15年環(huán)保工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，承諾24小時(shí)內(nèi)出具初步解決方案或報(bào)價(jià)！
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時(shí)間：2025-03-11 07:14:19
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關(guān)鍵字：電池工業(yè)廢氣 堿液噴淋 活性炭吸附
1.前言
電池企業(yè)生產(chǎn)電池類型種類繁多，如：鋅錳/鋅銀/鋅空氣電池、鉛蓄電池、鎘鎳/氫鎳電池、鋰離子/鋰電池、太陽(yáng)電池、以及磷酸鐵鋰電池等。電池生產(chǎn)過(guò)程中，一般大型電池企業(yè)采取了良好的手段控制以外，對(duì)于大部分結(jié)構(gòu)單一、經(jīng)濟(jì)規(guī)模不大、安全管理力度不足、設(shè)備陳舊及管理落后等企業(yè)來(lái)說(shuō)，采取的措施與環(huán)保要求的廢氣處理技術(shù)規(guī)定不相符。本文以磷酸鐵鋰電池產(chǎn)生中產(chǎn)生廢氣處理措施為例簡(jiǎn)述電池廢氣處理工藝。
2.廢氣處理目標(biāo)
2.1處理廢氣來(lái)源及成分分析
磷酸鐵鋰電池在生產(chǎn)中有兩個(gè)重要環(huán)節(jié)就是烘烤和注液，在這兩個(gè)環(huán)節(jié)中會(huì)有廢氣產(chǎn)生，廢氣大概成分為：氟化氫(HF)、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、己二腈、氟代碳酸乙烯酯、六氟磷酸鋰、NMP、酸性氣體等，產(chǎn)廢位置分布于注液生產(chǎn)車間的除濕機(jī)廢氣排放、烘烤工藝中真空泵廢氣排放、IQC實(shí)驗(yàn)室及針刺實(shí)驗(yàn)室。其中除濕機(jī)廢氣為持續(xù)排放，IQC實(shí)驗(yàn)室及針刺實(shí)驗(yàn)室為間接排放。
2.2凈化后氣體排放標(biāo)準(zhǔn)
凈化后廢氣排放濃度及排放速率達(dá)到《電池工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB30484-2013)[1]要求，
|
序號(hào) |
名稱 |
參數(shù) |
單位 |
備注 |
|
1 |
顆粒物濃度 |
＜30 |
mg/m³ |
表5新建企業(yè)大氣污染物排放限制 |
|
2 |
非甲烷總烴 |
<50 |
mg/m³ |
表5新建企業(yè)大氣污染物排放限制 |
2.3處理后尾氣排放監(jiān)測(cè)目標(biāo)
監(jiān)測(cè)平臺(tái)和檢測(cè)口滿足《固定污染源煙氣(SO2、NOX、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ 75-2017)[2]的要求，采樣平臺(tái)長(zhǎng)度、寬度≥2m或不小于采樣槍外延1m，平臺(tái)配1.2米防護(hù)欄，四周安裝100mm高踢腳板，采樣平臺(tái)≥2m時(shí)采用斜梯或Z字梯，寬度≥0.9m，采樣口開100mm。需根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置采樣口(密封)和采樣平臺(tái)(使用Z字形或旋轉(zhuǎn)爬梯)及設(shè)備四周護(hù)欄，并進(jìn)行油漆防腐防銹處理，涂刷警示面漆。
3、廢氣治理分析
3.1工藝介紹及流程圖
對(duì)本項(xiàng)目烘烤和注液廢氣含有酸性氣體、酯類、腈類、酮類等的特點(diǎn)，處理工藝選擇采用化學(xué)藥劑噴淋+干式過(guò)濾(G4+F8+F9三級(jí)過(guò)濾)對(duì)廢氣進(jìn)行預(yù)處理后進(jìn)入后端深度處理。由于此類廢氣濃度低風(fēng)量大，選擇兩級(jí)活性炭吸附進(jìn)行深度處理。
IQC實(shí)驗(yàn)室及針刺實(shí)驗(yàn)室在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候會(huì)短時(shí)間內(nèi)排放含有煙塵的廢氣，沒(méi)有酸性氣體，廢氣含有酯類、腈類、酮類等的特點(diǎn)，處理工藝選擇干式過(guò)濾(G4+F8+F9三級(jí)過(guò)濾)+活性炭吸附工藝。
烘烤和注液廢氣凈化處理工藝流程圖參考如下：
IQC實(shí)驗(yàn)室及針刺實(shí)驗(yàn)室廢氣凈化處理工藝流程圖參考如下：
