[发明专利]一种锂电池回收的废气净化和资源回收的方法及系统

说明书

本发明公开了一种锂电池回收的废气净化和资源回收的系统，包括依次连通的热解装置、第二除尘装置、气体混合器、燃烧室和锅炉，拆分装置、第一除尘装置和所述气体混合器依次连通，水合塔、一级磷酸捕集器、混酸池、二级磷酸捕集器、氢氟酸回收塔和净化塔依次连通，本发明还公开了一种锂电池回收的废气净化和资源回收的方法。本发明的优点为实现了P₂O₅和HF的分离提纯，利用碳酸酯类有机物燃烧的能量，分级提取副产物磷酸、氢氟酸或氟化铵产品，使废水及废渣的处理难度大大降低，环境友好。另外，由于副产物现在市场价值较高，使本环保项目运行有较好的经济效益，节约资源。

技术领域

本发明涉及锂电池回收废气处理领域，尤其涉及一种锂电池回收的废气净化和资源回收的方法及系统。

背景技术

近年来，随着电子产品和电动汽车工业的发展，锂电池的生产和消耗不断增长，据报道，2018年，中国电池产量同比增长26.17％，达102Gwh，2020年，中国锂离子电池市场产量将达到205.33Gwh，也就是说，2020年，中国锂电池产量约68万吨/年，锂电池使用寿命终结如果随意丢弃，对环境会造成非常严重的污染，现在最好的办法就是对废旧锂电池进行回收处理，回收处理的方法分干法和湿法，但无论哪种方法，都要对电池进行破碎，分选，而在此过程中，电池中的电解液就会挥发进入处理尾气中，给环境造成污染。锂电池电解液的主要成份包括溶剂如碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯等，溶质如LiPF₆。碳酸酯类物质进入尾气中，会使尾气VOCs超标，而LiPF₆遇水会发生水解，生成氟化氢和磷酸，严重污染环境。因此，在锂电池回收过程中，对处理尾气中碳酸酯类有机物和LiPF₆如何进行去除是大家关注的问题，在这方面大家也做了许多的研究。

专利号为CN110508057A的中国专利公开“一种锂电池回收过程中废气净化方法及系统”，该方法将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含氟组分，再通过燃烧去除其中的挥发性有机物，上述二段吸收的吸收剂为碱液，反应生成氟化钙和磷酸钙。但采用本方法，由于在二段吸收时，碳酸酯类有机物能溶于水，其中碳酸丙烯酯溶解度达到目的240g/L，大大增加了废水处理难度，其次，生成的氟化钙和磷酸钙混合盐综合利用困难，增加生产企业的生产成本。

专利号为CN08096977A的中国专利公开了“一种锂电池回收处理过程中产生的废气处理方法及系统”，本方法采用氮气保护，分子筛过滤吸湿，深冷分离处理的方法。但本方法能耗较高，另外，由于LiPF₆可以溶于碳酸酯类有机物，深冷后要分离出能循环利用的较纯的单体也比较困难。

专利号为CN10124432A的中国专利公开了“一种废旧锂电池回收处理工艺中烟气净化装置”，本装置先用布袋对废气进行除尘，然后进行二级淋洗，后用UV光解装置对有机物进行光解，本方法存在淋洗中有机物溶于水，增加废水处理难度，另外，UV光解的方法由于有机物浓度过高而难于达标排放。

专利号为CN108128953A的中国专利公开了“一种废旧锂电池回收裂解的废气及废水处理装置及方法”，本方法将锂电池回收处理中的废气直接进入裂解炉焚烧，然后，烟气用碱液喷淋吸收，再经活性炭吸附处理后高空排放。本装置方法中燃烧后的烟气直接用氢氧化钠溶液吸收处理，生成磷酸钠和氟化钠盐混合在一起，综合利用比较困难。

专利号为CN108736091A的中国专利公开了“一种锂电池的拆解回收工艺”，该方法先将电池进行粉碎，将电池的金属壳体和内容物进行筛分，然后通过热解的方式将金属箔与电极粘结剂、挥发性气体进行分离，金属箔经过分选得到铜箔和铝箔，挥发性气体经过蓄热燃烧处理并除尘后进行尾气排放，该专利未对尾气中成份进行回收利用，尾气中的有机物浓度为10mg/m³，污染环境。