去除酸性废气的效果，吸收了酸性气体的喷淋液进入储水区，通过过滤网收集二者反应后生成的固体，再通过活动盖将析出的固体取出，喷淋液可通过回流水管进行循环利用。

附图说明

图1为本实用新型的一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置的结构示意图；

图2为本实用新型图1管道24的俯视图。

图中：1排气阀、2阀门、3回气管道、4VOCs监测仪、5抽风机、6气体混合区、7臭氧发生器、8风机、9喷淋管网、10雾化喷头、11喷淋区、12进气口、13排液阀、14排液口、15储水区、16活动盖、17排气口、18排气口VOCs监测仪、19臭氧分解层、20紫外灯管、21催化区、22光触媒载体板、23吸收塔、24管道、241通气孔、25挡板、26除雾器、27回流水管、28液位传感器、29pH测定仪、30水泵、31自动加料器、32进料管、33进水管、34补水泵、35搅拌器、36过滤网。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实用新型提供一种技术方案：一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置，包括臭氧发生器7、气体混合区6、抽风机5、吸收塔23。吸收塔23内部结构从下到上依次设置有储水区15、喷淋区11、除雾器26、挡板25、催化区21、臭氧分解层19，吸收塔23左侧和顶部分别设置有进气口12和排气口17，进气口12位于储水区15上方，排气口17左侧连接回气管道3，回气管道3的另一端与气体混合区6上侧进气口密封连接，排气口17和回气管道3进气口上分别安装有排气阀1和阀门2，排气口17上设置有排气口VOCs监测仪18，臭氧发生器7出气口通过管道与气体混合区6左侧进气口密封连接，气体混合区6右侧出气口通过管道与抽风机5进气口连接，抽风机5出气口通过管道24通入吸收塔23内部与吸收塔23右壁密封连接，抽风机5出气口分别设置有VOCs监测仪4，用来监测抽风机5出气口处的VOCs浓度，根据VOCs浓度调节臭氧发生器7的臭氧产生量，管道24上设置有交叉并列的通气孔241，气体距抽风机5越远，压强越小，流速越慢，通过设置大小不一的通气孔241使得气体通过管道24进入催化区21时尽可能的均匀，气体混合区6的下侧进气口通过管道与除雾器26上部相通，气体混合区6设置为圆球形，保证臭氧和废气充分接触，储水区15的左侧设置有排液口14，排液口14上设置排液阀13，排液口14下方设置有活动盖16，储水区15的内部设置有过滤网36，所述过滤网36倾斜设置，右端与储水区15右上方连接，左端与储水区15左下方连接，储水区15的右侧连接进水管33，进水管33通过补水泵34连接外接水源，防止储水区15液体由于蒸发消耗导致液面过低，储水区15右侧连接进料管32，进料管32连接自动加料器31，自动加料器31中含有固体氢氧化钠，储水区15右侧安装有pH测定仪29和液位传感器28，pH测定仪29设置在过滤网36右端下方，用来测定洗涤液pH值，通过自动加料器31补充碱量保证洗涤液pH处于正常范围，液位传感器28设置在过滤网36右端上方，用来监测储水区15液位，当液位低于预设范围时，通过补水泵34进行补水来保证洗涤液充足，当液位高于预设值时，通过控制排液阀13保证液位处于预设范围，防止储水区15洗涤液进入进气口12，储水区15的下方设置有搅拌器35，位于过滤网36右下侧，使氢氧化钠加快溶解，喷淋区11设置有两个喷淋管网9，喷淋管网9上交错设置有若干个等距排列的雾化喷头10，使废气和喷淋液充分接触，便于保证洗涤效果，喷淋管网9的右侧连接回流水管27，回流水管27通过水泵30与储水区15相连，回流水管27进水口和进料管32位于pH测定仪29的下方。喷淋区11上方设置有除雾器26对中和后的废气进行过滤，防止酸性气体和水对紫外灯管20产生影响的同时保留少量水汽参加光催化反应，可有效提高光催化效率。挡板25为密封挡板，使得干燥后的气体不直接进入催化区21，挡板25上方设置有并排的紫外灯管20，紫外灯管20与光触媒载体板22交叉安装，吸收塔23顶部设置臭氧分解层19，去除多余的臭氧，避免产生二次污染，抽风机5、气体混合区6、吸收塔23等设备之间通过对接法兰对接。

