一种NMP气体回收系统技术方案

本实用新型专利技术属于工业生产废气回收技术领域，尤其涉及一种锂电池工业废气处理中N‑甲基吡咯烷酮的回收系统。该回收系统包括依次连接的预冷换单元、冷凝单元、吸附再生单元和NMP废液回收罐，所述预冷换单元和所述冷凝单元均与所述NMP废液回收罐连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术提供的NMP气体回收系统设备简单，回收流程短，没有活性炭吸附剂的使用和淋洗塔废水的产生，且NMP的一次回收率可以达到99%以上；不仅有效改善了生产环境，避免危害员工身体健康，同时降低企业耗材成本，提高了资源回收利用率。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于工业生产废气回收
，尤其涉及一种锂电池工业废气处理中N-甲基吡咯烷酮的回收系统。
技术介绍
NMP（N-甲基吡咯烷酮）为无色透明油状液体，熔点-24.4℃，沸点203℃，闪点95℃；其具有闪点高、腐蚀性小、溶解度大、粘度低、挥发度低、热稳定性和化学稳定性高等优点。因其良好的理化性能，在各个行业里被广泛应用。总的来说，NMP的用途主要在以下几方面：（1）用作聚偏二氟乙烯的溶剂等，以及锂离子电池的电极辅助材料；（2）可用于光刻胶脱除液， LCD 液晶材料生产；（3）应用于医药生产的溶剂；（4）半导体行业精密仪器、线路板的洗净。其中，目前使用NMP更为广泛的是锂电池行业，在制造锂电池时，需要在电池的正极、负极材料上涂布一层聚合物，该聚合物材料需要通过有机溶剂溶解后涂布在电极片材料的表面，然后经过干燥处理，在有机溶剂由正、负极片上脱离出来。由于NMP 具有闪点高、安全性好等诸多优点，所以被作为有机溶剂在锂电池制造行业中普遍采用。但是在进行干燥的过程中，NMP 将全部变成气体，并被风机排到空气中。但如果将NMP气体直接排放到空气中不仅会造成资源浪费，同时又会污染环境，危害人的身体健康。因为研究发现NMP是一种对生育能力有害的物质，其受热易分解放出毒性物NOx。早在2001年，NMP对身体有害的研究被加利福尼亚州一科研机构提出，2003年欧盟将其列为影响生育的有毒物质。为了减少NMP对工作人员身体健康的潜在影响，世界各国对工作环境中NMP的最低溶度值有严格界定；日本限定为≤1ppm，南非限定为≤100ppm，欧盟和美国限定为≤10ppm，而我国最新的NMP排放标准规定为≤20ppm。而现有的NMP回收系统及其回收流程一般为：将含有NMP的工艺气体经过气气换热器、普通循环水表冷器冷却降温和冻水表冷器降温，混合气中的部分NMP被冷却成液体回收，其余的混合气体经过水淋洗和活性炭吸附后对空排放。但该回收系统及其回收流程存在以下弊端和缺陷：1）回收系统复杂，使得回收设备的初次投资费用高，同时后期的能耗费和维护费用也较高；2）回收流程冗长，回收过程中又产生大量的污染废水，造成二次污染；3）活性炭吸附剂为耗材，需要不停的更换，导致运行成本增加，同时降低了生产效率；4）回收率利用率低，此工艺中被直接回收的NMP气体为总量的75%左右，其余的25%NMP气体被直接对空排放，达不到环保要求，对环境和人员造成损害，同时对企业的节能降耗和成本节约不利。有鉴于此，确有必要对现有的NMP回收系统作一步的改进，以改善生产环境，保护员工身体健康；降低企业耗材成本，提高材料利用率。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供一种NMP气体回收系统，该回收系统设备简单，回收流程短，没有活性炭吸附剂的使用和淋洗塔废水的产生，且NMP的一次回收率可以达到99%以上；不仅有效改善了生产环境，避免危害员工身体健康，同时降低企业耗材成本，提高了资源回收利用率。为了实现上述目的，本技术采用以下解决方案：一种NMP气体回收系统，包括依次连接的预冷换单元、冷凝单元、吸附再生单元和NMP废液回收罐，所述预冷换单元和所述冷凝单元均通过通液管道与所述NMP废液回收罐连接。其中，所述预冷换单元包括由通气管道依次连接的极片涂布机、第一风机和第一气气换热器，所述冷凝单元包括由通气管道依次连接的一级冷凝器和二级冷凝器，所述吸附再生单元包括转轮吸附机、第二风机、排气阀门、第三风机和第二气气换热器，所述二级冷凝器、所述转轮吸附机、所述第二风机和所述排气阀门通过通气管道依次连接，所述第一气气换热器、所述冷凝单元、所述第二气气换热器和所述第三风机通过通气管道依次连接并形成循环回路，所述一级冷凝器、所述二级冷凝器、所述第一气气换热器和所述转轮吸附机均设置有通液管道，所述通液管道与所述NMP废液回收罐连接。本技术采用密闭、循环的管道系统，仅向外界排放因极片涂布机进气口吸进新风的少量气体，同时外界环境中的尘埃也无法进入涂布机污染极片，回收利用率高，有利于环保，而且通过吸附再生单元可以循环利用热能，省去涂布机干燥时的二次加热，节能效果明显。还包括控制单元，所述预冷换单元、所述冷凝单元、所述吸附再生单元和所述NMP废液回收罐分别与所述控制单元电连接。所述预冷换单元还包括回风管道，所述极片涂布机和所述第一气气换热器分别与所述回风管道连接。通过回风管道可以使得交换的热能返回极片涂布机进行循环利用。 所述转轮吸附机通过隔板分成处理区、冷却区和再生区，所述冷却区的气体经过再生加热器加热后送至所述再生区，所述再生区通过所述第二气气换热器与所述冷凝单元连接。 含有NMP的被处理空气通过通气管道送到转轮吸附机的处理区，在处理区含NMP的气体被吸附回收处理，空气被净化后从转轮吸附机的处理区排出，吸附于转轮吸附机中的NMP在再生区经过再生加热器后被脱附、浓缩，而且转轮吸附机在冷却区被冷却，经过冷却区的空气再经过加热后返回涂布机作为再生空气使用，从而达到节能的效果。优选的，所述处理区、冷却区和再生区的区间体积比为1：1：3。优选的，所述一级冷凝器和所述二级冷凝器均为水冷器。其中，所述一级冷凝器的冷却水选为常温循环水，所述二级水冷器的冷却水选为5~15℃的冷冻水。优选的，所述排气阀门安装有过滤器。这样可以进一步降低排放的气体中污染气体的含量。所述通气管道上安装有风量调节阀和温度监控计，所述通液管道上安装有流量调节阀，所述NMP废液回收罐安装有液位传感器，所述风量调节阀、所述温度监控计、所述流量调节阀和所述液位传感器均与所述控制单元电连接。所述控制单元包括时间控制器、变频器、闪光报警灯和远近程转换开关，所述时间控制器、所述变频器和所述闪光报警灯均与所述远近程转换开关电连接。本技术回收系统安装完成后用控制单元的变频器调校风量，达到最佳排风效果，以便减少了涂布机的热量损耗。通过控制单元，回收系统实现了与极片涂布机的联动，每台涂布机开启信号输出后控制风阀将会自动打开；反之，涂布机关闭信号输出后控制风阀也将会自动关闭。若遇设备故障或将设备关闭，排空阀将会自动开启。回收系统根据涂布机启动数量来自动调整风量、水流量的大小，减少能源消耗。生产结束时涂布机关闭，时间控制器开始工作并在设定时间内抽尽管道及涂布机烘箱内的残留气体，防止气体液化腐蚀涂布机烘箱或管道从而缩短系统的使用寿命。同时，这样的联动可避免操作人员不启动回收系统就进行生产，或生产结束时忘记关闭回收系统，从而造成资源及能耗的浪费。本技术在控制单元面板上设有一个远近程转换开关，可以随时切换成“停止”、“远程”或“本地”控制，“停止”或“本地”控制是用来检修及检测系统设备，“远程”是用来实现与涂布机的联动控制。风机转速的大小根据涂布机运行状态设定，可以通过变频器进行调整，以便达到最佳运行、节能效果。水泵的流量可以根据出风温度的大小自动调整。一旦风机、水泵、出风温度超过上限，闪光报警灯发出报警信号，涂布机的操作人员应立即停机并进行检修，待检修完成后，方可恢复生产。另外，当NMP废液回收罐贮存到液罐高位时，液位传感器将会把感应信息传给控制单元，控制单元同样也会发出闪光报警信号并自动关闭输液阀，以免溢出发生资源浪费等。根据上述的一种NMP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种NMP气体回收系统，其特征在于：包括依次连接的预冷换单元、冷凝单元、吸附再生单元和NMP废液回收罐，所述预冷换单元和所述冷凝单元均与所述NMP废液回收罐连接。

