一種鋰離子電池涂敷工序NMP回收利用裝置的制作方法

本實用新型涉及廢氣回收技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池涂敷工序NMP回收利用裝置。

背景技術：

N-甲基吡咯烷酮(NMP)為無色透明液體，沸點202℃，閃點95℃，能與水混溶，溶于乙醚，丙酮及各種有機溶劑，稍有氨味，化學性能穩定，對碳鋼、鋁不腐蝕，對銅稍有腐蝕性。具有粘度低，化學穩定性和熱穩定性好，極性高，揮發性低，能與水及許多有機溶劑無限混溶等優點。

在鋰電池生產領域，正極漿料一般采用NMP液體溶劑，其利用率的大小是每個電池生產制造商所關心的頭等大事，當一批正極漿料設計完成并生產涂布時，傳統的方法是采用高溫加熱的方法去除NMP溶劑(溫度120℃，時間4min)。NMP以氣體的形式散失掉，整個過程中消耗了大量的NMP溶劑，以氣體蒸發的NMP溶劑也被白白浪費了。同時，極不利于節能環保。

目前，在NMP溶劑精蒸提純的過程中，一般是用升溫管同需回收的液體混在一起，升溫后NMP氣體與水蒸汽一起揮發，這樣NMP損耗大，濃度低，蒸汽量損耗大。

技術實現要素：

本實用新型提供一種鋰離子電池涂敷工序NMP回收利用裝置，用于吸附鋰離子電池涂敷生產過程中排出的NMP廢氣，并且利用加熱室對NMP廢液進行加熱，加熱后NMP廢液進入蒸發室進行蒸發，然后進入冷凝器進行冷凝，達到濃縮的目的，提高NMP回收效率，使得NMP濃度高，提純率高；密封的倉體結構保證了加液時無異味散出，穩定的自動加液又保證了溶液的不灑滴，使作業環境得到改善，產品質量得以提高；裝置自動化程度高，工作效率高，液體回收循環利用率高。

本實用新型的技術方案是：一種鋰離子電池涂敷工序NMP回收利用裝置，包括涂布機、熱交換器、轉輪、蒸發提純設備、廢液罐、自動加液設備、NMP溶液儲罐，其特征在于：所述熱交換器包括熱交換器高溫入口、熱交換器低溫出口、熱交換器干空氣入口、熱交換器干空氣出口，所述涂布機左右二側設有涂布機頭、涂布機尾，所述涂布機上方設有排風管道，排風管道連接排風機，排風機通過排風管道連接熱交換器高溫入口，涂布機下方設有送風管道，送風管道連接送風風機，送風風機通過送風管道連接熱交換器干空氣出口，所述轉輪設置有吸附區、脫附區和余熱回收區，所述吸附區左右兩邊分別設置有有機溶劑進吸附區管道、潔凈空氣管道，通過有機溶劑進吸附區管道順序連接過濾器、二級表面冷卻器、一級表面冷卻器、熱交換器低溫出口，通過潔凈空氣管道順序連接循環風機、熱交換器干空氣入口，所述脫附區左右兩邊分別設置有濃縮風機和電加熱器，濃縮風機通過再生空氣出脫附區管道一端連接脫附區，另一端連接熱交換器低溫出口，所述余熱回收區左右兩邊分別設置有再生空氣進余熱回收區管道和再生空氣出余熱回收區管道，再生空氣出余熱回收區管道連接電加熱器，電加熱器通過再生空氣進脫附區管道連接脫附區，過濾器與吸附區之間連接有再生空氣進余熱回收區管道，過濾器、二級表面冷卻器、一級表面冷卻器通過通液管道與廢液罐連接，所述蒸發提純設備包括循環泵、加熱室、上循環管、下循環管、蒸發室、冷凝器，循環泵出口與加熱室底部連接，加熱室頂部與上循環管連接，上循環管設有上循環管出口，上循環管出口伸入蒸發室內，蒸發室底部連接下循環管，下循環管下方設有蒸發室入口，下循環管連接循環泵，蒸發室下方設有蒸發室出口，蒸發室出口通過管道連接冷凝器，廢液罐與一號供液泵連接，一號供液泵與蒸發室入口連接，冷凝器通過管道與二號供液泵連接，二號供液泵與NMP溶液儲罐連接，NMP溶液儲罐與三號供液泵連接，所述自動加液設備包括攪拌倉與加液倉，攪拌倉與加液倉由一個密閉容器通過分倉隔板分隔而成，所述攪拌倉上設置有進液管道、測溫傳感器、氣動加壓進氣閥、氣動排氣閥，進液管道上設置有氣動進液閥、流量計，所述攪拌倉內設置有攪拌裝置及U形加熱棒，所述攪拌裝置包括設置在所述攪拌倉內的攪拌漿連接軸以及攪拌漿連接軸上安裝的攪拌漿葉，攪拌漿連接軸與攪拌電機相連接，所述攪拌倉通過輸液管道與加液倉相連通，輸液管道上設置有單向閥，所述加液倉上設置有液位傳感器，所述加液倉底部設置有加液出口，加液出口通過加液管連接四號供液泵，四號供液泵與涂布機頭連接，氣動進液閥、流量計、測溫傳感器、單向閥、攪拌電機及U形加熱棒分別與PLC控制箱電連接，三號供液泵與進液管道連接。

