一种利用活性炭吸附锂电池回收废气的处理方法及装置与流程

1.本发明涉及锂电池回收废气处理技术领域，尤其涉及一种利用活性炭吸附锂电池回收废气的处理方法，以及一种利用活性炭吸附锂电池回收废气的处理装置。


背景技术：

2.目前新能源汽车上使用最多的动力电池为三元锂电池和磷酸铁锂电池。一般来说动力电池的容量衰减至额定值的80％时就需要退役回收再利用。目前采用的回收利用方法主要为梯次利用和再生利用，其中再生利用方法是将废旧锂电池破碎分选后采用火法或湿法再生利用，回收其中有价金属元素。破碎过程中由于电解液挥发不可避免的会产生有害气体，如不加以收集处理，会对环境和工人健康造成巨大伤害。
3.目前常规的锂电池回收废气的处理方法通常有活性炭吸附、焚烧炉燃烧等，其中，焚烧设备投资较大、能耗高；而现有技术中采用活性炭吸附废气的方法还存在一些问题，活性炭吸附废气后属于危废，需进行再处理，处理工艺复杂，并且活性炭需要经常更换，造成了处理废气的效率低的问题。


技术实现要素：

4.为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种利用活性炭吸附锂电池回收废气的处理方法及装置。
5.本发明提出的一种利用活性炭吸附锂电池回收废气的处理方法，包括：
6.将废气通入活性炭吸附装置中，通过活性炭吸附废气；将经过活性炭吸附后的废气排入浓度监测装置中，检测废气浓度；
7.根据所述检测废气浓度的结果，判断是否达到预设标准，在未达到预设标准的条件下，将废气重新通入所述密闭容器中进行吸附，在达到预设标准的条件下，将废气排入空气中。
8.优选地，将活性炭在活性炭吸附装置与再生装置之间循环输送，使吸附饱和的活性炭输送至再生装置中进行电化学再生，使再生后的活性炭输送回活性炭吸附装置中再利用。
9.优选地，所述再生装置中进行电化学再生的方法具体包括：将活性炭输入电解液池，通过电解液池中的电极施加直流电场将活性炭电解再生，将再生后的活性炭通过溢流的方式送入储存室缓存，将储存室中的电解液抽入电解液池，将再生后的活性炭加热干燥。
10.优选地，将锂电池热解产生的废气通入活性炭吸附装置之前，还包括：在密闭空间和惰性气体保护的条件下将锂电池进行破碎、挥发、热解；除去所述热解产生的废气中的水分。
11.优选地，在所述将锂电池进行破碎、挥发、热解之前，还包括：通过余能收集装置收集锂电池的电能；在所述进行电化学再生的过程中，还包括：通过余能收集装置收集的锂电池电能对再生装置供电。
12.优选地，所述将活性炭在活性炭吸附装置与再生装置之间循环输送是通过具有刮板的传送带输送的。
13.优选地，所述除去热解后产生的废气中的水分是通过变色硅胶吸收或静电除雾的方式进行的。
14.本发明还提出了一种利用活性炭吸附锂电池回收废气的处理装置，包括活性炭吸附装置、浓度监测装置、再生装置和输送装置，其中：
15.活性炭吸附装置连接有用于输送废气的进风管，活性炭吸附装置内部设有用于吸附废气的活性炭，活性炭吸附装置通过排风管与浓度监测装置连通，用以将经过活性炭吸附后的废气排入浓度监测装置中，浓度监测装置用于检测废气浓度，浓度监测装置通过回流管与进风管连通，用以将浓度未达标的废气重新通入活性炭吸附装置中，浓度监测装置连接有出风管，用以将浓度达标的废气排入空气中。
16.优选地，再生装置包括电解液池和储存室，电解液池与活性炭吸附装置之间通过第一通道连通，电解液池与储存室之间通过溢流口相连通，储存室与活性炭吸附装置之间通过第二通道连通，第一通道、溢流口和第二通道均安装有闸门，电解液池内设有电极，电极用于施加直流电场将活性炭电解再生，储存室通过水泵和水管与电解液池连通，用以将储存室中的电解液抽回电解液池。
17.优选地，输送装置安装在活性炭吸附装置内部，用以将活性炭在活性炭吸附装置与再生装置之间循环输送。
18.优选地，该处理装置还包括用于收集锂电池电能的余能收集装置。
19.优选地，储存室还设有电加热器。
20.优选地，余能收集装置与电解液池的电极电连接，用以对电解液池的电极供电，余能收集装置与储存室的水泵、电加热器电连接，用以对水泵和电加热器供电。
21.优选地，输送装置包括传送带，传送带上安装有刮板。
22.本发明的利用活性炭吸附锂电池回收废气的处理方法及装置，通过活性炭吸附废气，直至废气浓度达标排放，在吸附过程中，将活性炭在活性炭吸附装置与再生装置之间循环输送，利用电化学再生技术将吸附饱和后的活性炭再生，可与废气吸附同步进行，使活性炭被循环利用，不会产生危废，无需停机更换活性炭，不仅提高了废气处理的效率，还十分环保节能。
附图说明
23.图1为实施例中提出的一种利用活性炭吸附锂电池回收废气的处理装置的结构示意图
。
具体实施方式
24.本发明实施例提供了一种利用活性炭吸附锂电池回收废气的处理方法，该处理方法包括以下步骤：
25.在密闭空间和惰性气体保护的条件下将锂电池进行破碎、挥发、热解；
26.除去所述热解产生的废气中的水分；
27.将废气通入活性炭吸附装置中，通过活性炭吸附废气；
28.将经过活性炭吸附后的废气排入浓度监测装置中，检测废气浓度；
29.根据所述检测废气浓度的结果，判断是否达到预设标准，在未达到预设标准的条件下，将废气重新通入所述密闭容器中进行吸附，在达到预设标准的条件下，将废气排入空气中；
