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时间：2024-11-21 14:24:31
作者：
关键字：电池工业废气 碱液喷淋 活性炭吸附
1.前言
电池企业生产电池类型种类繁多，如：锌锰/锌银/锌空气电池、铅蓄电池、镉镍/氢镍电池、锂离子/锂电池、太阳电池、以及磷酸铁锂电池等。电池生产过程中，一般大型电池企业采取了良好的手段控制以外，对于大部分结构单一、经济规模不大、安全管理力度不足、设备陈旧及管理落后等企业来说，采取的措施与环保要求的废气处理技术规定不相符。本文以磷酸铁锂电池产生中产生废气处理措施为例简述电池废气处理工艺。
2.废气处理目标
2.1处理废气来源及成分分析
磷酸铁锂电池在生产中有两个重要环节就是烘烤和注液，在这两个环节中会有废气产生，废气大概成分为：氟化氢(HF)、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、己二腈、氟代碳酸乙烯酯、六氟磷酸锂、NMP、酸性气体等，产废位置分布于注液生产车间的除湿机废气排放、烘烤工艺中真空泵废气排放、IQC实验室及针刺实验室。其中除湿机废气为持续排放，IQC实验室及针刺实验室为间接排放。
2.2净化后气体排放标准
净化后废气排放浓度及排放速率达到《电池工业污染物排放标准》(GB30484-2013)[1]要求，
|
序号 |
名称 |
参数 |
单位 |
备注 |
|
1 |
颗粒物浓度 |
＜30 |
mg/m³ |
表5新建企业大气污染物排放限制 |
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2 |
非甲烷总烃 |
<50 |
mg/m³ |
表5新建企业大气污染物排放限制 |
2.3处理后尾气排放监测目标
监测平台和检测口满足《固定污染源烟气(SO2、NOX、颗粒物)排放连续监测技术规范》(HJ 75-2017)[2]的要求，采样平台长度、宽度≥2m或不小于采样枪外延1m，平台配1.2米防护栏，四周安装100mm高踢脚板，采样平台≥2m时采用斜梯或Z字梯，宽度≥0.9m，采样口开100mm。需根据国家标准设置采样口(密封)和采样平台(使用Z字形或旋转爬梯)及设备四周护栏，并进行油漆防腐防锈处理，涂刷警示面漆。
3、废气治理分析
3.1工艺介绍及流程图
对本项目烘烤和注液废气含有酸性气体、酯类、腈类、酮类等的特点，处理工艺选择采用化学药剂喷淋+干式过滤(G4+F8+F9三级过滤)对废气进行预处理后进入后端深度处理。由于此类废气浓度低风量大，选择两级活性炭吸附进行深度处理。
IQC实验室及针刺实验室在做实验的时候会短时间内排放含有烟尘的废气，没有酸性气体，废气含有酯类、腈类、酮类等的特点，处理工艺选择干式过滤(G4+F8+F9三级过滤)+活性炭吸附工艺。
烘烤和注液废气净化处理工艺流程图参考如下：
IQC实验室及针刺实验室废气净化处理工艺流程图参考如下：
3.2技术特点
废气的预处理采用碱液喷淋塔+干式过滤工艺。采用碱液喷淋塔能中和废气中的酸性气体。废气由风管引入喷淋塔，经过旋转洗涤桶时，风带加快，带动填料球飞带运转，在洗涤桶里，废气与水雾充分混合洗涤、中和反应(水里面补充有碱)，废气经过净化后，再经除雾层脱水除雾后进入其他净化设备，吸收后处理液在塔底经水泵增压后在箱顶喷淋雾化而下，最后回流至箱底循环使用。预处理后的废气湿度控制在20%[3]以下，颗粒物浓度控制在1mg/m3[4]以下。
深度处理：两级活性炭活吸附。活性炭吸附风速控制在1.2m/s[4]以下(建议0.8m/s)，活性炭选择耐水蜂窝活性炭，碘值≥650mg/g[5]，同时增加活性炭的有效吸附时间。合理设计活性炭摆放形式，使活性炭有效吸附有机废气。
4技术原理
4.1化学药剂喷淋
立式化学喷淋法，利用废气中的HF与化学药剂 NaOH溶液发生酸碱中和反应。
碱性化学药剂经消耗、吸收循环利用。操作中，通过控制pH值实时加药。 循环液定期处理。
