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锂电池行业VOCs废气治理的方法

文章出处：原创网责任编辑：蔡作者：蔡人气：-发表时间：2024-02-20 00:00:00【大中小】

锂电池是由锂金属或者锂合金为正/负电极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于其体积小、重量轻、能量密度高、使用寿命长等特点被广泛地应用于手机、电脑等便携式通讯设备，此外随着锂电技术的发展也开始广泛应用于汽车、电动车、卫星、航天领域。

1.锂电池废气处理和相关治理要求

锂电池的生产过程主要包括：一、极板工程—搅拌制浆涂布烘烤、辊压分切、激光模切分条；二、组装工程－卷绕、JR预热短路测试、配对、焊接、真空干燥；三、化成工程--注液、高温静置、化成、焊接、电芯充放电、老化测试、覆膜。其中极板工程中搅拌制浆和涂布过程中会产生大量的NMP废气，该部分废气的浓度相对高、风量大、溶剂组分单一回收再利用价值较高，通常是采用转轮回收+深度处理或者吸收塔回收+精馏+深度处理的处理工艺，这一部分的废气治理技术比较成熟。其中的难点在于组装过程和化成过程中注液和真空干燥产生的VOCs废气，该部分的废气风量相对小、浓度波动大而且含有焦油，这一部分废气之前不是未被识别就是采用活性炭或者碱洗等简易的处理工艺，不仅维护操作繁琐而且容易排放超标。

烘干和注液废气的来源主要就是电解液，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。

目前锂电池行业废气排放标准执行《电池工业污染物排放标准》(GB30484-2013）中的相关规定，其中NMHC排放浓度<50mg/m3，颗粒物排放浓度<30 mg/m3。

2.锂电烘干、注液废气治理工艺的选择

由于废气的浓度是波动的最高值有500mg/m3以上，单一的水洗或者活性炭处理工艺很难满足排放要求，因此采用组合形式的处理工艺是优先选择。针对该部分废气的特点，推荐采用如下几种工艺：预处理+活性炭吸脱附+催化燃烧、预处理+活性炭吸脱附+冷凝回收、预处理+转轮吸脱附+催化燃烧等（这里的预处理主要为碱洗、水洗、除油等），之所以不采用活性炭+RTO或者转轮+RTO主要是投资成本相对更大、占地大、RTO安全风险相对较高等。

采用转轮+催化燃烧的处理方式投资和运行费用相对来说都比较高、此外由于废气中含有酸性及高沸点气体可能会导致转轮的使用寿命降低，但是具有去除效率高、排口稳定达标、占地小、操作维护简单等优点，对活性炭+催化燃烧工艺来说投资费用及运行费用相对较低，但是也存在蜂窝活性炭需要定期更换、排口浓度不稳定、设备配电功率大等缺点；对活性炭+冷凝回收工艺来说投入相对较高但运行费用低、设备配电功率小，但是也存在着排口排放浓度不稳定、活性炭需要定期更换、冷凝下来的有机物只能作为废液等缺点而且需要额外供应蒸汽和冷却水。

废气初始的处理过程中，活性炭的处理效果是相当不错的，但是随着时间的推移大约6h以后活性炭逐渐吸附饱和后排口的浓度逐渐地升高、很快就超过排放要求，这时就需要及时的切换活性炭箱将吸附饱和的炭箱进行脱附，用脱附干净的炭箱来进行吸附；反观转轮+CO的处理工艺转轮出口废气浓度一直比较的平稳，都在一个合理的范围内波动，排口废气排放一直稳定达标。

鑫蓝环保科技（昆山）有限公司多年来专注于锂电池废气处理设计、制造和安装。我们产品有RTO蓄热焚烧、RCO蓄热催化燃烧、CO催化燃烧、TO直燃炉、有机废气处理设备、冷凝回收、防爆除尘器、酸碱废气处理、滤筒除尘器、防爆除尘器、单机除尘器、仓顶除尘器、旋风除尘器、喷淋塔、活性炭吸附箱、静电除油设备等。