一种锂电池生产溶剂NMP高效回收装置的制作方法

一种锂电池生产溶剂nmp高效回收装置
技术领域
1.本实用新型涉及电池制造业的废气处理技术领域，具体涉及一种锂电池生产溶剂nmp高效回收装置。


背景技术：

2.nmp是一种优良高级溶剂，广泛用于石油化工、衣药、医药、电子材料、锂电池制造等领域，在生产过程中产生的含nmp的废气，需要对nmp进行回收或治理。
3.n
‑
甲基呲咯烷酮(1
‑
methyl
‑2‑
pyrrolidone，简称nmp)具有闪点高，安全性好等诸多优点。在锂离子电池制造工序中，聚合物材料需要通过有机溶剂溶解后涂布在电极片材料的表面，nmp作为有机溶剂在锂电池制造行业中普遍采用。聚合物材料通过nmp溶解后涂布在电极片材料的表面，然后经过干燥处理。在进行干燥的过程中，nmp将全部变成气体，并通过风机大量排出。排出的含有大量nmp的废气如果不经过回收，不仅造成极大的资源浪费，还会造成环境污染。
4.研究表明：nmp是一种对生育能力有害的物质。nmp对身体有害的研究于2001年被加利福尼亚州一科研机构提出，欧盟于2003年将其列为影响生育的有毒物质。为了减少nmp对工作人员身体健康的潜在影响，必须开发一项对含有nmp的废气超高回收效率的设备。
5.但是，现有技术中的nmp回收设备普遍具有回收效率低和设备复杂和成本偏高的缺点。