本實用新型的有益效果為：本實用新型提供一種鋰離子電池涂敷工序NMP回收利用裝置，用于吸附鋰離子電池涂敷生產過程中排出的NMP廢氣，并且利用加熱室對NMP廢液進行加熱，加熱后NMP廢液進入蒸發室進行蒸發，然后進入冷凝器進行冷凝，達到濃縮的目的，提高NMP回收效率，使得NMP濃度高，提純率高；密封的倉體結構保證了加液時無異味散出，穩定的自動加液又保證了溶液的不灑滴，使作業環境得到改善，產品質量得以提高；裝置自動化程度高，工作效率高，液體回收循環利用率高。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖(圖中省略件615PLC控制箱與部分設備的連接)。

圖2為圖1中件5蒸發提純設備的放大結構示意圖。

圖3為圖1中件6自動加液設備的放大結構示意圖。

圖1、圖2、圖3中：1.涂布機，2.送風風機，3.排風機，4.熱交換器，5.蒸發提純設備，6.自動加液設備，7.轉輪，8.余熱回收區，9.吸附區，10.一級表面冷卻器，11.二級表面冷卻器，12.過濾器，13.再生空氣進余熱回收區管道，14.有機溶劑進吸附區管道，15.潔凈空氣管道，16.電加熱器，17.循環風機，18.廢液罐，19.再生空氣出余熱回收區管道，20.排風管道，21.送風管道，22.再生空氣進脫附區管道，23.再生空氣出脫附區管道，24.涂布機頭，25.涂布機尾，26.濃縮風機，27.一號供液泵，28.二號供液泵，29.三號供液泵，30.四號供液泵，31.NMP溶液儲罐，32.脫附區，41.熱交換器高溫入口，42.熱交換器低溫出口，43.熱交換器干空氣入口，44.熱交換器干空氣出口，51.蒸發室入口，52.下循環管，53.冷凝器，54.蒸發室出口，55.上循環管出口，56.蒸發室，57.上循環管，58.蒸汽儲罐，59.蒸汽入口，510.加熱室，511.循環泵，601.流量計，602.氣動進液閥，603.攪拌電機，604.測溫傳感器，605.U形加熱棒，606.液位傳感器，607.分倉隔板，608.加液倉，609.輸液管道，610.攪拌倉，611.攪拌漿連接軸，612.攪拌漿葉，613.進液管道，614.單向閥，615.PLC控制箱，616.加液出口，617.加液管，618.氣動加壓進氣閥，619.氣動排氣閥。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。