3.2技術(shù)特點(diǎn)
廢氣的預(yù)處理采用堿液噴淋塔+干式過(guò)濾工藝。采用堿液噴淋塔能中和廢氣中的酸性氣體。廢氣由風(fēng)管引入噴淋塔，經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)洗滌桶時(shí)，風(fēng)帶加快，帶動(dòng)填料球飛帶運(yùn)轉(zhuǎn)，在洗滌桶里，廢氣與水霧充分混合洗滌、中和反應(yīng)(水里面補(bǔ)充有堿)，廢氣經(jīng)過(guò)凈化后，再經(jīng)除霧層脫水除霧后進(jìn)入其他凈化設(shè)備，吸收后處理液在塔底經(jīng)水泵增壓后在箱頂噴淋霧化而下，最后回流至箱底循環(huán)使用。預(yù)處理后的廢氣濕度控制在20%[3]以下，顆粒物濃度控制在1mg/m3[4]以下。
深度處理：兩級(jí)活性炭活吸附。活性炭吸附風(fēng)速控制在1.2m/s[4]以下(建議0.8m/s)，活性炭選擇耐水蜂窩活性炭，碘值≥650mg/g[5]，同時(shí)增加活性炭的有效吸附時(shí)間。合理設(shè)計(jì)活性炭擺放形式，使活性炭有效吸附有機(jī)廢氣。
4技術(shù)原理
4.1化學(xué)藥劑噴淋
立式化學(xué)噴淋法，利用廢氣中的HF與化學(xué)藥劑 NaOH溶液發(fā)生酸堿中和反應(yīng)。
堿性化學(xué)藥劑經(jīng)消耗、吸收循環(huán)利用。操作中，通過(guò)控制pH值實(shí)時(shí)加藥。 循環(huán)液定期處理。
4.2干式過(guò)濾器
為了防止產(chǎn)生的活性炭粉大量堆積造成后端活性炭堵塞，先經(jīng)過(guò)干式過(guò)濾器攔截過(guò)濾后，確保吸附處理系統(tǒng)的氣源潔凈度。
干式過(guò)濾器采用：聚氨酯海綿G4初效+ 超細(xì)合成纖維F8+聚酯纖維F9 三級(jí)過(guò)濾，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢氣更好的過(guò)濾，降低活性炭更換周期，減少運(yùn)行費(fèi)用。G4初效過(guò)濾器對(duì)粒徑≥5μm 的粉塵， 70%≤過(guò)濾效率<90%;F8中校過(guò)濾器對(duì)粒徑≥0.5μm 的粉塵， 75%≤過(guò)濾效率<90%;F9中校過(guò)濾器對(duì)粒徑≥0.5μm 的粉塵， 90%≤過(guò)濾效率<99%;實(shí)際使用時(shí)，也可根據(jù)調(diào)試情況對(duì)濾料進(jìn)行選擇。
4.3活性炭吸附床
活性炭吸附處理有機(jī)廢氣是利用活性炭微孔能吸收有機(jī)性物質(zhì)的特性，把大風(fēng)量低濃度有機(jī)性廢氣中的有機(jī)溶劑吸附到活性炭中并濃縮，經(jīng)吸附凈化后的氣體達(dá)標(biāo)直接排放?；钚蕴课较洌涸黾佑袡C(jī)廢氣經(jīng)過(guò)活性炭層時(shí)的有效過(guò)濾面積，過(guò)濾流速≤0.8m/s.提高吸附效率。吸附凈化設(shè)備內(nèi)裝活性炭層及氣流分布器，以吸附、濃縮、凈化有機(jī)氣體，是整個(gè)裝置主要部件，活性炭由抽屜式框架堆放式裝填，更換方便，并減小傳統(tǒng)疊裝方式引起的活性炭層熱量積蓄帶來(lái)的整體起火隱患。
采用耐水蜂窩狀活性炭作吸附材料，與粒(棒)狀相比具有孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、流體阻力小、物理強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有優(yōu)良的廣譜吸附性能。該產(chǎn)品低阻力低能耗、吸附效率高，效率可達(dá)70%~90%，非常適用于大風(fēng)量下使用。
蜂窩狀活性炭，活性炭密度達(dá)380-450kg/m3，碘值≥650mg/g，活性炭的碘值是衡量活性炭性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，碘值越大，活性炭性能越好?？紫堵蚀笥凇?0%。選擇針對(duì)有機(jī)廢氣包括甲苯，二甲苯等有機(jī)廢氣，同時(shí)也可以吸附無(wú)機(jī)廢氣，且耐酸堿、耐熱等。
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<p> 1.前言</p>