30.将活性炭在活性炭吸附装置与再生装置之间循环输送，使吸附饱和的活性炭输送至再生装置中进行电化学再生，使再生后的活性炭输送回活性炭吸附装置中再利用。
31.在本发明中，再生装置对活性炭电催化再生的原理是：电解液中的活性炭位于两个电极之间，电极加以直流电场，活性炭在电场作用下极化，一端成阳极，另一端呈阴极，形成微电解槽，在活性炭的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应，吸附在活性炭上的污染物大部分因此而分解，小部分因电泳力作用发生脱附。
32.根据本实施例的处理方法，将锂电池回收过程中产生的废气经过除水后进行活性炭吸附，再检测废气浓度，直至废气浓度达标后排放，可以保证废气被彻底净化。在吸附过程中，活性炭在活性炭吸附装置与再生装置之间循环输送，进入再生装置内的活性炭通过电化学再生，实现了活性炭吸附废气与活性炭再生同步进行，吸附饱和的活性炭与再生的活性炭形成了动态平衡，从而能够保证活性炭具有较好的吸附效果，不仅不需要更换活性炭，能够提高废气处理的效率，还不会产生危废，更加节能环保。
33.在具体地实施例中，所述再生装置中进行电化学再生的方法具体包括：将活性炭输入电解液池，通过电解液池中的电极施加直流电场将活性炭电解再生，将再生后的活性炭通过溢流的方式送入储存室缓存，将储存室中的电解液抽入电解液池，并且将再生后的活性炭加热干燥。
34.由于再生装置采用电化学法将活性炭再生，将活性炭在活性炭吸附装置与再生装置之间循环输送，活性炭在循环输送过程中，不能将电解液带入活性炭吸附装置中，否则电解液会包覆活性炭的表面，影响活性炭的吸附作用。因此，本实施例中，通过溢流的方式将电解液池中再生后的活性炭输入储存室缓存，再将储存室中的电解液重新抽入电解液池，从而可以避免电解液对活性炭的影响，也使电解液可以循环利用。
35.作为本实施例进一步地改进，在所述将锂电池进行破碎、挥发、热解的步骤之前，还包括：通过余能收集装置收集锂电池的电能。在该示例中，在所述进行电化学再生的步骤中，还通过余能收集装置收集的锂电池电能对再生装置供电。
36.通过余能收集装置收集废旧锂电池的残余能电能，再将收集的电能用于对活性炭进行电化学再生，可以进一步降低废气处理的成本，更加经济节能。
37.在具体地实施例中，所述将活性炭在活性炭吸附装置与再生装置之间循环输送是通过具有刮板的传送带输送的。
38.所述除去热解后产生的废气中的水分是通过变色硅胶吸收或静电除雾的方式进行的。
39.参照图1所示，基于上述的利用活性炭吸附锂电池回收废气的处理方法，本发明还提出了一种利用活性炭吸附锂电池回收废气的处理装置。
40.该处理装置包括活性炭吸附装置1、浓度监测装置2、再生装置3和输送装置，其中：
41.活性炭吸附装置1连接有用于输送废气的进风管4，活性炭吸附装置1内部设有用于吸附废气的活性炭，活性炭吸附装置1通过排风管5与浓度监测装置2连通，用以将经过活
性炭吸附后的废气排入浓度监测装置2中，浓度监测装置2用于检测废气浓度，浓度监测装置2通过回流管6与进风管4连通，用以将浓度未达标的废气重新通入活性炭吸附装置1中，浓度监测装置2连接有出风管7，用以将浓度达标的废气排入空气中；
42.再生装置3包括电解液池31和储存室32，电解液池31与活性炭吸附装置1之间通过第一通道8连通，电解液池31与储存室32之间通过溢流口相连通，储存室32与活性炭吸附装置1之间通过第二通道9连通，第一通道8、溢流口和第二通道9均安装有闸门，电解液池31内设有电极，电极用于施加直流电场将活性炭电解再生，储存室32通过水泵和水管(图中未示出)与电解液池31连通，用以将储存室32中的电解液抽回电解液池31；
43.输送装置包括传送带10，传送带10上安装有刮板11，传送带10安装在活性炭吸附装置1内部，用以将活性炭在活性炭吸附装置1与再生装置3之间循环输送。
44.本实施例的该处理装置在工作时，先将废气通入活性炭吸附装置1中，通过活性炭吸附废气，浓度监测装置2检测到废气浓度达标后将废气排出。当浓度监测装置2检测到废气浓度无法被吸附达标时，说明活性炭已经吸附饱和，此时，如图1所示，可打开第一通道8、溢流口上的闸门，传送带10顺时针旋转，可将活性炭通过第一通道8输送至电解液池31内进行电化学再生，再生后的活性炭会溢流至储存室32内；将流入储存室32内电解液通过水泵和水管重新抽回电解液池31，打开第二通道9上的闸门，再生后的活性炭又通过第二通道9及时地补充到活性炭吸附装置1中，从而可实现活性炭吸附与活性炭再生的动态平衡，提高废气处理效率。
45.在进一步地实施例中，储存室32还设有电加热器33，开启电加热器可对储存室32内的活性炭进行加热，使活性炭上可能残留的电解液被蒸发掉。
46.在进一步地实施例中，该处理装置还包括用于收集锂电池电能的余能收集装置12。
47.余能收集装置12与电解液池31的电极电连接，用以对电解液池31的电极供电，余能收集装置12与储存室32的水泵、电加热器33电连接，用以对水泵和电加热器33供电。通过余能收集装置12回收废旧锂电池的电能，再对再生装置3供电，从而能够减少电能损耗，更加经济节能。
48.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。