[发明专利]液体喷射器、锂电池生产中的NMP的回收系统及方法

说明书

本发明提供一种液体喷射器、锂电池生产中的NMP的回收系统及方法，液体喷射器包括自上至下设置的动力分配室、混合室及扩压室，动力分配室与混合室的交界处设有喷嘴座板，喷嘴座板上设有均匀分布的多个喷嘴，且多个喷嘴能将动力分配室内的动力工作液体喷射进入混合室并于混合室内形成真空区；动力分配室、混合室及扩压室分别设置有动力工作液体入口、废气入口以及混合液出口。该系统包括以上液体喷射器、气液分离罐以及吸收塔。该系统及方法是一种通过液体喷射增压与吸收塔组合脱除并回收锂电池行业NMP废气的系统及方法，可解决现有NMP废气回收方法存在的投资成本高，设备复杂，故障率较高，运行维护成本较高以及水耗量大、能耗高等问题。

技术领域

本发明涉及一种液体喷射器、锂电池生产中的NMP的回收系统及方法，属于锂电池生产行业中的NMP的回收生产技术领域。

背景技术

锂电池生产中N-甲基吡咯烷酮（NMP）作为溶剂用于配制电池正极活性物质浆料。配制的正极活性物质浆料进入涂布机料斗中，再由涂布机均匀涂在集电体，即正电极铝箔片基上。正极活性物质浆料涂覆后，再进行烘烤干燥以除去NMP。干燥后的活性物质均匀分布在集电体上，产生的NMP蒸汽被热空气带走。因此，锂电池涂布机在运行过程中会连续排出含有NMP蒸汽的废气，其排气温度为100~120 ℃。NMP是较为昂贵而又对人体有害的VOC，根据《GB 30484-2013电池工业污染物排放标准》的规定，新建电池企业排放废气中非甲烷总烃含量应≤50mg/m³。因此，将锂电池生产中产生的烘烤NMP废气进行回收，对减少污染、保护环境和降低锂电池生产成本有着十分重大的意义。

目前，对NMP气体处理一般采用转轮回收、冷却回收或喷淋回收三种。其中，转轮吸收技术以日本的转轮技术为代表，转轮回收设备分为三个工作区，即处理区、冷却区和脱附区，其中脱附区也称为再生区。转轮回收过程中，涂布机产生的含NMP废气经风机引至转轮处理区，转轮上的沸石分子筛可吸附废气中的NMP，经过吸附后的达标空气可用风机排至室外。此外，中国专利CN205692906U公开了一种利用转轮技术回收NMP废气的方案，其转轮设置吸附区、脱附区和预热回收区。虽然转轮技术可以实现对NMP气体处理，但是其也存在一定缺陷。以沸石转轮技术为例，其加热能耗较大，且沸石分子筛在冷热交替循环使用过程中会出现开裂等现象，从能耗和维修方面增加了企业的运行成本。

冷却回收技术是指对涂布机排出的NMP废气经风机增压后，进行冷却水冷却和冷冻水冷却，通过降温方式，使废气中的NMP达到冷凝温度，从而冷凝为液态，进而达到降低排气中NMP含量的目的。中国专利CN 110152338 A公开了一种锂电池生产中NMP废气回收技术，包括以下步骤：（1）将含NMP烘烤废气80%通过离心风机返回涂布机循环使用，20%废气排出；（2）将经步骤（1）排出的20%的废气，经余热回收器、水冷凝器及冷水机冷水冷凝器，使废气中NMP蒸汽及水蒸气冷却、冷凝，再回余热回收器与刚排出的废气换热提升其温度后，重新返回涂布机中循环使用。冷却回收技术由于采用间接换热冷却的方式，需要使用风机作为气体增压设备，运行维护较复杂，同时需要冷冻水作为最后的冷却介质，能耗较高。另外，经过冷却回收处理后，尾气中的NMP含量很难降至≤50mg/m³。

喷淋回收技术是指将NMP废气经风机增压送入喷淋吸收塔底部，在喷淋吸收塔内自上而下与水逆流接触后，脱除废气中的NMP，吸收NMP的液体从塔釜抽出送至NMP废液回收装置。中国专利CN 101543683A公开了一种利用喷淋回收技术回收NMP废气的方法，该方法将经过冷却的尾气送入尾气吸收水塔，使NMP在吸收水塔中得到充分吸收，塔顶排出空气。喷淋回收技术缺点之一是仍使用风机作为增压设备，运行维护较复杂，并且耗水量大，浪费资源严重。