锂电池电极涂布机NMP废气处理回收工艺

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1、锂电池电极涂布机NMP废气处理回收工艺改进与施工（广东省工业设备安装公司周伟波）摘要NMP-甲基吡咯烷酮，是一种以γ-丁内酯为原料，与甲胺缩合而成液体，挥发性、渗透性极强，PH值为7-9碱性，易燃易爆，锂电池生产中应用广。在锂电池电极制造过程中，涂布机会产生高温NMP废气。以往的工艺一般为经废气塔吸收达环保标准后直接排放，造成了价格昂贵的NMP的浪费。我们改进的工艺回收原理是用冷却水经水-气换热器将含有NMP的高温空气冷却，使废气中的NMP以液态的形式从空气中分离后回收，已分离NMP的空气经过气-气换热器进行热能交换再循环利用，达到节省能源，零排放环保标准，并且在本技

2、术工艺的施工中采用了相应的施工工艺，解决了NMP极易渗透问题。关键词NMP工艺回收水-气换热器气-气换热器零排放1.工艺概况东莞某电子厂锂电池电极涂布机NMP废气系统位于厂区内涂布车间天面，NMP废气03出口温度为104C，风量为4500m/h。在涂布过程中由于NMP不断蒸发，使废气出口的浓度不断增加，环保要求不能直接排放，循环利用需控制浓度。原设计为1/3气经冷凝NMP液回收后直接排放，涂布机需补新风预热（见图一），NMP浪费，热用量增加。业主方委托我司对该方案进行改进，我方设计以下方案，经在一条生产线安装调试，效果非常好，并且在全厂20条涂布机废气回收中使用，每年

3、节约了大量运行费用。3本处理回收工艺系统设计如下：取NMP废气排气量1/3为回收风量（即1500m/h），2/3直接循环利用，主要由水-气换热器（冷凝器）、气-气换热器、挡液板、收集器、风机、风量调节阀、风管系统、管道系统组成。工艺安装连接方式：采用焊接和法兰连接，法兰连接的密封填料采用耐酸耐碱性耐高温的橡胶板。第1页图一原设计工艺流程图2.NMP回收工艺流程方案选择03根据理论与实验测量，涂布机含有NMP废气出口温度为104C，风量为4500M/h。当温0度下降至60C以下时废气饱和开始有NMP液冷凝，经实验得出NMP如下数据如表1。表10回收温度（Cdp）饱和蒸气

4、压（KPa）体积比回收量（g/Kg）200．040．04%1．348526400．160．16%5．400503500．320．32%10．81812600．530．53%17．95485根据NMP混合气体的体积比达到1.3%时极易发生爆炸(NMP的爆炸下限为1.3%),设计选0用回收温度为40C,体积比为0.16%,达到安全,且设计中用冷却水作为冷媒,根据广东省的00气候冷却水的出口温度为32C,温差有8C可满足方案设计意图。选用NMP回收风量为总排第2页30放量的三分之一（即1500m/h），经气-气换热器换热后的温度达到70C，其余的风量循环回涂布机。30方案使

5、用工况如下：含NMP的废气流量为1500m/h，经过气-气换热器从104C降至000070C；经水-气换热器后温度降至40C，水-气换热器采用32C冷却水冷却；40C回收NMP后0的尾气再回气-气换热器后升温至70C作涂布机新风循环回涂布机。NMP回收工艺流程如图二.图二NMP回收工艺流程图3．气-气换热器设计选型3．1气—气换热器根据设计回收工艺流程图及现场实测，经计算得出数据如下表第3页项目单位热侧冷侧备注3流量m/h15001500带*为通过计算所进口温度℃10440得其他为实测数气－气换热器出口温度℃7070*据或设定数据。计算参数热负荷kcal/h14688

6、*对数温差℃33*传热系数kcal/h.82m.℃2换热面积m55.7*选用换热器型号BSRZ-12×7-12D昊磊换热器厂3.2根据计算参数及换热器所选型号BSRZ-12*7-12D，相关尺寸如下图三。翅片管选用φ25*2.0-45mm，制作方式采用无缝钢管绕铝翅片，片高10mm，片距2.5mm；管程设计压力为1.0MPa，试验压力为1.5MPa，换热器材质采用碳钢。制作标准参照《GB14209-93》。4104104106601230660100710左视图正视图图三气—气换热器结构图4、水-气换热器设计选型4.1水—气换热器根据设计回收工艺流程图及现场实测，经计

7、算得出数据如下表第4页项目单位热侧（风）冷侧（水）备注3流量m/h15002.6*带*为计算所得，进口温度℃7032其他数据为实测水－气换热器出口温度℃4035数据或设定数据。计算参数热负荷kcal/h12960*对数温差℃18.3*传热系数kcal/h.252m.℃2换热面积m28.3*选用换热器型号BGLⅡ-8R×10-55昊磊换热器厂4.2根据计算参数及广州昊磊换热器厂产品参数，所选换热器型号BGLII-8R×10-55。翅片管选用φ25*2.0-45mm，制作方式采用无缝钢管绕铝翅片，片高10mm，片距2.5mm；0管程设计压力为1.0MPa