本发明专利技术提供了一种NMP气体回收控制系统，包括NMP气体回收罐和循环系统；NMP气体回收罐内部分割成互不连通的上层和下层；下层与上层之间通过集液装置连通；下层内设有NMP废气进口；下层内设有NMP出液口；下层设有第一循环液出口和第一循环液进口，第一循环液出口和第一循环液进口分别与循环系统连通；第一循环液进口与第一喷淋结构连通；上层设有第二循环液出口和第二循环液进口，第二循环液出口位于上层底部，第二循环液出口和第二循环液进口分别与循环系统连通；第二循环液进口与第二喷淋结构连通，第二喷淋结构位于集液装置上方，第二喷淋结构与集液装置之间设有填料结构；在上层顶部安装出气组件。本发明专利技术可以保证输出NMP溶液浓度的稳定性。浓度的稳定性。浓度的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种NMP气体回收控制系统及其回收方法
[0001]本专利技术涉及锂电池领域或者环境污染处理领域，特别涉及一种NMP气体回收控制系统及其回收方法。
技术介绍
[0002]锂电池的应用范围逐渐扩大，锂电池产量也随之提升。NMP是锂电行业及其他行业不可替代的有机溶剂，NMP为N
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甲基吡咯烷酮，NMP为锂电池正极制备过程中的必须添加的材料。NMP为含碳、氢、氧及氮的VOC，分子式为C5H9ON，无色油状液体，有微氨气味，沸点203℃，熔点
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24.4℃，其毒性可通过呼吸、眼睛、皮肤及食入侵入人体。NMP化学性质稳定，不但溶于丙酮、乙醚及各种有机溶剂，且与水混溶。
[0003]电池生产中NMP作为溶剂是用于配制电池正极活性物质浆料，配制了的浆料入涂布机料斗中，再由涂布机通过辊涂按设定的尺寸均匀涂在集电体上。浆料涂覆后，再行烘烤干燥除去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，其排气温度在100～120℃。而NMP气体的直接排放对环境有一定的危害性，因此必须限制排放。
[0004]在锂电池的生产过程中，一般NMP输送的管道的排气口和正极涂布机排放为含有NMP的高湿尾气或高温高湿尾气，而NMP是较为昂贵而又对人体有害的VOC，一般通过NMP回收系统回收。目前常用的NMP回收设备为水吸收塔，利用NMP溶于水的特性，将NMP气体吸收到水中，形成NMP溶液。
[0005]现有技术通过板式交换器热量预交换、常温水表冷器二次热交换和冷冻水表冷器三次热交换技术实现NMP的冷凝回收，可以回收热能，降低能耗。然而目前NMP溶液回收系统存在诸多问题，主要表现是NMP溶液浓度控制不够精确，NMP溶液的产品一致性较差，影响后续提纯工艺。
技术实现思路
[0006]针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种NMP气体回收控制系统及其回收方法，可以保证输出NMP溶液浓度的稳定性，为后期的NMP提纯工艺提供保证。
[0007]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0008]一种NMP气体回收控制系统，包括NMP气体回收罐和循环系统；所述NMP气体回收罐内部分割成互不连通的上层和下层；所述下层与上层之间通过集液装置连通，用于使下层内的NMP气体进入上层；
[0009]所述下层内设有NMP废气进口，用于将涂布机上方空气中挥发的NMP废气输入下层内；所述下层内设有NMP出液口，用于输出回收后的NMP半成品；所述下层设有第一循环液出口和第一循环液进口，所述第一循环液出口和第一循环液进口分别与循环系统连通；所述第一循环液进口与第一喷淋结构连通，所述第一喷淋结构位于NMP废气进口上方；
[0010]所述上层设有第二循环液出口和第二循环液进口，所述第二循环液出口位于上层
