[发明专利]一种膜分离法回收锂电池生产中N-甲基吡咯烷酮废气的方法和装置

说明书

本发明涉及一种膜分离法回收锂电池生产中N‑甲基吡咯烷酮(NMP)废气的工艺，属于有机废气回收技术领域。来自锂电池极片干燥箱中的NMP废气被鼓风设备送入吸收塔中，以水作为溶剂进行吸收，在吸收塔底形成NMP废液，再经循环泵进入多孔陶瓷过滤膜分离器，在多孔陶瓷过滤膜前后压差的作用下NMP和水透过多孔过滤膜，在多孔陶瓷过滤膜后侧形成NMP‑水的清液，截留液返回至循环罐；形成的NMP‑水清液存于清液罐，并在料液泵的作用下进入加热器加热；加热后的清液经渗透汽化膜时，水透过膜层而NMP被截留，从而实现NMP与水的分离。回收过程中操作温度在NMP回收液的沸点以下，被回收的NMP无需高温、负压，不易产生新杂质，能耗低，操作简单，是一种绿色的NMP废气回收工艺。

技术领域

本发明涉及一种膜分离法回收锂电池生产中N-甲基吡咯烷酮废气的方法，尤其涉及一种陶瓷过滤膜与透水型渗透汽化膜耦合回收N-甲基吡咯烷酮的方法，是一种新型、清洁、节能的N-甲基吡咯烷酮废气的回收工艺。

背景技术

N-甲基吡咯烷酮(NMP)是一种极性的非质子传递溶剂，具有挥发度低、化学稳定性好、对粘合剂 PDVF 的溶解性好等优点，广泛用作锂电池阳极的辅助材料。近年来随着锂电池行业的迅猛发展，N-甲基吡咯烷酮的使用量越来越大。然而，选用NMP溶解PVDF，并与锂电池正极粉体材料制成浆料，浆料涂覆于铝箔上，在铝箔烘干过程中会产生含NMP的空气， 此NMP废气的直接排放，不仅污染环境，而且带来原材料的极大浪费。因此，NMP 废气的回收再生具有极大的环境效益和经济效益。常用回收技术以水作为吸收剂，在喷淋塔中对NMP废气进行喷淋吸收，在吸收塔底形成NMP溶液，现有对该NMP废液回收提纯技术主要通过减压精馏的方法实现NMP除水、除固的目的，从而得到NMP成品，达到回收利用的目的。然而，NMP遇空气易发生氧化，产生酸性物质，特别是在水、空气、高温共同作用下氧化作用最为显著；另一方面，NMP遇酸易发生聚合。在负压操作条件下，空气易进入系统，导致NMP的性质发生变化，影响了产品色度、质量以及回收率，甚至可能会出现系统结焦的问题。

发明内容

本发明所实际解决的技术问题是：锂电池阳极的生产过程中会产生的含有NMP的废气，常规的废气回收方法无法较好地回收到较高纯度的NMP溶剂，本发明提出了一种锂电池电极生产中废气的回收方法，是基于吸收、膜分离回收锂电池生产中的NMP废气，该方法同时也能解决负压操作系统易导致空气的混入。

本发明采用的技术构思是：通过在锂电池的电极生产过程中的NMP废气采出，再采用水吸收方法将吸收液中的NMP提至较高浓度，然后通过陶瓷膜在低温条件下进行过滤，截留其中的粉体、颗粒等大分子杂质，再将陶瓷膜滤液送至渗透汽化膜中进行脱水，该工艺一方面可以避免负压操作时系统易进入空气的问题；另一方面由于在低温下操作，能耗低。

具体的技术方案是：

本发明的第一个方面：

一种膜分离法回收锂电池生产中N-甲基吡咯烷酮废气的方法，包括如下步骤：

第1步，将涂覆了含有NMP溶剂的浆料的锂电池极片进行干燥；

第2步，将第1步得到的废气送入吸收塔中，以水作为溶剂进行吸收，使塔底的吸收液中的NMP浓度提高到至少65wt%；

第3步，将第2步得到的塔底的吸收液送入多孔陶瓷膜中进行过滤；

第4步，将第3步得到的多孔陶瓷膜的滤液送入渗透汽化膜中进行脱水，得到回收NMP。

所述的第2步中，吸收液温度在5～60℃，更优选是15～55℃，再优选是20～50℃。

所述的第2步中，使塔底的吸收液中的NMP的浓度为75wt%以上，更优先是80wt%以上。