[发明专利]一种废锂离子电池热解尾气处理方法

说明书

本发明公开了一种废锂离子电池热解尾气处理方法。首先将废锂离子电池热解尾气进行高温除尘，分离和收集其中的极粉；再以热解尾气中的有机成分作为燃料，利用炭辅助燃烧和脱除尾气中的氮氧化物，通过调节风量控制燃烧温度；燃烧后的高温烟气通过空气冷却或者水冷却降温后，用钠碱溶液吸收其中的酸性组分，生成含氟化钠、磷酸钠、硫酸钠等的混合溶液；向混合溶液加入氧化钙，通过固液分离后得到氢氧化钠溶液，并将其回用于尾气中酸性组分的吸收；尾气最后通过炭吸附净化后，达标排放；吸附后的炭材料作为燃烧辅料，回用于热解尾气的燃烧。本发明可处理废锂离子电池热解尾气的多种污染物，流程简短、维护方便、适应性强、处理效率高、成本低。

技术领域

本发明涉及废锂离子电池回收利用，特别涉及一种废锂离子电池热解尾气处理方法。

背景技术

随着锂离子电池的广泛应用，其使用量逐年成倍增加，其报废量也将呈现爆发式增长。对报废的锂电池进行清洁回收，减少回收过程中有害物质排放对环境的污染，是资源循环领域与环境保护的重要内容。当前，对于废锂离子电池的预处理，大多数工艺采用的是破碎分选的方法：将废电池破碎成碎料后，采用高温热解将其中的废电解液和粘结剂等进行分解，从而使极粉与铜/铝箔脱离，并进一步借助水力或风力分选得到各组分。但是，在热解过程中会产生大量成分复杂的热解尾气，其中含高浓度的挥发性有机组分和较多的极粉，还存在氟、磷、氮氧化物和二噁英等有害物质，易对环境造成巨大危害。因此，回收热解尾气中的极粉，并对热解尾气进行无害化处理，是行业良性发展的必然需求。

废锂离子电池热解尾气中的污染物以挥发性有机组分为主。目前，用于有机废气的方法有多种，如吸附法、冷凝法、吸收法、生物法、光催化、热力氧化法等，不同方法也都具有各自的优缺点。根据废锂离子电池热解尾气中有机物浓度高的特点，热力氧化法是较为合适的方法。但是，且由于尾气中还存在许多其他的污染物，采用单一热力氧化法处理，难以达到排放要求。为了实现各类污染物的达标排放，行业多数采用的方法是，针对每一类污染物都设置相应的处理单元，因而工艺复杂，设备投入大，成本较高。因此，开发一种经济高效和高集成度的锂电池热解尾气处理工艺，对锂资源循环和环境保护的意义重大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废锂离子电池热解尾气处理方法，实现高效率、低能耗、低成本地将含氟、磷和氮氧化物等的高浓度有机废气无害化处理。

本发明的技术方案为：

一种废锂离子电池热解尾气处理方法，包括以下步骤：

（1）首先将废旧锂离子电池热解尾气进行高温除尘，分离和收集其中的极粉，提高极粉的回收价值；另外，极粉中的铜、铁等过渡金属具有催化生成二噁英的可能，提前分离有助于减少二噁英的产生；

（2）再以热解尾气中的有机成分作为燃料，利用炭辅助燃烧和还原脱除尾气中的氮氧化物，通过调节风量控制燃烧温度，使有机组分燃烧彻底并消除二噁英；炭中含有的硫也有助于抑制二噁英的生成；

（3）燃烧后的高温烟气通过空气冷却或者水冷却降温后，用钠碱溶液吸收其中的酸性组分（含氟、磷、硫等），生成含相应钠盐的混合溶液（含氟化钠、磷酸钠、硫酸钠等）；

（4）然后向混合溶液中加入氧化钙，生成沉淀（氟化钙、磷酸钙和硫酸钙等）和氢氧化钠溶液；通过固液分离后，将氢氧化钠溶液回用于步骤（3）；

（5）尾气最后通过炭吸附净化后，达标排放；吸附后的炭材料作为燃烧辅料回用于步骤（2），炭吸附的污染物也将得到进一步处理。

进一步地，步骤（1）中，所述高温除尘的温度为150-550℃，避免油性组分冷凝和堵塞过滤材料。

进一步地，步骤（2）中，所述的炭为焦炭、活性炭和木炭中的一种，炭加入量为0.02-0.2 kg/m³尾气；燃烧温度控制为600-900℃，过量空气系数为1.1-1.4。