底部，所述第二循环液出口和第二循环液进口分别与循环系统连通；所述第二循环液进口与第二喷淋结构连通，所述第二喷淋结构位于集液装置上方，所述第二喷淋结构与集液装置之间设有填料结构，用于使进入上层的NMP废气充分溶于第二喷淋结构喷洒的液体内；在所述上层顶部安装出气组件，用于排出废气。
[0011]进一步，所述NMP废气进口为管状结构，所述管状结构一端穿入下层空间内，所述管状结构的底部开设与下层空间连通的通孔，所述通孔朝向下层底部；所述第一喷淋结构位于管状结构的上方，且第一喷淋结构喷洒的NMP溶液从管状结构的外壁流下形成水幕，用于使NMP废气穿过水幕。
[0012]进一步，当NMP废气进口为NMP蒸汽时，通过第一喷淋结构喷洒在管状结构壁面，用于使部分NMP蒸汽在壁面冷凝成液态的NMP液滴。
[0013]进一步，所述集液装置包括连通管和盖板，所述连通管安装在上层与下层之间，用于连通上层和下层；所述盖板安装在连通管上方，所述连通管外壁面与盖板内壁构成迷宫通道，使下层的NMP气体进入上层。
[0014]进一步，所述填料结构为不锈钢孔板波纹填料；在出气组件底部安装除沫器，用于去除气泡沫。
[0015]进一步，所述循环系统包括泵、第一三通控制阀和第二三通控制阀门；所述第一循环液出口与泵进口之间设有所述第一三通控制阀，所述第一三通控制阀另一端与第二循环液出口8连通；所述泵出口与第二循环液进口之间设有第二三通控制阀门，所述第二三通控制阀门另一端与第一循环液进口连通；通过控制系统控制第一三通控制阀使第一循环液出口与泵进口连通或第二循环液出口8与泵进口连通；通过控制系统控制第二三通控制阀门使泵出口与第二循环液进口连通或泵出口与第一循环液进口连通。
[0016]进一步，所述第一循环液出口安装第二传感器，用于检测第一循环液出口出口处的NMP液体浓度；所述第二循环液出口安装第三传感器，用于检测第二循环液出口出口处的NMP液体浓度；当第一循环液出口出口处的NMP液体浓度大于第二循环液出口出口处的NMP液体浓度，且NMP液体浓度的差值E超过设定值时，所述控制系统控制第一三通控制阀使第二循环液出口与泵进口连通，控制第二三通控制阀门使泵出口与第二循环液进口12连通；
[0017]当第一循环液出口出口处的NMP液体浓度小于第二循环液出口出口处的NMP液体浓度，且NMP液体浓度的差值E超过设定值时，所述控制系统控制第一三通控制阀使第一循环液出口与泵进口连通，控制第二三通控制阀门使泵出口与第一循环液进口连通。
[0018]进一步，所述NMP废气进口安装第四传感器，用于检测NMP废气进口处的NMP气体浓度，设为C1；第一传感器检测出气组件出口处的NMP气体的浓度，设为C2；所述NMP废气进口安装第一流量传感器，用于检测NMP废气进口处的NMP气体的流量，设为V1，单位L/s；所述出气组件安装第二流量传感器，用于检测出气组件处的NMP气体的流量，设为V2，单位L/s；在t2时刻到t1时刻中当满是下面条件时，所述下层底部的NMP溶液中的NMP浓度达到采出浓度，
[0019]满足条件：
[0020][0021]式中：
[0022]V2
t
为t时刻出气组件处的NMP气体的流量，单位L/s；
[0023]V1
t
为t时刻NMP废气进口处的NMP气体的流量，单位L/s；
[0024]C1
t
为t时刻的NMP废气进口处的NMP气体浓度；
[0025]C2
t
为t时刻的出气组件出口处的NMP气体的浓度；
[0026]Q为上层和下层中用于溶解NMP的水量，L。
[0027]一种NMP气体回收控制系统方法，包括如下步骤：
[0028]在下层底部输入定量的纯水；
[0029]利用负压将涂布机上方空气中挥发的NMP废气输入通过NMP废气进口输入下层；控制系统控制循环系统使纯水或低浓度的NMP溶液从第一喷淋结构喷向NMP废气进口；NMP废气中的部分NMP气体溶于第一喷淋结构喷出的纯水或本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种NMP气体回收控制系统，其特征在于，包括NMP气体回收罐和循环系统；所述NMP气体回收罐内部分割成互不连通的上层(1)和下层(2)；所述下层(2)与上层(1)之间通过集液装置(2)连通，用于使下层(2)内的NMP气体进入上层