淺談鋰電池行業VOCs廢氣治理思路
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2023-05-04
2023年3月23日，由艾邦高分子主辦的“2023年第二屆動力電池電芯材料論壇”在江蘇常州富力喜來登酒店成功舉辦，愛德旺斯受邀分享了關于鋰電池隔膜、電解液產生的VOCs有機廢氣處理的整體思路。
活動現場圖
眾所周知，新能源汽車這幾年的的迅猛發展主要推動力來自于中國乃至全世界對環保的重視，以及中國雙碳目標的不斷推進。然而，在鋰電池的生產過程中，本身也會產生成分復雜的廢氣，這與我們的雙碳目標是相悖的，那么如何對這些廢氣進行治理，實現無污染排放呢？
鋰電池生產鏈及廢氣源
鋰電池生產過程中廢氣主要來源于鋰電池涂布工藝，和電解液烘干和注液廢氣。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(0 %~30 %)、乙基碳酸甲酯(0 %~30 %)，其中六氟磷酸鋰容易發生水解產生氫氟酸，此外由于前端生產工藝中使用了NMP 后端廢氣中也含有少量的NMP。
鋰電池行業廢氣特點
電解液/注液廢氣
- 中高濃度，濃度有波動
- 混合廢氣
- 強腐蝕性，含六氟磷酸鋰和氫氟酸等成分
隔膜生產廢氣
- 中高濃度隔膜涂布廢氣
- 混合廢氣
正極涂布廢氣
- 中高濃度
- 單一溶劑（NMP)，適合回收處理
鋰電池行業廢氣治理總體思路
高低濃度廢氣分開治理
1、中高濃度廢氣：RTO技術
2、含酸性成分廢氣 ： 預處理 + 抗腐蝕材料RTO+后處理
3、低濃度廢氣 ：吸附濃縮脫附技術 + RTO
項目案例
某客戶有“30萬噸電解液和10萬噸電池回收污水處理項目”車間有組織廢氣罐區和污水處理站產生的廢氣，使廢氣排放達到國家環保和當地環保政策的要求。
根據客戶提供的數據，總VOCs濃度約為3000mg/m³，廢氣溫度為常溫；廢氣成分：VOCS、乙酸乙酯；根據客戶環評所述，廢氣中含有少量氫氟酸。
A、廢氣預處理方案
廢氣預處理主要是針對廢氣中含氟化氫氣體，具體含量未知。由于氫氟酸是一種劇毒和強腐蝕性的物質，其本身易揮發并且能與水完全互溶而引起強烈腐蝕。為防止對RTO設備材質的腐蝕，在進入RTO設備前，先對廢氣中的氟化氫氣體進行預處理。具體見簡易流程圖。
首先，通過一道堿洗塔，利用NaOH對氟化氫HF進行中和反應，具體反應式如下：HF+NaOH===NaF+H2O
經過預處理的有機廢氣，氟化氫的含量將大大降低。為更好的防止殘留氟化氫對RTO設備材質的腐蝕，RTO部件采用耐腐蝕材質。
B、高濃度廢氣治理方案
采用RTO設備，去除率可達99.5%以上，能夠滿足排放要求。RTO熱效率設計為95%。
上述廢氣的治理系統由1套10,000m³/h的廢氣預處理設備+RTO+廢氣后處理設備系統組成。
C、低濃度廢氣治理方案
廢氣進活性炭之前設置一道絲網過濾去除廢氣中的雜質和顆粒物，避免活性炭堵塞影響去除率，同時系統配套氮氣保護裝置。
電解液生產化工廢氣處理-技術方案簡圖
綜上所述，鋰電池行業廢氣首先要根據廢氣成分，進行廢氣預處理方案，然后根據濃度的高低，行進不同的組合工藝分開治理。企業應根據自身情況，選擇合適的廢氣治理組合工藝。愛德旺斯愿幫助鋰電池行業解決廢氣處理難題，攜手為我國生態環境建設提供保障。
— END —
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