<p> 電池企業(yè)生產(chǎn)電池類型種類繁多，如：鋅錳/鋅銀/鋅空氣電池、鉛蓄電池、鎘鎳/氫鎳電池、鋰離子/鋰電池、太陽(yáng)電池、以及磷酸鐵鋰電池等。電池生產(chǎn)過(guò)程中，一般大型電池企業(yè)采取了良好的手段控制以外，對(duì)于大部分結(jié)構(gòu)單一、經(jīng)濟(jì)規(guī)模不大、安全管理力度不足、設(shè)備陳舊及管理落后等企業(yè)來(lái)說(shuō)，采取的措施與環(huán)保要求的廢氣處理技術(shù)規(guī)定不相符。本文以磷酸鐵鋰電池產(chǎn)生中產(chǎn)生廢氣處理措施為例簡(jiǎn)述電池廢氣處理工藝。</p>
<p> 2.廢氣處理目標(biāo)</p>
<p> 2.1處理廢氣來(lái)源及成分分析</p>
<p> 磷酸鐵鋰電池在生產(chǎn)中有兩個(gè)重要環(huán)節(jié)就是烘烤和注液，在這兩個(gè)環(huán)節(jié)中會(huì)有廢氣產(chǎn)生，廢氣大概成分為：氟化氫(HF)、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、己二腈、氟代碳酸乙烯酯、六氟磷酸鋰、NMP、酸性氣體等，產(chǎn)廢位置分布于注液生產(chǎn)車間的除濕機(jī)廢氣排放、烘烤工藝中真空泵廢氣排放、IQC實(shí)驗(yàn)室及針刺實(shí)驗(yàn)室。其中除濕機(jī)廢氣為持續(xù)排放，IQC實(shí)驗(yàn)室及針刺實(shí)驗(yàn)室為間接排放。</p>
<p> 2.2凈化后氣體排放標(biāo)準(zhǔn)</p>
<p> 凈化后廢氣排放濃度及排放速率達(dá)到《電池工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB30484-2013)[1]要求，</p>
<table cellpadding=](/d/file/p/2023/09-21/fba8f60daef1a18e5e937e4dbbb1ab60.png)
序號(hào)
名稱
參數(shù)
單位
備注
1
顆粒物濃度
<30
mg/m³
表5新建企業(yè)大氣污染物排放限制
2
非甲烷總烴
<50
mg/m³
表5新建企業(yè)大氣污染物排放限制
2.3處理后尾氣排放監(jiān)測(cè)目標(biāo)
監(jiān)測(cè)平臺(tái)和檢測(cè)口滿足《固定污染源煙氣(SO2、NOX、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ 75-2017)[2]的要求，采樣平臺(tái)長(zhǎng)度、寬度≥2m或不小于采樣槍外延1m，平臺(tái)配1.2米防護(hù)欄，四周安裝100mm高踢腳板，采樣平臺(tái)≥2m時(shí)采用斜梯或Z字梯，寬度≥0.9m，采樣口開100mm。需根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置采樣口(密封)和采樣平臺(tái)(使用Z字形或旋轉(zhuǎn)爬梯)及設(shè)備四周護(hù)欄，并進(jìn)行油漆防腐防銹處理，涂刷警示面漆。
3、廢氣治理分析
3.1工藝介紹及流程圖
對(duì)本項(xiàng)目烘烤和注液廢氣含有酸性氣體、酯類、腈類、酮類等的特點(diǎn)，處理工藝選擇采用化學(xué)藥劑噴淋+干式過(guò)濾(G4+F8+F9三級(jí)過(guò)濾)對(duì)廢氣進(jìn)行預(yù)處理后進(jìn)入后端深度處理。由于此類廢氣濃度低風(fēng)量大，選擇兩級(jí)活性炭吸附進(jìn)行深度處理。
IQC實(shí)驗(yàn)室及針刺實(shí)驗(yàn)室在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候會(huì)短時(shí)間內(nèi)排放含有煙塵的廢氣，沒(méi)有酸性氣體，廢氣含有酯類、腈類、酮類等的特點(diǎn)，處理工藝選擇干式過(guò)濾(G4+F8+F9三級(jí)過(guò)濾)+活性炭吸附工藝。
烘烤和注液廢氣凈化處理工藝流程圖參考如下：
IQC實(shí)驗(yàn)室及針刺實(shí)驗(yàn)室廢氣凈化處理工藝流程圖參考如下：
3.2技術(shù)特點(diǎn)
廢氣的預(yù)處理采用堿液噴淋塔+干式過(guò)濾工藝。采用堿液噴淋塔能中和廢氣中的酸性氣體。廢氣由風(fēng)管引入噴淋塔，經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)洗滌桶時(shí)，風(fēng)帶加快，帶動(dòng)填料球飛帶運(yùn)轉(zhuǎn)，在洗滌桶里，廢氣與水霧充分混合洗滌、中和反應(yīng)(水里面補(bǔ)充有堿)，廢氣經(jīng)過(guò)凈化后，再經(jīng)除霧層脫水除霧后進(jìn)入其他凈化設(shè)備，吸收后處理液在塔底經(jīng)水泵增壓后在箱頂噴淋霧化而下，最后回流至箱底循環(huán)使用。預(yù)處理后的廢氣濕度控制在20%[3]以下，顆粒物濃度控制在1mg/m3[4]以下。