4.2干式过滤器
为了防止产生的活性炭粉大量堆积造成后端活性炭堵塞，先经过干式过滤器拦截过滤后，确保吸附处理系统的气源洁净度。
干式过滤器采用：聚氨酯海绵G4初效+ 超细合成纤维F8+聚酯纤维F9 三级过滤，实现对废气更好的过滤，降低活性炭更换周期，减少运行费用。G4初效过滤器对粒径≥5μm 的粉尘， 70%≤过滤效率<90%;F8中校过滤器对粒径≥0.5μm 的粉尘， 75%≤过滤效率<90%;F9中校过滤器对粒径≥0.5μm 的粉尘， 90%≤过滤效率<99%;实际使用时，也可根据调试情况对滤料进行选择。
4.3活性炭吸附床
活性炭吸附处理有机废气是利用活性炭微孔能吸收有机性物质的特性，把大风量低浓度有机性废气中的有机溶剂吸附到活性炭中并浓缩，经吸附净化后的气体达标直接排放。活性炭吸附箱：增加有机废气经过活性炭层时的有效过滤面积，过滤流速≤0.8m/s.提高吸附效率。吸附净化设备内装活性炭层及气流分布器，以吸附、浓缩、净化有机气体，是整个装置主要部件，活性炭由抽屉式框架堆放式装填，更换方便，并减小传统叠装方式引起的活性炭层热量积蓄带来的整体起火隐患。
采用耐水蜂窝状活性炭作吸附材料，与粒(棒)状相比具有孔隙结构发达、比表面积大、流体阻力小、物理强度高等优点，同时具有优良的广谱吸附性能。该产品低阻力低能耗、吸附效率高，效率可达70%~90%，非常适用于大风量下使用。
蜂窝状活性炭，活性炭密度达380-450kg/m3，碘值≥650mg/g，活性炭的碘值是衡量活性炭性能的一项重要指标，碘值越大，活性炭性能越好。孔隙率大于〉90%。选择针对有机废气包括甲苯，二甲苯等有机废气，同时也可以吸附无机废气，且耐酸碱、耐热等。
![<p> 关键字：电池工业废气 碱液喷淋 活性炭吸附</p>
<p> 1.前言</p>
<p> 电池企业生产电池类型种类繁多，如：锌锰/锌银/锌空气电池、铅蓄电池、镉镍/氢镍电池、锂离子/锂电池、太阳电池、以及磷酸铁锂电池等。电池生产过程中，一般大型电池企业采取了良好的手段控制以外，对于大部分结构单一、经济规模不大、安全管理力度不足、设备陈旧及管理落后等企业来说，采取的措施与环保要求的废气处理技术规定不相符。本文以磷酸铁锂电池产生中产生废气处理措施为例简述电池废气处理工艺。</p>
<p> 2.废气处理目标</p>
<p> 2.1处理废气来源及成分分析</p>
<p> 磷酸铁锂电池在生产中有两个重要环节就是烘烤和注液，在这两个环节中会有废气产生，废气大概成分为：氟化氢(HF)、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、己二腈、氟代碳酸乙烯酯、六氟磷酸锂、NMP、酸性气体等，产废位置分布于注液生产车间的除湿机废气排放、烘烤工艺中真空泵废气排放、IQC实验室及针刺实验室。其中除湿机废气为持续排放，IQC实验室及针刺实验室为间接排放。</p>
<p> 2.2净化后气体排放标准</p>
<p> 净化后废气排放浓度及排放速率达到《电池工业污染物排放标准》(GB30484-2013)[1]要求，</p>
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序号
名称
参数
单位
备注
1
颗粒物浓度
<30
mg/m³
表5新建企业大气污染物排放限制
2
非甲烷总烃
<50
mg/m³
表5新建企业大气污染物排放限制
2.3处理后尾气排放监测目标
监测平台和检测口满足《固定污染源烟气(SO2、NOX、颗粒物)排放连续监测技术规范》(HJ 75-2017)[2]的要求，采样平台长度、宽度≥2m或不小于采样枪外延1m，平台配1.2米防护栏，四周安装100mm高踢脚板，采样平台≥2m时采用斜梯或Z字梯，宽度≥0.9m，采样口开100mm。需根据国家标准设置采样口(密封)和采样平台(使用Z字形或旋转爬梯)及设备四周护栏，并进行油漆防腐防锈处理，涂刷警示面漆。
3、废气治理分析
