[发明专利]一种废旧锂电池回收裂解的废气及废水处理装置及方法

说明书

本发明涉及一种废旧锂电池回收裂解的废气及废水处理装置及方法，包括废气处理单元和废水处理单元，方法为：a.将废气焚烧后，进入碱液喷淋吸收塔，用氢氧化钠溶液喷淋吸收处理，再经活性炭吸附器吸附处理后高空排放；b.将废水调节pH值，反应生成Na₃AlF₆沉淀；c.除氟废水微电解处理，然后进入芬顿氧化塔除去清有机物和降低其COD；d.依次进入砂滤罐、活性炭吸附罐和阳离子树脂交换柱除去悬浮物、COD、钙和镁离子；e.进入单效蒸发器进行蒸发浓缩；实现废气处理符合排放标准、废水处理后的回收用水零排放且避免了因回收用水造成的喷嘴、填料堵塞，泵及管路堵塞现象。

技术领域

本发明涉及废气废水领域，特别涉及一种废旧锂电池回收裂解的废气及废水处理方法。

背景技术

锂电池不含汞、镉、铅等有害重金属元素，被称为“绿色电池”，但其正负极材料、六氟磷酸锂电解质溶液等物质会对环境和生态系统造成严重污染，同时废弃的锂电池中含有大量不可再生且经济价值高的金属资源，如钴、锂、镍、铜、铝等，如果能有效地回收处理废弃或不合格的锂电池，不仅能减轻废旧电池对环境的压力，还可以避免造成钴、镍等金属资源的浪费，对减少污染、缓解资源匮乏等问题，具有重要的社会经济意义。

废旧锂电池的回收拆解后放入440℃～500℃的高温氮气保护气氛裂解炉内烧结，25-30min时废旧锂电池内的电解液、PP/PE电池隔膜产生高温裂解，电池隔膜PP/PE隔膜裂解成焦油，电解液热解产生有毒含氟废气、有机废气、氮气、CO、CO₂等有害废气，其有机废气成分复杂，主要成分及占比为乙基磺酰氯2.07％、1，3，5-三氟苯0.49％、环己烯0.08％、环己基异氰酸酯0.25％、碳酸乙烯酯71.4％、1，2-二甲基-4-叔丁基-6-环戊基苯0.56％、1，3-丙烷磺内酯3.16％、含氟10.09％、CO及CO₂11.9％，其中乙基磺酰氯遇水分解成乙基磺酸也溶于水，环己基异氰酸酯与水反应，碳酸乙烯酯溶于水，碳酸乙烯酯闪点160℃；乙基磺酰氯、环己基异氰酸酯高温下能裂解燃烧或被引燃。不同品种或不同厂家生产的锂电池电解液成分及配方不同，废旧锂电池裂解时所排放的废气成分及占比不同。采用常规的单一的吸收法、氧化法、吸附法、生物法、低温等离子法等，以及单一的常用的工艺方法如：燃烧氧化法、吸附法、光催化法、生物法、低温等离子法治理VOCs有机废气、二噁英处理很难达到GB9078-1996《工业炉窑大气污染物排放标准》、GB30484-2013《电池工业污染物排放标准》、GB18485-2014《生活垃圾焚烧炉污染排放标准》以及GB14554-1993《恶臭污染物排放标准》一级标准。

含氟废气对设备腐蚀严重，对于高温高腐蚀的含氟废气处理设备投资大，处理难，常规一级碱液喷淋处理塔净化处理排放限值很难达到GB9078-1996《工业炉窑大气污染物排放标准》以及GB30484-2013《电池工业污染物排放标准》表5标准；进气口浓度(以氟计)180～200g/m³；采用氢氧化钙循环喷淋中和吸收，储液槽溶液易形成污泥，循环喷淋时易造成喷嘴、填料堵塞和泵及管路堵塞，同时会造成水回用处理的超滤膜堵塞，影响超滤膜使用寿命。

废气处理后的废水处理采用常规废水处理即通过物化处理使重金属离子、COD处理达标，再超滤或反渗透处理后水回用，但水回用率低，一般在60％～80％之间，回用后的水盐分越来越浓，回到废气处理碱液喷淋吸收塔内作碱液喷淋用水，会造成喷嘴、填料堵塞，泵及管路内溶液中盐分结晶析出，造成泵及管路堵塞；同时造成净化处理膜堵塞，设备不能正常运行，维护成本高。电解液内有机废水、COD在没有生化处理条件下，COD处理达不到GB30484-2013《电池工业污染物排放标准》表2标准，回用后的水COD越来越高，造成净化处理膜以及回用水不能使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废气处理符合排放标准、废水处理后的回收用水零排放且避免了因回收用水造成的喷嘴、填料堵塞，泵及管路堵塞的废旧锂电池回收裂解时废气及废水处理装置及方法。