[发明专利]一种锂电池回收过程中废气净化方法及系统

权利要求书

1.一种锂电池回收过程中废气净化方法，其特征在于，锂电池回收过程中产生的废气先经除尘装置去除其中的含尘颗粒物，然后经二段循环吸收塔脱除废气中大部分的含氟组分，脱除含氟组分后的废气通过高温燃烧或中温催化燃烧去除其中的挥发性有机物，再经余热回收后进入碱吸收塔去除剩余微量的氟化氢；上述过程中产生的废液汇入中和槽内与中和碱液反应，使其中的氟、磷固化脱水后形成无害固化物氟化钙和磷酸钙。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池回收过程中废气净化方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)锂电回收过程中产生的废气经废气收集管道进入除尘单元，废气中的含尘颗粒物被滤出后通过输灰装置送至灰库暂存，经除尘后的废气含尘量＜10mg/m³；

2)除尘净化后的废气送入氟脱除单元，经气液换热器与来自二段循环吸收塔的吸收液换热降温，然后进入二段循环吸收塔中；二段循环吸收塔的下段通入酸性吸收液，废气中大部分的五氟化磷和氟化氢被脱除；其中废气中的五氟化磷与酸性吸收液反应生成含氟磷络合物，反应后的混合溶液经过气液换热器加热后，含氟磷络合物分别形成氢氟酸与磷酸；二段循环吸收塔的上段通入碱性吸收液，进一步吸收来自下段逃逸的五氟化磷和氟化氢；经氟脱除单元净化后的废气中氟的摩尔含量在100ppm以下；

3)经除尘、脱氟净化后的废气进入挥发性有机物脱除单元中的焚烧炉进行850℃～1000℃高温燃烧或250℃～350℃催化燃烧；废气中的碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯及微量的含氟磷化合物在高温燃烧作用或催化燃烧作用被完全氧化，生成二氧化碳、水及微量的氟化氢和五氧化二磷，脱除挥发性有机物后的废气中非甲烷总烃含量小于80mg/m³，VOCs净化效率大于95％；

4)步骤3)中废气经高温燃烧后产生的高温烟气进入余热回收单元，由余热回收装置产生低中压蒸汽；经余热回收后的烟气再通过换热降温后进入碱吸收塔；或者废气经催化燃烧后产生的中温烟气经换热降温后进入碱吸收塔；

5)在碱吸收塔中，烟气与碱性吸收液逆流接触，烟气中剩余微量的氟化氢被吸收，净化后的烟气中氟化氢含量小于3mg/m³；

6)气液换热器加热分解后的溶液、二段循环吸收塔上段的排放液及碱吸收塔的排放液分别汇入中和槽中，与中和碱液反应，其中的氟与磷被固化形成沉淀物，通过压滤机脱水后，形成的氟化钙和磷酸钙为无害固化物。

3.根据权利要求2所述的一种锂电池回收过程中废气净化方法，其特征在于，所述气液换热器以除尘后的废气为热源加热酸性吸收液，酸性吸收液在气液换热器中的加热停留时间为60～600min，气液换热器中酸性吸收液的流动通道采用耐腐蚀石墨材料制成。

4.根据权利要求2所述的一种锂电池回收过程中废气净化方法，其特征在于，所述酸性吸收液为硫酸、磷酸、氢氟酸、盐酸中的一种或多种任意混合；酸性吸收液的质量分数为1％～10％。

5.根据权利要求2所述的一种锂电池回收过程中废气净化方法，其特征在于，所述碱性吸收液为质量分数为5％～20％的氢氧化钠溶液。

6.根据权利要求2所述的一种锂电池回收过程中废气净化方法，其特征在于，所述焚烧炉采用直燃炉、箱式蓄热焚烧炉、旋转蓄热焚烧炉、催化焚烧炉中的一种；其中废气在直燃炉、箱式蓄热焚烧炉、旋转蓄热焚烧炉内的燃烧温度为850℃～1000℃，废气在催化焚烧炉中的反应温度为250℃～350℃，空速15000h^-1～25000h^-1；废气在焚烧炉内的停留时间为0.2s～5s。

7.根据权利要求2所述的一种锂电池回收过程中废气净化方法，其特征在于，所述中和碱液为质量浓度为5％～20％的氢氧化钙溶液或氢氧化镁溶液。