深度處理：兩級(jí)活性炭活吸附。活性炭吸附風(fēng)速控制在1.2m/s[4]以下(建議0.8m/s)，活性炭選擇耐水蜂窩活性炭，碘值≥650mg/g[5]，同時(shí)增加活性炭的有效吸附時(shí)間。合理設(shè)計(jì)活性炭擺放形式，使活性炭有效吸附有機(jī)廢氣。
4技術(shù)原理
4.1化學(xué)藥劑噴淋
立式化學(xué)噴淋法，利用廢氣中的HF與化學(xué)藥劑 NaOH溶液發(fā)生酸堿中和反應(yīng)。
堿性化學(xué)藥劑經(jīng)消耗、吸收循環(huán)利用。操作中，通過(guò)控制pH值實(shí)時(shí)加藥。 循環(huán)液定期處理。
4.2干式過(guò)濾器
為了防止產(chǎn)生的活性炭粉大量堆積造成后端活性炭堵塞，先經(jīng)過(guò)干式過(guò)濾器攔截過(guò)濾后，確保吸附處理系統(tǒng)的氣源潔凈度。
干式過(guò)濾器采用：聚氨酯海綿G4初效+ 超細(xì)合成纖維F8+聚酯纖維F9 三級(jí)過(guò)濾，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢氣更好的過(guò)濾，降低活性炭更換周期，減少運(yùn)行費(fèi)用。G4初效過(guò)濾器對(duì)粒徑≥5μm 的粉塵， 70%≤過(guò)濾效率<90%;F8中校過(guò)濾器對(duì)粒徑≥0.5μm 的粉塵， 75%≤過(guò)濾效率<90%;F9中校過(guò)濾器對(duì)粒徑≥0.5μm 的粉塵， 90%≤過(guò)濾效率<99%;實(shí)際使用時(shí)，也可根據(jù)調(diào)試情況對(duì)濾料進(jìn)行選擇。
4.3活性炭吸附床
活性炭吸附處理有機(jī)廢氣是利用活性炭微孔能吸收有機(jī)性物質(zhì)的特性，把大風(fēng)量低濃度有機(jī)性廢氣中的有機(jī)溶劑吸附到活性炭中并濃縮，經(jīng)吸附凈化后的氣體達(dá)標(biāo)直接排放?；钚蕴课较洌涸黾佑袡C(jī)廢氣經(jīng)過(guò)活性炭層時(shí)的有效過(guò)濾面積，過(guò)濾流速≤0.8m/s.提高吸附效率。吸附凈化設(shè)備內(nèi)裝活性炭層及氣流分布器，以吸附、濃縮、凈化有機(jī)氣體，是整個(gè)裝置主要部件，活性炭由抽屜式框架堆放式裝填，更換方便，并減小傳統(tǒng)疊裝方式引起的活性炭層熱量積蓄帶來(lái)的整體起火隱患。
采用耐水蜂窩狀活性炭作吸附材料，與粒(棒)狀相比具有孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、流體阻力小、物理強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有優(yōu)良的廣譜吸附性能。該產(chǎn)品低阻力低能耗、吸附效率高，效率可達(dá)70%~90%，非常適用于大風(fēng)量下使用。
蜂窩狀活性炭，活性炭密度達(dá)380-450kg/m3，碘值≥650mg/g，活性炭的碘值是衡量活性炭性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，碘值越大，活性炭性能越好?？紫堵蚀笥凇?0%。選擇針對(duì)有機(jī)廢氣包括甲苯，二甲苯等有機(jī)廢氣，同時(shí)也可以吸附無(wú)機(jī)廢氣，且耐酸堿、耐熱等。}GEAD{QPXCTGQ50~$T$RN " width="369" align="" border="0">
活性炭?jī)?nèi)部氣流原理圖
5.結(jié)語(yǔ)
綜上所述，全文闡述了磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)過(guò)程中廢氣措施，系統(tǒng)闡述了廢氣處理工藝流程，同時(shí)參考有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范，根據(jù)廢氣特點(diǎn)給出了措施的建議，從廢氣成分和技術(shù)原理兩方面闡述措施。當(dāng)然電池工業(yè)廢氣處理也是一個(gè)很復(fù)雜的課題，不管從廢氣處理設(shè)備設(shè)計(jì)還是對(duì)經(jīng)營(yíng)管理的水平都提出了要求，并且必須進(jìn)一步深入研究。
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