技术实现要素：

6.针对上述不足，本实用新型的目的在于，提供一种锂电池生产溶剂nmp高效回收装置，其通过余热利用换热器、循环水冷换热器的二级表冷器、三级冷却器、四级冷冻换热器和三级干式过滤器、沸石吸附浓缩转轮的nmp废气回收系统的处理，能有效提高nmp回收效率，同时具有成本低、设备简单、环保和安全等优点。
7.为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案是：
8.一种锂电池生产溶剂nmp高效回收装置，包括依次设置的余热利用换热器、循环水冷换热器、三级干式过滤器、沸石吸附浓缩转轮、再生加热器和控制柜，所述余热利用换热器分别设置于正极涂布机上层和正极涂布机下层，排出的nmp废气经余热利用换热器中进入的新鲜空气热交换后进入循环水冷换热器，
9.所述循环水冷换热器包括二级表冷器、三级冷却器、四级冷冻换热器、冷冻水机组、冷却塔和溶剂回收罐，所述二级表冷器一端与所述余热利用换热器连通，另一端与所述三级冷却器、四级冷冻换热器依次连通，且所述二级表冷器、三级冷却器、四级冷冻换热器分别与所述溶剂回收罐连通，所述冷冻水机组和冷却塔连通，并与所述三级冷却器、四级冷冻换热器连通提供循环冷却水；
10.所述三级干式过滤器和沸石吸附浓缩转轮依次与所述四级冷冻换热器连通，且所述沸石吸附浓缩转轮包括吸附区、冷却区和再生区，且沸石吸附浓缩转轮通过电机驱动旋
转，所述沸石吸附浓缩转轮分别连接再生加热器和净化空气排出塔，所述沸石吸附浓缩转轮通过回收管路与所述循环水冷换热器的上游连通实现二次冷凝回收，其中，所述净化空气排出塔与所述余热利用换热器连通，用于补充进正极涂布机的新鲜空气，循环使用。
11.优选的，所述余热利用换热器分别包括设置于正极涂布机上层和正极涂布机下层的多组热回收换热器，通过排出的高热nmp废气对新注入的空气进行热交换加热处理，可节约正极涂布机的加热能耗。
12.优选的，所述nmp废气通过风机进入到所述循环水冷换热器，且所述冷却塔通过冷却水泵后形成冷却回路和冷冻回路，所述冷却回路与所述三级冷却器连通后循环到冷却塔，所述冷冻回路经冷冻水机组和四级冷冻换热器后循环回到冷却塔。
13.优选的，所述再生加热器配合有脱附换热器，用于多废气的再加热，同时再生加热器与外接水气换热器连通，可供生活用水的加热，提高能量的利用效率。
14.优选的，所述沸石吸附浓缩转轮与所述循环水冷换热器之间的回收管路上设有缓冲罐和风机。
15.优选的，所述控制柜可通过plc控制系统或ddc控制系统控制所述余热利用换热器、循环水冷换热器、三级干式过滤器、沸石吸附浓缩转轮、再生加热器的工作，
16.优选的，所述控制柜具有遥信功能组件、遥视功能组件、遥测功能组件和遥调功能组件，其中遥信功能组件包括采集模块和短信报警模块，通过采集模块采集设备状态、工作方式、故障报警信息，上传至监控主机或手机，当设备出现故障时通过短信报警模块将设备故障信息发动到设备管理人员的手机上；所述遥视功能组件通过数据采集模块，与plc控制系统进行有效的对接通讯，将数据传送到后台或者厂家售后集控中心界面；所述遥测功能组件可达到远程监测现场数据的合理性，实现远程数据的微调，确保设备达到最佳的运行状态；所述遥调功能组件能实现部分功能的远程调试。
17.优选的，所述沸石吸附浓缩转轮通过电机带动旋转的旋转速度为3
‑
6转/小时。
18.优选的，所述沸石吸附浓缩转轮的浓缩比为8:1，吸
‑
脱附性能好，处理效率高。
19.优选的，所述再生加热器采用电加热，无焰氧化，具有防爆的性能，安全。
20.本实用新型的有益效果为：
21.本实用新型通过余热利用换热器、循环水冷换热器的二级表冷器、三级冷却器、四级冷冻换热器和三级干式过滤器、沸石吸附浓缩转轮的nmp废气回收系统的处理，能将nmp废气的浓度处理在6.2h6g/平方米，远低于安全值，且能将nmp回收率达到98%以上，同时解决了环保问题，同时，该回收系统具有成本低、安全性高、智能化程度高的优点，可进行广泛推广应用。
22.下面结合附图与实施例，对本实用新型进一步说明。
附图说明
23.附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
24.图1是本实用新型一种锂电池生产溶剂nmp高效回收装置的结构示意图；
25.图中各附图标记说明如下。
26.余热利用换热器1、热回收换热器1a、循环水冷换热器2、二级表冷器2a、三级冷却
器2b、四级冷冻换热器2c、冷冻水机组2d、冷却塔2e、溶剂回收罐2f、冷却水泵2g、冷却回路2h、冷冻回路2i、三级干式过滤器3、沸石吸附浓缩转轮4、再生加热器5、脱附换热器5a、净化空气排出塔6、回收管路7、缓冲罐7a、风机8、水气换热器9。
具体实施方式
27.为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