【技术特征摘要】
1.一种NMP气体回收系统，其特征在于：包括依次连接的预冷换单元、冷凝单元、吸附再生单元和NMP废液回收罐，所述预冷换单元和所述冷凝单元均与所述NMP废液回收罐连接。2.根据权利要求1所述的一种NMP气体回收系统，其特征在于：所述预冷换单元包括由通气管道依次连接的极片涂布机、第一风机和第一气气换热器，所述冷凝单元包括由通气管道依次连接的一级冷凝器和二级冷凝器，所述吸附再生单元包括转轮吸附机、第二风机、排气阀门、第三风机和第二气气换热器，所述二级冷凝器、所述转轮吸附机、所述第二风机和所述排气阀门通过通气管道依次连接，所述第一气气换热器、所述冷凝单元、所述第二气气换热器和所述第三风机通过通气管道依次连接并形成循环回路，所述一级冷凝器、所述二级冷凝器、所述第一气气换热器和所述转轮吸附机均设置有通液管道，所述通液管道与所述NMP废液回收罐连接。3.根据权利要求2所述的一种NMP气体回收系统，其特征在于：还包括控制单元，所述预冷换单元、所述冷凝单元、所述吸附再生单元和所述NMP废液回收罐分别与所述控制单元电连接。4.根据权利要求2所述的一种NMP气体回收系统，其特征在于：所述预冷换单元还包括回风管道，所述极片涂布...

【专利技术属性】
技术研发人员：付绪东，刘陟，周燎源，张宝敏，陆文代，
申请(专利权)人：东莞塔菲尔新能源科技有限公司，深圳塔菲尔新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44