(1)；所述下层(2)内设有NMP废气进口(4)，用于将涂布机上方空气中挥发的NMP废气输入下层(2)内；所述下层(2)内设有NMP出液口(5)，用于输出回收后的NMP半成品；所述下层(2)设有第一循环液出口(6)和第一循环液进口(7)，所述第一循环液出口(6)和第一循环液进口(7)分别与循环系统连通；所述第一循环液进口(7)与第一喷淋结构(9)连通，所述第一喷淋结构(9)位于NMP废气进口(4)上方；所述上层(1)设有第二循环液出口(8)和第二循环液进口(12)，所述第二循环液出口(8)位于上层(1)底部，所述第二循环液出口(8)和第二循环液进口(12)分别与循环系统连通；所述第二循环液进口(12)与第二喷淋结构(11)连通，所述第二喷淋结构(11)位于集液装置(3)上方，所述第二喷淋结构(11)与集液装置(3)之间设有填料结构(10)，用于使进入上层的NMP废气充分溶于第二喷淋结构(11)喷洒的液体内；在所述上层(1)顶部安装出气组件(17)，用于排出废气。2.根据权利要求1所述的NMP气体回收控制系统，其特征在于，所述NMP废气进口(4)为管状结构，所述管状结构一端穿入下层(2)空间内，所述管状结构的底部开设与下层(2)空间连通的通孔，所述通孔朝向下层(2)底部；所述第一喷淋结构(9)位于管状结构的上方，且第一喷淋结构(9)喷洒的NMP溶液从管状结构的外壁流下形成水幕，用于使NMP废气穿过水幕。3.根据权利要求2所述的NMP气体回收控制系统，其特征在于，当NMP废气进口(4)为NMP蒸汽时，通过第一喷淋结构(9)喷洒在管状结构壁面，用于使部分NMP蒸汽在壁面冷凝成液态的NMP液滴。4.根据权利要求1所述的NMP气体回收控制系统，其特征在于，所述集液装置(3)包括连通管(3
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1)和盖板(3
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2)，所述连通管(3
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1)安装在上层(1)与下层(2)之间，用于连通上层(1)和下层(2)；所述盖板(3
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2)安装在连通管(3
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1)上方，所述连通管(3
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1)外壁面与盖板(3
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2)内壁构成迷宫通道，使下层(2)的NMP气体进入上层(1)。5.根据权利要求1所述的NMP气体回收控制系统，其特征在于，所述填料结构(10)为不锈钢孔板波纹填料；在出气组件(17)底部安装除沫器，用于去除气泡沫。6.根据权利要求1所述的NMP气体回收控制系统，其特征在于，所述循环系统包括泵(14)、第一三通控制阀(15)和第二三通控制阀门(16)；所述第一循环液出口(6)与泵(14)进口之间设有所述第一三通控制阀(15)，所述第一三通控制阀(15)另一端与第二循环液出口8连通；所述泵(14)出口与第二循环液进口(12)之间设有第二三通控制阀门(16)，所述第二三通控制阀门(16)另一端与第一循环液进口(7)连通；通过控制系统控制第一三通控制阀(15)使第一循环液出口(6)与泵(14)进口连通或第二循环液出口8与泵(14)...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志远，张涛，王浩，解玄，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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