28.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.请参阅图1，一种锂电池生产溶剂nmp高效回收装置，包括依次设置的余热利用换热器1、循环水冷换热器2、三级干式过滤器3、沸石吸附浓缩转轮4、再生加热器5和控制柜，所述余热利用换热器1分别设置于正极涂布机上层和正极涂布机下层，排出的nmp废气经余热利用换热器1中进入的新鲜空气热交换后进入循环水冷换热器2。
30.所述循环水冷换热器2包括二级表冷器2a、三级冷却器2b、四级冷冻换热器2c、冷冻水机组2d、冷却塔2e和溶剂回收罐2f，所述二级表冷器2a一端与所述余热利用换热器1连通，另一端与所述三级冷却器2b、四级冷冻换热器2c依次连通，且所述二级表冷器2a、三级冷却器2b、四级冷冻换热器2c分别与所述溶剂回收罐2f连通，所述冷冻水机组2d和冷却塔2e连通，并与所述三级冷却器2b、四级冷冻换热器2c连通提供循环冷却水。
31.所述三级干式过滤器3和沸石吸附浓缩转轮4依次与所述四级冷冻换热器2c连通，且所述沸石吸附浓缩转轮4包括吸附区、冷却区和再生区，且沸石吸附浓缩转轮4通过电机驱动旋转，所述沸石吸附浓缩转轮4分别连接再生加热器5和净化空气排出塔6，所述沸石吸附浓缩转轮4通过回收管路7与所述循环水冷换热器2的上游连通实现二次冷凝回收，其中，所述净化空气排出塔6与所述余热利用换热器1连通，用于补充进正极涂布机的新鲜空气，循环使用。在本实施例中，所述沸石吸附浓缩转轮4通过电机带动旋转的旋转速度为3
‑
6转/小时，所述沸石吸附浓缩转轮4的浓缩比为8:1，吸
‑
脱附性能好，处理效率高。
32.具体的，所述余热利用换热器1分别包括设置于正极涂布机上层和正极涂布机下层的多组热回收换热器1a，通过排出的高热nmp废气对新注入的空气进行热交换加热处理，可节约正极涂布机的加热能耗。
33.进一步的，所述nmp废气通过风机8进入到所述循环水冷换热器2，且所述冷却塔2e通过冷却水泵2g后形成冷却回路2h和冷冻回路2i，所述冷却回路与所述三级冷却器2b连通后循环到冷却塔2e，所述冷冻回路2i经冷冻水机组2d和四级冷冻换热器2c后循环回到冷却塔2e。
34.所述再生加热器5配合有脱附换热器5a，用于多废气的再加热，同时再生加热器5与外接水气换热器9连通，可供生活用水的加热，提高能量的利用效率。在本实施例中，所述
再生加热器5采用电加热，无焰氧化，具有防爆的性能，安全。
35.在本实施例中，所述沸石吸附浓缩转轮4与所述循环水冷换热器2之间的回收管路7上设有缓冲罐7a和风机8。
36.所述控制柜可通过plc控制系统或ddc控制系统控制所述余热利用换热器1、循环水冷换热器2、三级干式过滤器3、沸石吸附浓缩转轮4、再生加热器5的工作。所述控制柜具有遥信功能组件、遥视功能组件、遥测功能组件和遥调功能组件，其中遥信功能组件包括采集模块和短信报警模块，通过采集模块采集设备状态、工作方式、故障报警信息，上传至监控主机或手机，当设备出现故障时通过短信报警模块将设备故障信息发动到设备管理人员的手机上；所述遥视功能组件通过数据采集模块，与plc控制系统进行有效的对接通讯，将数据传送到后台或者厂家售后集控中心界面；所述遥测功能组件可达到远程监测现场数据的合理性，实现远程数据的微调，确保设备达到最佳的运行状态；所述遥调功能组件能实现部分功能的远程调试。
37.本实用新型工作原理：
38.所述正极涂布机排出的高温nmp废气经收集后通过余热利用换热器1对新补充涂布机的新鲜空气进行预热，可节约涂布机的加热能耗，经过此预热利用换热器1进行加热回收后，排气温度在80
‑
90摄氏度左右。然后，经降温后的nmp废气通过循环水冷换热器2的二级表冷器2a、三级冷却器2b冷凝后少量的冷凝液至溶剂回收罐2f中，其中三级冷却器2b通过冷却塔2e提供冷却，此级回收效率不高，回收率在50
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60%左右；然后，经过四级冷冻换热器2c冷却，该四级冷冻换热器2c通过冷却塔2e和冷冻水机组2d提供冷冻水，冷却后的nmp废气回收至溶剂回收罐2f，回收效率达80
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85%。经过循环水冷换热器2冷却处理后的未凝气体仍含有部分的npm废气，再经过三级干式过滤器3、沸石吸附浓缩转轮4进行处理，其中沸石吸附浓缩转轮4在电机带动下旋转，含有npm的气体从沸石吸附浓缩转轮4的吸附区流过后变成相对干净的空气，其npm的含量可最低降至30
‑
50mg/平方米以下，含有npm的空气在风机的作用下，被再生加热器5加热到2b0摄氏度左右，然后循环回沸石吸附浓缩转轮4的再生区，当再生区的空气流过沸石吸附浓缩转轮4时，吸附在沸石吸附浓缩转轮4上的npm在高温作用下被脱附下来，同时被再生空气带走并通过回收管路7再通过循环水冷换热器2、三级干式过滤器3、沸石吸附浓缩转轮4等再处理，净化处理后的废气排出到余热利用换热器1补充进涂布机的新鲜空气，循环使用。
39.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制，采用与其相同或相似的其它装置，均在本实用新型保护范围内。