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淺談鋰電池行業VOCs 廢氣治理方法（fǎ）的選（xuǎn）擇
發（fā）布時間：2021-12-17 10 :15 瀏覽（lǎn）次數：
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1 鋰電池廢氣的特點和相關治理要求
鋰電池的生（shēng）產過（guò）程主要包括（kuò）：一、極板工程——攪拌製（zhì）漿塗布烘烤、輥壓分切、激光模切分條；二、組裝工程——卷繞、JR預熱短路測試、配對、焊接、真空幹（gàn）燥；三、化成工程——注液、高溫靜置、化成、焊接、電芯充放電、老化測試、覆膜。其中（zhōng）極板工（gōng）程（chéng）中攪拌製漿和塗布過程中會產生大量的NMP廢氣，該部分廢氣的濃度相對高、風量大、溶劑組分單一回收再利（lì）用（yòng）價值較高，通常是采用轉輪回收+深度處理或（huò）者（zhě）吸收塔回收（shōu）+精餾+深度處理的處理工藝（yì），這一部分的廢氣治理技術比較成熟。其中的難點在於組裝過程和化成過程中注液和真空幹燥產生的（de）VOCs廢氣，該部分的廢氣風量相對小、濃度波動大（dà）而且（qiě）含有焦油，這一（yī）部分廢氣之前不是未被（bèi）識別就（jiù）是采用活性炭或者堿洗等簡（jiǎn）易的處（chù）理工藝，不僅維護操（cāo）作繁瑣而且容易（yì）排放超（chāo）標。
烘幹和注液廢氣的來源主要就是電解液，電解液是由電解質鹽和稀釋劑組成，為無色液體，其中主要組分為六氟磷酸鋰(10 %~30 %)、碳酸乙烯酯(0 %~30 %)、碳酸二甲酯（zhǐ）(0 %~30 %)、乙（yǐ）基（jī）碳（tàn）酸甲酯(0 %~30 %)，其（qí）中六氟磷酸鋰容易發生水（shuǐ）解產生氫氟酸，此外由於前端生產工藝中使用了NMP後端廢氣中也含有少量的NMP。烘幹和注液廢氣的主要（yào）成分見下表：
根據寧德某鋰電池工廠的（de）實測數據（jù），烘幹和注液廢氣（qì）的排放濃度在100~500 mg/m3，且隨著不同生（shēng）產過程（chéng）波動（dòng）早晚濃度低中午偏高。
目前鋰電池行業廢氣排（pái）放標準執行《電池工業汙染物排放標（biāo）準》(GB30484-2013)中的相關規定（dìng）， 其中（zhōng）NMHC排放濃度≤50mg/m3，顆粒（lì）物排放濃度≤30 mg/m3。
2 鋰電烘幹、注（zhù）液廢氣治理工藝的選擇
由於廢氣的濃度是波動的高值（zhí）有（yǒu）500 mg/m3以上，單一的水洗或者活性炭處理工藝很難滿（mǎn）足排放要求，因此（cǐ）采用組合（hé）型式的處理工（gōng）藝是優先選擇。針對該部（bù）分廢氣的特點，推薦采用如下（xià）幾種工藝：預處理+活性炭吸脫附+催化燃燒、預處理+活性炭吸脫附+冷凝回收、預處理+轉輪吸脫附+催化燃燒等(這裏的預處（chù）理主要為堿洗、水洗、除油等)，之所以不采用（yòng）活性炭+RTO或者轉輪+RTO主要（yào）是投資成本相對更大、占地大、RTO安全風險相對較高等。下表是幾種處（chù）理工藝的對比(都以10000 m3/h的處理設備作為對比)：
從上表可知，采（cǎi）用轉輪+催化燃燒的（de）處理方式投（tóu）資和運行費用（yòng）相（xiàng）對來說都（dōu）比較高、此外由（yóu）於廢氣中含有酸性及高沸點氣體可能會導致轉輪的使用壽命（mìng）降低，但是具有去除效率高（gāo）、排（pái）口穩定達標、占地小、操作維護簡單等優點，對活性炭+催化燃燒工藝來說投資費用及運行（háng）費用相對較低，但是也存在蜂窩活性炭（tàn）需要定期更換、排口濃度不穩定、設備配電（diàn）功率大等缺點；對活性炭+冷凝回收工藝來說投入相對較高（gāo）但運行費用低、設備配電功率小，但是也存在著排口排放濃度不穩（wěn）定、活性炭需（xū）要定期更換、冷凝下來的有機物隻能作為廢液（yè）等缺點而且需要額外供（gòng）應蒸汽（qì）和（hé）冷（lěng）卻水。
從上圖可以明顯的看出在廢氣初始的處理過程中，活性（xìng）炭的處理效果是相當不錯的，但是隨著時間的推移大約6 h以後活性炭（tàn）逐漸吸（xī）附飽和後排口的濃度逐漸的升高、很快就超過排（pái）放要求，這時就需要及時的切換活性炭箱將吸附飽和的炭箱進行脫附，用脫附幹淨的炭箱來進行吸附；反觀轉輪（lún）+CO的處理工藝轉輪出口廢氣濃度一直比較的平穩，都在一個合理的範（fàn）圍內波動，排口廢氣（qì）排放（fàng）一直穩定達標。
3 相關案例介紹
下麵介紹一個相關的案例，江蘇某鋰電廢氣的處理項目（mù），該項目的廢氣風（fēng）量在6000 m3/h，濃度在350 mg/m3，采用活性炭+CO的處理工藝，主（zhǔ）要配置如表3：
廢氣處理（lǐ）係統（tǒng）的運行過程如下：首先廢氣通過靜電除油（yóu）去（qù）除廢氣中的焦油等物質，然後經過堿洗來去除廢氣中的氟化氫以及（jí）其它的酸性組分，經過堿洗除霧之後(雖（suī）然設置（zhì）了兩級除霧係統但是廢氣的（de）濕度還是比較（jiào）大專門增加了一套除濕的設備（bèi）)，經過進一步除濕後進入活性炭箱進行吸附後排放，吸附飽和的炭箱（xiāng）通過閥（fá）門（mén）切換進入到脫附係統，通過熱風不斷的將活性炭中有機廢氣脫附出來並送（sòng）入催化燃燒係統（tǒng）中進行焚燒處理，脫附完（wán）成後進行冷卻吹掃，吹掃完成後進入到備用狀態，通（tōng）過吸附（fù）、脫（tuō）附閥門的開關可使得活性炭箱在吸附、脫附等（děng）狀態不斷切換，此外可根據排口濃度檢測的檢測數據實現自動切換活性炭（tàn）箱的吸脫附。該（gāi）項（xiàng）目出口NMHC的（de）排放濃度穩（wěn）定在在（zài）50 mg/m3以下。
4 結論（lùn）
上麵三種處理工藝各有其優缺點需要業主和設計人員根（gēn）據不同的項目（mù）類型和工況進行合理的選擇，不能隻考慮投（tóu）資、更要考慮運行成本、維護操作難易程度以及是否能穩（wěn）定（dìng）達（dá）標等維度。
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