使用时废气通过进气口12进入吸收塔23与雾化喷头10喷出的碱液充分接触，废气中的酸性气体和六氟磷酸锂被碱液吸收流入储水区15，中和反应析出的固体被过滤网36阻拦通过活动盖16取出，储水区15的碱液在水泵30的作用下通过回流水管27被再次利用，达到了降低净化成本的效果，被洗涤后的废气经除雾器26过滤后在风机8的作用下通过管道进入气体混合区6，与臭氧发生器7产生的臭氧在气体混合区6进行充分接触，在抽风机5的作用下通过管道24上的通气孔241进入催化区21，通过紫外线的照射臭氧可以将催化剂表面的有机污染物在常温常压下氧化为无毒性的CO₂和H₂O，在一定水蒸气存在的条件下, 臭氧分解还会生成羟基自由基, 它将促进VOCs氧化过程中中间体的进一步去除, 从而提高催化剂的反应性，多余的臭氧在臭氧分解层19被分解，通过排气口VOCs监测仪18监测处理后的气体，若气体中VOCs浓度高于预设值，则排气阀1关闭，阀门2开启，气体通过回气管道3进入气体混合区6进行二次处理，若VOCs浓度低于预设值，则阀门2关闭，排气阀1开启，气体通过排气口17排出。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims

1.一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置，其特征在于：包括依次连接的臭氧发生器（7）、气体混合区（6）、抽风机（5）、吸收塔（23），所述吸收塔（23）内部结构从下到上依次设置有储水区（15）、喷淋区（11）、除雾器（26）、挡板（25）、催化区（21）、臭氧分解层（19），所述吸收塔（23）左侧和顶部分别设置有进气口（12）和排气口（17），所述进气口（12）位于储水区（15）上方，所述排气口（17）左侧连接回气管道（3），所述回气管道（3）的另一端与气体混合区（6）上侧进气口密封连接，所述排气口（17）和回气管道（3）进气口分别安装有排气阀（1）和阀门（2），所述臭氧发生器（7）出气口通过管道与气体混合区（6）左侧进气口密封连接，所述气体混合区（6）右侧出气口通过管道与抽风机（5）进气口连接，所述抽风机（5）出气口通过管道通入吸收塔（23）内部与吸收塔（23）右壁密封连接，所述气体混合区（6）的下侧进气口通过管道与除雾器（26）上部相通，所述储水区（15）的左侧设置有排液口（14），所述排液口（14）上设置有排液阀（13），所述排液口（14）下方设置有活动盖（16），所述储水区（15）的内部设置有过滤网（36），所述储水区（15）的右侧连接进水管（33），进水管（33）通过补水泵（34）连接外接水源，所述储水区（15）右侧连接进料管（32），进料管（32）连接自动加料器（31），自动加料器（31）中含有固体氢氧化钠，所述储水区（15）右侧安装有pH测定仪（29）和液位传感器（28），所述储水区（15）下方设置有搅拌器（35），位于过滤网（36）右下侧，所述喷淋区（11）设置有两个喷淋管网（9），所述喷淋管网（9）的右侧连接回流水管（27），所述回流水管（27）通过水泵（30）与储水区（15）相连，所述回流水管（27）进水口和进料管（32）位于pH测定仪下方，所述挡板（25）上方设置有并排的紫外灯管（20），所述紫外灯管（20）与光触媒载体板（22）交叉安装，所述抽风机（5）、气体混合区（6）、吸收塔（23）之间通过对接法兰对接。

2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置，其特征在于：所述气体混合区（6）设置为圆球形。

3.根据权利要求1所述的一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置，其特征在于：所述吸收塔（23）内管道（24）上设置有交叉并列的通气孔（241），离抽风机（5）的距离越远，通气孔（241）越大。

4.根据权利要求1所述的一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置，其特征在于：所述喷淋区（11）上方设置有除雾器（26），所述除雾器（26）采用效率较高的电除雾器。

5.根据权利要求1所述的一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置，其特征在于：所述过滤网（36）倾斜设置，右端与储水区（15）右上方连接，左端与储水区（15）左下方连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置，其特征在于：所述pH测定仪（29）设置在过滤网（36）右端下方，所述液位传感器（28）设置在过滤网（36）右端上方。

7.根据权利要求1所述的一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置，其特征在于：所述抽风机（5）出气口和排气口（17）处分别设置有VOCs监测仪（4）和排气口VOCs监测仪（18）。

8.根据权利要求1所述的一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置，其特征在于：所述喷淋管网（9）上交错设置有若干个等距排列的雾化喷头（10）。

9.根据权利要求1所述的一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置，其特征在于：所述吸收塔（23）顶部设置臭氧分解层（19），臭氧分解层（19）装有二氧化锰颗粒。

10.根据权利要求1所述的一种用于锂电池注液工序排放废气的催化吸收治理装置，其特征在于：所述紫外灯管（20）采用能产生300纳米光谱的灯体，光触媒载体板（22）采用光敏半导体催化剂作载体，所述挡板（25）为密封挡板。