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浅谈锂电池行业VOCs废气治理思路


已发布:

2023-05-04

2023年3月23日,由艾邦高分子主办的“2023年第二届动力电池电芯材料论坛”在江苏常州富力喜来登酒店成功举办,爱德旺斯受邀分享了关于锂电池隔膜、电解液产生的VOCs有机废气处理的整体思路。

活动现场图

 

众所周知,新能源汽车这几年的的迅猛发展主要推动力来自于中国乃至全世界对环保的重视,以及中国双碳目标的不断推进。然而,在锂电池的生产过程中,本身也会产生成分复杂的废气,这与我们的双碳目标是相悖的,那么如何对这些废气进行治理,实现无污染排放呢?

 

锂电池生产链及废气源

锂电池生产过程中废气主要来源于锂电池涂布工艺,和电解液烘干和注液废气。电解液是由电解质盐和稀释剂组成,为无色液体,其中主要组分为六氟磷酸锂(10 %~30 %)、碳酸乙烯酯(0 %~30 %)、碳酸二甲酯(0 %~30 %)、乙基碳酸甲酯(0 %~30 %),其中六氟磷酸锂容易发生水解产生氢氟酸,此外由于前端生产工艺中使用了NMP 后端废气中也含有少量的NMP。

锂电池行业废气特点

电解液/注液废气

  • 中高浓度,浓度有波动
  • 混合废气
  • 强腐蚀性,含六氟磷酸锂和氢氟酸等成分

隔膜生产废气

  • 中高浓度隔膜涂布废气
  • 混合废气

正极涂布废气

  • 中高浓度
  • 单一溶剂(NMP),适合回收处理

 

锂电池行业废气治理总体思路

高低浓度废气分开治理

1、中高浓度废气:RTO技术

2、含酸性成分废气 : 预处理 + 抗腐蚀材料RTO+后处理

3、低浓度废气 :吸附浓缩脱附技术 + RTO

 

项目案例

 

某客户有“30万吨电解液和10万吨电池回收污水处理项目”车间有组织废气罐区和污水处理站产生的废气,使废气排放达到国家环保和当地环保政策的要求。

根据客户提供的数据,总VOCs浓度约为3000mg/m³,废气温度为常温;废气成分:VOCS、乙酸乙酯;根据客户环评所述,废气中含有少量氢氟酸。

 

A、废气预处理方案

废气预处理主要是针对废气中含氟化氢气体,具体含量未知。由于氢氟酸是一种剧毒和强腐蚀性的物质,其本身易挥发并且能与水完全互溶而引起强烈腐蚀。为防止对RTO设备材质的腐蚀,在进入RTO设备前,先对废气中的氟化氢气体进行预处理。具体见简易流程图。

首先,通过一道碱洗塔,利用NaOH对氟化氢HF进行中和反应,具体反应式如下:HF+NaOH===NaF+H2O

经过预处理的有机废气,氟化氢的含量将大大降低。为更好的防止残留氟化氢对RTO设备材质的腐蚀,RTO部件采用耐腐蚀材质。

B、高浓度废气治理方案

采用RTO设备,去除率可达99.5%以上,能够满足排放要求。RTO热效率设计为95%。

上述废气的治理系统由1套10,000m³/h的废气预处理设备+RTO+废气后处理设备系统组成。
C、低浓度废气治理方案

废气进活性炭之前设置一道丝网过滤去除废气中的杂质和颗粒物,避免活性炭堵塞影响去除率,同时系统配套氮气保护装置。

 

电解液生产化工废气处理-技术方案简图

综上所述,锂电池行业废气首先要根据废气成分,进行废气预处理方案,然后根据浓度的高低,行进不同的组合工艺分开治理。企业应根据自身情况,选择合适的废气治理组合工艺。爱德旺斯愿帮助锂电池行业解决废气处理难题,携手为我国生态环境建设提供保障。

 

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