如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型是一種鋰離子電池涂敷工序NMP回收利用裝置，包括涂布機1、熱交換器4、轉輪7、蒸發提純設備5、廢液罐18、自動加液設備6、NMP溶液儲罐31，其特征在于：所述熱交換器4包括熱交換器高溫入口41、熱交換器低溫出口42、熱交換器干空氣入口43、熱交換器干空氣出口44，所述涂布機1左右二側設有涂布機頭24、涂布機尾25，所述涂布機1上方設有排風管道20，排風管道20連接排風機3，排風機3通過排風管道20連接熱交換器高溫入口41，涂布機1下方設有送風管道21，送風管道21連接送風風機2，送風風機2通過送風管道21連接熱交換器干空氣出口44，所述轉輪7設置有吸附區9、脫附區32和余熱回收區8，所述吸附區9左右兩邊分別設置有有機溶劑進吸附區管道14、潔凈空氣管道15，通過有機溶劑進吸附區管道14順序連接過濾器12、二級表面冷卻器11、一級表面冷卻器10、熱交換器低溫出口42，通過潔凈空氣管道15順序連接循環風機17、熱交換器干空氣入口43，所述脫附區32左右兩邊分別設置有濃縮風機26和電加熱器16，濃縮風機26通過再生空氣出脫附區管道23一端連接脫附區32，另一端連接熱交換器低溫出口42，所述余熱回收區8左右兩邊分別設置有再生空氣進余熱回收區管道13和再生空氣出余熱回收區管道19，再生空氣出余熱回收區管道19連接電加熱器16，電加熱器16通過再生空氣進脫附區管道22連接脫附區32，過濾器12與吸附區9之間連接有再生空氣進余熱回收區管道13，過濾器12、二級表面冷卻器11、一級表面冷卻器10通過通液管道與廢液罐18連接，所述蒸發提純設備5包括循環泵511、加熱室510、上循環管57、下循環管52、蒸發室56、冷凝器53，循環泵511出口與加熱室510底部連接，加熱室510頂部與上循環管57連接，上循環管57設有上循環管出口55，上循環管出口55伸入蒸發室56內，蒸發室56底部連接下循環管52，下循環管52下方設有蒸發室入口51，下循環管52連接循環泵511，蒸發室56下方設有蒸發室出口54，蒸發室出口54通過管道連接冷凝器53，廢液罐18與一號供液泵27連接，一號供液泵27與蒸發室入口51連接，冷凝器53通過管道與二號供液泵28連接，二號供液泵28與NMP溶液儲罐31連接，NMP溶液儲罐31與三號供液泵29連接，所述自動加液設備6包括攪拌倉610與加液倉608，攪拌倉610與加液倉608由一個密閉容器通過分倉隔板607分隔而成，所述攪拌倉610上設置有進液管道613、測溫傳感器604、氣動加壓進氣閥618、氣動排氣閥619，進液管道613上設置有氣動進液閥602、流量計601，所述攪拌倉610內設置有攪拌裝置及U形加熱棒605，所述攪拌裝置包括設置在所述攪拌倉610內的攪拌漿連接軸611以及攪拌漿連接軸611上安裝的攪拌漿葉612，攪拌漿連接軸611與攪拌電機603相連接，所述攪拌倉610通過輸液管道609與加液倉608相連通，輸液管道609上設置有單向閥614，所述加液倉608上設置有液位傳感器606，所述加液倉608底部設置有加液出口616，加液出口616通過加液管617連接四號供液泵30，四號供液泵30與涂布機頭24連接，氣動進液閥602、流量計601、測溫傳感器604、單向閥614、攪拌電機603及U形加熱棒605分別與PLC控制箱615電連接，三號供液泵29與進液管道613連接。

過濾器12的出口處形成兩路風路，吸附風路由有機溶劑進吸附區管道14將混合空氣吹向吸附區9，通過吸附區9的干燥空氣再由潔凈空氣管道15通過循環風機17送到熱交換器干空氣入口43；

脫附風路由再生空氣進余熱回收區管道13送至余熱回收區8，再通過再生空氣出余熱回收區管道19送至電加熱器16進行加熱，而后吹送至脫附區32，通過再生空氣出脫附區管道23吹送至熱交換器低溫出口42；

在轉輪7的轉動方向，從上游到下游依次設置吸附區9、脫附區32和余熱回收區8，通過上述設置，在脫附區32經過電加熱器16加熱的轉輪7部分轉到余熱回收區8后，脫附風路吹來的風先經過余熱回收區8再經過電加熱器16，從而使得余熱回收區8部分的殘余熱量能夠被再利用，提高了能量利用效率；

自動加液工作原理是：攪拌倉內的U形加熱棒605與測溫傳感器604保證了倉內溶液在一個可控溫度范圍內，倉內的攪拌裝置可為其提供長時間的溶液攪動；通過溫度和時間條件控制液體原料的加入時間，流量計601控制著加入的量；最后再次通過溫度和時間與前面工序的判斷確定溶液的配制完成；再由向攪拌倉610內通入壓縮空氣將溶液壓入加液倉608內，而加液倉608內的液位傳感器606的信號確定從攪拌倉610到加液倉608的工作時機及工作時間；

當加液倉608內液位傳感器606下降到設定液位便會發出聲光信號，便可再次由攪拌倉610內通入壓縮空氣將溶液壓入加液倉608內，如此完成依次自動加液作業，而在此過程中可以完全做到無人作業狀態。而密封的倉體結構又保證了加液時無異味散出，穩定的自動加液又保證了溶液的不灑滴，使作業環境得到改善，產品質量得以提高。

