[发明专利]一种废旧锂电池回收过程废气减量化无害化的处理方法

说明书

本发明公开了一种废旧锂电池回收过程废气减量化无害化的处理方法，废气包括破碎过程挥发的电解液气体、低温挥发出来的电解液废气、高温热解产生的有机废气，主要污染因子为voc、HF、二噁英等。该方法首先在密闭和氮气保护条件下破碎、低温挥发、高温热解，减少有机废气的气量，然后将有机废气焚烧，再通过急冷将废气冷却到200℃以下，避免二恶英的再生成，最后通过除尘、水洗、碱洗的工艺净化处理后达标排放。本发明实现有机废气的减量化和无害化处理。

技术领域

本发明涉及锂电池回收过程废气的处理，特别涉及一种废旧锂电池回收过程废气减量化无害化的处理方法。

技术背景

随着新能源产业的蓬勃发展，废旧锂电池的回收问题也引发各行业的关注，现有回收技术在破碎、挥发、热解过程均未在密闭氮气保护的条件进行，而是采用大风量抽取，降低电解液及有机废气浓度，从而保证安全生产，产生的废气量大约在5万-10万m³/h。而且大部分企业均认为废气中不含二恶英，未设置二恶英处理工艺，实际上电池外包装大多是采用PVC材料，在热解过程会产生二恶英。有机废气在处理时大都采用焚烧法，辅助天然气燃烧，对天然气的消耗大。针对上述问题，本发明直接从回收工艺开始进行改进，研发出一种废旧锂电池回收过程废气减量化无害化的处理方法。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种废旧锂电池回收过程废气减量化无害化的处理方法，从源头上减少废气量，减少天然气的消耗，确保废气达标排放。

为实现上述目的，本发明提供的废旧锂电池回收过程废气减量化无害化的处理方法，包括如下步骤：

(1)破碎、挥发、热解均在密闭和氮气保护下进行，从源头上减少产生的废气量，实现废气的减量化；

(2)废气通过高温焚烧，去除废气中的有机组分，有机组分去除率99.99％；高温焚烧的温度为850-1100℃，高温焚烧过程通过富氧助燃，减少天然气的消耗；助燃的富氧来源包括液氧、制氧机或制氮机尾气；

(3)高温焚烧后的尾气通过热交换器回收部分热量，回收的热量用于预热助燃富氧、烘干物料等；热交换后的尾气温度保持在600-800℃；

(4)热交换后的尾气进行急冷，通过大量的水喷淋，使得尾气急速冷却至200℃以下，防止二恶英的再生，急冷塔采用全石墨材质，既可耐高温，又可耐腐蚀；

(5)急冷后的尾气通过布袋收尘器除尘，在布袋收尘的过程喷入活性炭粉末，进一步吸附废气中的粉尘和二恶英等固体颗粒物；

(6)除尘后的尾气通过水洗、碱洗等工艺净化废气中的HF等酸性气体，急冷后的尾气首先通过多级水洗净化废气中的HF，然后通过一级碱洗净化P₂O₅等其他酸性气体。

(7)多级水洗循环水定期抽至沉淀脱氟，通过加入Ca²⁺离子，使氟离子以CaF₂的形式沉淀下来，然后通过过滤得到CaF₂副产品，滤液返回水洗或急冷工序，实现废水循环使用。

(8)净化后的废气通过烟囱集中排放。

进一步地，步骤(1)中，挥发的温度为100-150℃，时间为0.5-1h；热解的温度为500-550℃，时间为0.5-1h。

进一步地，步骤(2)中，所述废气包括破碎过程挥发的电解液气体、低温挥发出来的电解液废气和高温热解产生的有机废气，这些废气的主要污染因子为voc、HF、二恶英。

相对现有技术，本发明的有益效果在于：

1、破碎、挥发、热解均在密闭和氮气保护的氛围下进行，从源头上减少需要处理的废气量，实现减量化的目的。

2、焚烧过程采用富氧助燃，减少燃料的消耗，燃料可减少60％以上。助燃富氧可用制氮机尾气，减少氧气成本。