一种锂离子电池涂布工序NMP回收装置的制作方法

一种锂离子电池涂布工序nmp回收装置
技术领域
1.本实用新型涉及一种nmp回收技术领域，具体是一种锂离子电池涂布工序nmp回收装置。


背景技术：

2.n-甲基吡咯烷酮(nmp)，中文别名1-甲基-2吡咯烷酮或n-甲基-2-吡咯烷酮，为无色透明油状液体，具有微有胺的气味；挥发度低，热稳定性、化学稳定性均佳，能随水蒸气挥发；有吸湿性；对光敏感；易溶于水、乙醇、乙醚、丙酮、乙酸乙酯、氯仿和苯，能溶解大多数有机与无机化合物、极性气体、天然及合成高分子化合物。n-甲基吡咯烷酮在锂电、医药、农药、颜料、清洗剂、绝缘材料等行业中广泛应用。
3.在锂电池制造中，正极材料与nmp充分搅拌制成浆料，并利用涂布机将浆料均匀地涂在铜箔上，同时利用高温(90-140℃之间)快速将nmp蒸发，因此涂布工艺的能耗很高。nmp具有易燃和有毒性的特性，无法直接排放，且具有较高的回收价值，为确保使用安全，降低企业成本，nmp回收系统应用而生。
4.现有系统对涂布机烘箱干燥极片排出的混合气体中nmp的回收分三步进行：
5.通过气-气换热对涂布烘箱排风进行初步降温：涂布机的排气(温度一般在100℃左右)通过余热回收装置，利用从nmp系统冷凝后的空气回用(温度在20℃左右)与涂布机的排气进行热交换，使涂布机的排气初步降温(约70℃)，冷却后的气体进入转轮回收装置作下一步处理；同时，使进到涂布机的新空气经预热回收装置，利用涂布烘箱的高温排风进行升温(约65℃)后再送进涂布机。在降低排风温度的同时，又加热了涂布烘箱的回风温度，起到了余热回收节能的目的；
6.表冷器冷凝：涂布机的排风经过热交换处理后，再通过一级和二级表冷器(冷媒用循环的冷冻水)降温到20℃左右，析出大量nmp，经过处理后的空气中nmp含量约为300ppm。
7.转轮吸附浓缩：为了进一步回收混合气体中的nmp，使其达到排放标准，利用voc(挥发性有机化合物)沸石转轮将经过冷却的混合空气中的nmp吸附浓缩，浓缩后的混合空气中的nmp再回流到表冷器前端冷凝析出。
8.经过以上几步处理，nmp回收率可以达到98％以上，经过转轮回收处理后排风的nmp含量达到满足环保要求，通过排风系统对外排放。
9.现有技术存在如下问题：沸石转轮成本较高，且沸石转轮再生加热需要耗费大量电力。因此，本领域技术人员提供了一种锂离子电池涂布工序nmp回收装置，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池涂布工序nmp回收装置，通过设置的分离膜组件，简化了结构，降低了成本，同时降低了能耗，以解决上述背景技术中提出的问题。
11.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
12.一种锂离子电池涂布工序nmp回收装置，包括：
13.涂布烘箱，与涂布烘箱排风机连接，用以产出高温含nmp废气，并将nmp废气输送给涂布烘箱排风机；
14.涂布烘箱排风机，与气气换热器连接，用以将接收的nmp废气输送给气气换热器；
15.气气换热器，与表冷器、回风引风机连接，用以对接收的nmp废气进行热交换降温，再将热交换后的nmp废气输送给表冷器，此外，所述气气换热器接收经表冷器输送来的降温后气体，并对气体进行升温，再将升温后的气体经回风引风机输送给涂布烘箱循环风机；
16.表冷器，与排风机连接，用以对接收的nmp废气进行降温，冷凝出nmp，再将降温后的气体分为两路输出，一路气体输送至气气换热器进行升温，另一路气体输送给排风机，所述表冷器将回风机输送来的经分离膜组件的浓缩nmp气体与气气换热器送风混合后进行降温处理，再次冷凝出nmp；
17.排风机，与分离膜组件连接，用以接收另一路降温后的气体，再将该路降温后气体输送给分离膜组件；
18.分离膜组件，与回风机、外排口连接，用以接收排风机输送来的降温后气体，再对气体进行浓缩nmp气体与空气的分离，分离出的浓缩nmp气体输送给回风机，分离后的空气输送给外排口并从外排口排出；