3.1工艺介绍及流程图
对本项目烘烤和注液废气含有酸性气体、酯类、腈类、酮类等的特点，处理工艺选择采用化学药剂喷淋+干式过滤(G4+F8+F9三级过滤)对废气进行预处理后进入后端深度处理。由于此类废气浓度低风量大，选择两级活性炭吸附进行深度处理。
IQC实验室及针刺实验室在做实验的时候会短时间内排放含有烟尘的废气，没有酸性气体，废气含有酯类、腈类、酮类等的特点，处理工艺选择干式过滤(G4+F8+F9三级过滤)+活性炭吸附工艺。
烘烤和注液废气净化处理工艺流程图参考如下：
IQC实验室及针刺实验室废气净化处理工艺流程图参考如下：
3.2技术特点
废气的预处理采用碱液喷淋塔+干式过滤工艺。采用碱液喷淋塔能中和废气中的酸性气体。废气由风管引入喷淋塔，经过旋转洗涤桶时，风带加快，带动填料球飞带运转，在洗涤桶里，废气与水雾充分混合洗涤、中和反应(水里面补充有碱)，废气经过净化后，再经除雾层脱水除雾后进入其他净化设备，吸收后处理液在塔底经水泵增压后在箱顶喷淋雾化而下，最后回流至箱底循环使用。预处理后的废气湿度控制在20%[3]以下，颗粒物浓度控制在1mg/m3[4]以下。
深度处理：两级活性炭活吸附。活性炭吸附风速控制在1.2m/s[4]以下(建议0.8m/s)，活性炭选择耐水蜂窝活性炭，碘值≥650mg/g[5]，同时增加活性炭的有效吸附时间。合理设计活性炭摆放形式，使活性炭有效吸附有机废气。
4技术原理
4.1化学药剂喷淋
立式化学喷淋法，利用废气中的HF与化学药剂 NaOH溶液发生酸碱中和反应。
碱性化学药剂经消耗、吸收循环利用。操作中，通过控制pH值实时加药。 循环液定期处理。
4.2干式过滤器
为了防止产生的活性炭粉大量堆积造成后端活性炭堵塞，先经过干式过滤器拦截过滤后，确保吸附处理系统的气源洁净度。
干式过滤器采用：聚氨酯海绵G4初效+ 超细合成纤维F8+聚酯纤维F9 三级过滤，实现对废气更好的过滤，降低活性炭更换周期，减少运行费用。G4初效过滤器对粒径≥5μm 的粉尘， 70%≤过滤效率<90%;F8中校过滤器对粒径≥0.5μm 的粉尘， 75%≤过滤效率<90%;F9中校过滤器对粒径≥0.5μm 的粉尘， 90%≤过滤效率<99%;实际使用时，也可根据调试情况对滤料进行选择。
4.3活性炭吸附床
活性炭吸附处理有机废气是利用活性炭微孔能吸收有机性物质的特性，把大风量低浓度有机性废气中的有机溶剂吸附到活性炭中并浓缩，经吸附净化后的气体达标直接排放。活性炭吸附箱：增加有机废气经过活性炭层时的有效过滤面积，过滤流速≤0.8m/s.提高吸附效率。吸附净化设备内装活性炭层及气流分布器，以吸附、浓缩、净化有机气体，是整个装置主要部件，活性炭由抽屉式框架堆放式装填，更换方便，并减小传统叠装方式引起的活性炭层热量积蓄带来的整体起火隐患。
采用耐水蜂窝状活性炭作吸附材料，与粒(棒)状相比具有孔隙结构发达、比表面积大、流体阻力小、物理强度高等优点，同时具有优良的广谱吸附性能。该产品低阻力低能耗、吸附效率高，效率可达70%~90%，非常适用于大风量下使用。
蜂窝状活性炭，活性炭密度达380-450kg/m3，碘值≥650mg/g，活性炭的碘值是衡量活性炭性能的一项重要指标，碘值越大，活性炭性能越好。孔隙率大于〉90%。选择针对有机废气包括甲苯，二甲苯等有机废气，同时也可以吸附无机废气，且耐酸碱、耐热等。}GEAD{QPXCTGQ50~$T$RN " width="369" align="" border="0">
活性炭内部气流原理图
5.结语
综上所述，全文阐述了磷酸铁锂电池生产过程中废气措施，系统阐述了废气处理工艺流程，同时参考有关行业标准、技术规范，根据废气特点给出了措施的建议，从废气成分和技术原理两方面阐述措施。当然电池工业废气处理也是一个很复杂的课题，不管从废气处理设备设计还是对经营管理的水平都提出了要求，并且必须进一步深入研究。
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