本實用新型的工作過程：

當涂布機1的排風機3啟動并送出含NMP的廢氣熱風時(風量10000m³/h，溫度100℃，含NMP的濃度1000mg/m³)，啟動回收裝置循環風機17，循環風機17的冷風(風量18000m³/h，溫度25℃，含NMP的濃度50mg/m³)，進入熱交換器4；含NMP的廢氣熱風首先進入熱交換器4與循環風機17的冷風進行熱交換，使含NMP的廢氣熱風溫度降低(風量10000m³/h，溫度76℃，含NMP的濃度1000mg/m³)，與來自濃縮風機26的含NMP的廢氣(風量2600m³/h，溫度55℃，含NMP的濃度3000mg/m³)混合，混合后含NMP的廢氣(風量12600m³/h，溫度68℃，含NMP的濃度1350mg/m³)，然后進入一級表面冷卻器10、二級表面冷卻器11與循環水進行熱交換，在一級表面冷卻器10、二級表面冷卻器11這兩個部分有大量的NMP凝結析出，凝結成液體后，排入廢液罐18，使含NMP的廢氣熱風溫度降低(風量12600m³/h，溫度20℃，含NMP的濃度500mg/m³)；再經過濾器12過濾，去除雜質；

之后剩下的含NMP的尾氣一部分(風量10000m³/h，溫度20℃，含NMP的濃度500mg/m³)進入吸附區9，含有有機溶劑需要處理的氣體從吸附區9流過后變成相對干凈的氣體，處理后的氣體中有機溶劑的含量降低(風量18000m³/h，溫度25℃，含NMP的濃度50mg/m³)通過循環風機17進入熱交換器干空氣入口43；

另一部分(風量2600m³/h，溫度20℃，含NMP的濃度500mg/m³)進入余熱回收區8，吸收余熱，再經電加熱器16加熱(風量2600m³/h，溫度140℃)進入脫附區32，從轉輪7的脫附區32流過，由于轉輪7的脫附區32被再生空氣加熱，在脫附區32的有機溶劑蒸發出來隨再生空氣帶走(風量2600m³/h，溫度55℃，含NMP的濃度3000mg/m³)與來自熱交換器4的含NMP的廢氣(風量10000m³/h，溫度76℃，含NMP的濃度1000mg/m³)混合進入一級表面冷卻器10、二級表面冷卻器11，有大量的NMP凝結析出，如此往復循環；

回收的NMP廢液自下循環管52下部蒸發室入口51加入，由循環泵511送往加熱室510加熱，從蒸汽儲罐58來的0.7MPa，170℃的飽和蒸汽，進入加熱室510，對NMP廢液進行加熱；加熱后NMP廢液(溫度98℃，壓力0.07MPa)，進入蒸發室56進行蒸發，然后進入冷凝器53進行冷凝，達到濃縮的目的，提高NMP回收效率，使得NMP濃度高，提純率高；

自動加液的工作過程：啟動PLC控制箱615上的自動運行程序，此時程序給出信號將氣動排氣閥619打開，用于攪拌倉610內與大氣平衡，氣動排氣閥619到位后將給信號氣動進液閥602打開，此時流量計601計量流經其液態的流量并與程序中設定值比較，當達到設定值后，給出信號關閉氣動進液閥602，此時程序給出信號啟動攪拌電機603、U形加熱棒605；

當氣動排氣閥619關閉后，程序檢測液位傳感器606的反饋值，當其確定加液倉608內溶液在足夠低值后，程序將給出指令打開氣動加壓進氣閥618，此時攪拌倉610被加壓，其所加壓力迫使溶液經過輸液管道609流入加液倉608中，此時液位傳感器606繼續反饋檢測值，而程序會不斷計算打開氣動加壓進氣閥618瞬間液位傳感器606的測量值與現在的測量值，當程序計算得出其值等于攪拌倉610中溶液的總量后，則程序給出指令關閉氣動加壓進氣閥618；此時程序將會在PLC控制箱615畫面板上發出攪拌倉610內已空的信號以方便再次進行，此時加液倉608內的液面高度必然高于攪拌倉610內的液面，但是由于有單向閥614的存在，溶液不會回流到攪拌倉610內。

由此可見，本實用新型提供一種鋰離子電池涂敷工序NMP回收利用裝置，用于吸附鋰離子電池涂敷生產過程中排出的NMP廢氣，并且利用加熱室對NMP廢液進行加熱，加熱后NMP廢液進入蒸發室進行蒸發，然后進入冷凝器進行冷凝，達到濃縮的目的，提高NMP回收效率，使得NMP濃度高，提純率高；密封的倉體結構保證了加液時無異味散出，穩定的自動加液又保證了溶液的不灑滴，使作業環境得到改善，產品質量得以提高；裝置自動化程度高，工作效率高，液體回收循環利用率高。