19.外排口，与分离膜组件连接，用以排出经分离膜组件分离出的空气；
20.回风机，与表冷器连接，用以接收经分离膜组件的浓缩nmp气体，并将浓缩nmp气体输送给表冷器；
21.回风引风机，与涂布烘箱循环风机连接，用于接收气气换热器输送来的升温后气体，并将升温后气体输送给涂布烘箱循环风机；
22.涂布烘箱循环风机，与电加热器连接，用以接收回风引风机输送来的升温后气体，再将升温后气体输送给电加热器；
23.电加热器，与涂布烘箱连接，用于对接收的升温后气体进行再次升温，再将升温后的高温气体输送给涂布烘箱供涂布烘箱生产高温含nmp废气。
24.通过设置的分离膜组件，简化了结构，降低了成本，同时降低了能耗。
25.作为本实用新型进一步的方案：所述分离膜组件选用一个有机膜或多个串联的有机膜。
26.当经过冷凝处理后的废气，通过排风机与回风机产生的两侧压差，通过分离膜组件，其中废气中的nmp有机分子在压力的推动下，作为浓缩渗透气，透过有机膜返回表冷器前端与经过气气换热器的气混合，通过冷凝分离出来，流到回收液罐，而通过分离膜组件分离后的空气(含少量水蒸气)直接排放到大气中。
27.作为本实用新型再进一步的方案：所述气气换热器将nmp废气降温到60℃-70℃。
28.作为本实用新型再进一步的方案：所述表冷器将nmp废气降温到10℃-20℃。
29.作为本实用新型再进一步的方案：所述气气换热器将回风机输送来的空气升温到55℃-65℃。
30.作为本实用新型再进一步的方案：所述电加热器将空气升温到90-140℃。
31.作为本实用新型再进一步的方案：所述气气换热器与排风机从表冷器接收的气体
分别占气体总量的90％与10％。
32.作为本实用新型再进一步的方案：所述浓缩nmp气体占进入分离膜组件的气体总量的1-3％。
33.该设置保证经过分离膜组件后的空气中nmp含量达到排放标准。
34.作为本实用新型再进一步的方案：还包括回收液罐与排液泵，所述回收液罐与表冷器连接，用于回收表冷器冷凝出的nmp，所述排液泵与回收液罐连接，用于排放回收液罐中的nmp。
35.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
36.1、由于国产沸石转轮技术不成熟，目前用于nmp回收系统的沸石转轮主要进口自日本，成本高，交期长，由于锂电池行业发展迅猛，存在供货不足及不及时情况，国内分离膜技术已经成熟，应用于多个行业，成本较之沸石转轮有很大优势，进而降低成本，促进行业的繁荣发展。
37.2、膜分离无相变，对比沸石转轮再生加热需要耗费大量电力，采用膜分离可大大降低能耗，简化了系统结构和设备尺寸大小，还可根据处理深度的不同要求，可采用多级膜串联方式，扩展起来简单方便。
38.3、本实用新型采用密闭、循环的管道系统，回收利用率高、有利环保，同时回收热能节约空气二次加热节能效果明显。
附图说明
39.图1为一种锂离子电池涂布工序nmp回收装置的结构示意图。
40.图中：1、涂布烘箱；2、涂布烘箱排风机；3、气气换热器；4、表冷器；5、回风机；6、排风机；7、分离膜组件；8、回风引风机；9、涂布烘箱循环风机；10、电加热器；11、回收液罐；12、排液泵；13、外排口。
具体实施方式
41.请参阅图1，本实用新型实施例中，一种锂离子电池涂布工序nmp回收装置，包括：
42.涂布烘箱1，与涂布烘箱排风机2连接，用以产出高温含nmp废气，并将nmp废气输送给涂布烘箱排风机2；
43.涂布烘箱排风机2，与气气换热器3连接，用以将接收的nmp废气输送给气气换热器3；
44.气气换热器3，与表冷器4、回风引风机8连接，用以对接收的nmp废气进行热交换降温，再将热交换后的nmp废气输送给表冷器4，此外，所述气气换热器3接收经表冷器4输送来的降温后气体，并对气体进行升温，再将升温后的气体经回风引风机8输送给涂布烘箱循环风机9；
45.表冷器4，与排风机6连接，用以对接收的nmp废气进行降温，冷凝出nmp，再将降温后的气体分为两路输出，一路气体输送至气气换热器3进行升温，另一路气体输送给排风机6，所述表冷器4将回风机5输送来的经分离膜组件7的浓缩nmp气体与气气换热器3送风混合后进行降温处理，再次冷凝出nmp；
46.排风机6，与分离膜组件7连接，用以接收另一路降温后的气体，再将该路降温后气
体输送给分离膜组件7；
47.分离膜组件7，与回风机5、外排口13连接，用以接收排风机6输送来的降温后气体，再对气体进行浓缩nmp气体与空气的分离，分离出的浓缩nmp气体输送给回风机5，分离后的空气输送给外排口13并从外排口13排出；
48.外排口13，与分离膜组件7连接，用以排出经分离膜组件7分离出的空气；
49.回风机5，与表冷器4连接，用以接收经分离膜组件7的浓缩nmp气体，并将浓缩nmp气体输送给表冷器4；
50.回风引风机8，与涂布烘箱循环风机9连接，用于接收气气换热器3输送来的升温后气体，并将升温后气体输送给涂布烘箱循环风机9；
51.涂布烘箱循环风机9，与电加热器10连接，用以接收回风引风机8输送来的升温后气体，再将升温后气体输送给电加热器10；
52.电加热器10，与涂布烘箱1连接，用于对接收的升温后气体进行再次升温，再将升温后的高温气体输送给涂布烘箱1供涂布烘箱1生产高温含nmp废气。
53.通过设置的分离膜组件7，简化了结构，降低了成本，同时降低了能耗。
54.在本实施例中：所述分离膜组件7选用一个有机膜或多个串联的有机膜。当经过冷凝处理后的废气，通过排风机6与回风机5产生的两侧压差，通过分离膜组件7，其中废气中的nmp有机分子在压力的推动下，作为浓缩渗透气，透过有机膜返回表冷器4前端与经过气气换热器3的气混合，通过冷凝分离出来，流到回收液罐11，而通过分离膜组件7分离后的空气(含少量水蒸气)直接排放到大气中。
55.在本实施例中：所述气气换热器3将nmp废气降温到60℃-70℃。
56.在本实施例中：所述表冷器4将nmp废气降温到10℃-20℃。
57.在本实施例中：所述气气换热器3将回风机5输送来的空气升温到55℃-65℃。
58.在本实施例中：所述电加热器10将空气升温到90-140℃。
59.在本实施例中：所述气气换热器3与排风机6从表冷器4接收的气体分别占气体总量的90％与10％。
60.在本实施例中：所述浓缩nmp气体占进入分离膜组件7的气体总量的1-3％。该设置保证经过分离膜组件7后的空气中nmp含量达到排放标准。
61.在本实施例中：还包括回收液罐11与排液泵12，所述回收液罐11与表冷器4连接，用于回收表冷器4冷凝出的nmp，所述排液泵12与回收液罐11连接，用于排放回收液罐11中的nmp。
62.本实用新型的工作原理是：使用时，首先，涂布烘箱1产出高温含nmp废气，并将nmp废气输送给涂布烘箱排风机2，涂布烘箱排风机2将接收的nmp废气输送给气气换热器3。气气换热器3对接收的nmp废气进行热交换降温，再将热交换后的nmp废气输送给表冷器4，表冷器4对接收的nmp废气进行降温，冷凝出nmp。再将降温后的空气分为两路分别输送给气气换热器3与排风机6，气气换热器3接收一路降温后的空气。排风机6接收另一路降温后的气体，再将该路降温后气体输送给分离膜组件7。分离膜组件7接收排风机6输送来的降温后气体，再对气体进行浓缩nmp气体与空气的分离，分离出的浓缩nmp气体输送给回风机5，分离后的空气输送给外排口13并从外排口13排出。回风机5将分离膜组件7分离出的浓缩nmp气体输送给表冷器4，表冷器4将回风机5输送来的nmp气体与气气换热器3送风混合后进行降
温处理，再次冷凝出nmp，两次冷凝出的nmp均流入回收液罐11中。而气气换热器3将经表冷器4传来的空气进行升温，再将升温后的空气输送给回风引风机8，再由回风引风机8输送给涂布烘箱循环风机9，随后通过涂布烘箱循环风机9输送给电加热器10，电加热器10对接收的空气进行再次升温，再将升温后的高温气体输送给涂布烘箱1供涂布烘箱1生产高温含nmp废气。
63.以上所述的，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。