鋰離子電池涂敷工序nmp回收精蒸提純循環利用裝置的制造方法
【專利摘要】鋰離子電池涂敷工序NMP回收精蒸提純循環利用裝置，包括涂布機、熱交換器、轉輪、精蒸提純設備、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。本實用新型用于吸附鋰離子電池涂敷生產過程中排出的NMP廢氣，并且利用冷凝器將廢氣中的NMP變成液體回收循環再利用，NMP濃度高，提純率高。裝置自動化程度高，液體回收循環利用率高。
【專利說明】
鋰離子電池涂敷工序NMP回收精蒸提純循環利用裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及廢氣回收技術領域，尤其涉及鋰離子電池涂敷工序NMP回收精蒸提純循環利用裝置。
【背景技術】
[0002]N-甲基吡咯烷酮(匪P)為無色透明液體，沸點202°C，閃點95°C，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。
[0003]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匪P溶劑(溫度120 0C，時間4min)。WP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。
[0004]目前，在匪P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。
【發明內容】
[0005]本實用新型提供鋰離子電池涂敷工序匪P回收精蒸提純循環利用裝置，用于吸附鋰離子電池涂敷生產過程中排出的NMP廢氣，并且利用鋁肋板式冷凝器將廢氣中的NMP變成液體回收循環再利用；同時對涂布機排出的熱空氣進行熱交換達到熱回收的目的，提高了能量利用效率;鋁肋板式冷凝器與冷卻器可進行兩次冷凝，使得匪P回收效率高，鋁肋板式冷凝器和冷卻器之間設有的緩沖罐，可以達到濃縮的目的，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。
[0006]本實用新型的技術方案是:鋰離子電池涂敷工序NMP回收精蒸提純循環利用裝置，包括涂布機、熱交換器、轉輪、精蒸提純設備、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，所述精蒸提純設備包括塔釜和塔體，所述塔釜和塔體一體連接，所述塔釜一端設有蒸汽進口，所述塔釜上設有溫度計接口，所述塔釜另一端開有稀NMP溶液進口，所述稀NMP溶液進口通過管道與稀NMP溶液高位儲罐連接，所述塔體頂部設有蒸汽出口，所述塔體頂部一側設有回流口，所述蒸汽出口通向鋁肋板式冷凝器，所述鋁肋板式冷凝器底部設有冷凝液出口和匪P溶液出口，所述冷凝液出口和NMP溶液出口通向緩沖罐，所述緩沖罐底部與冷卻器連接，所述冷卻器底部設有濃匪P溶液出口，所述濃NMP溶液出口與成品罐連接，所述緩沖罐一側開有冷凝管，所述冷凝管與回流口連通，所述塔釜上設有壓力表，所述塔體上設有檢修梯，所述濃NMP溶液出口上設有分流器，廢液罐與一號供液栗連接，一號供液栗與稀NMP溶液高位儲罐連接，成品罐通過管道與二號供液栗連接，二號供液栗與WP溶液儲罐連接，WP溶液儲罐與三號供液栗連接，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栗，四號供液栗與涂布機頭連接，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，三號供液栗與進液管道連接。
[0007]本實用新型的有益效果為:本實用新型提供鋰離子電池涂敷工序NMP回收精蒸提純循環利用裝置，用于吸附鋰離子電池涂敷生產過程中排出的NMP廢氣，并且利用鋁肋板式冷凝器將廢氣中的NMP變成液體回收循環再利用；同時對涂布機排出的熱空氣進行熱交換達到熱回收的目的，提高了能量利用效率;鋁肋板式冷凝器與冷卻器可進行兩次冷凝，使得匪P回收效率高，招肋板式冷凝器和冷卻器之間設有的緩沖罐，可以達到濃縮的目的，使得匪P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】
[0008]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)。
[0009]圖2為圖1中件5精蒸提純設備的放大結構示意圖。
[0010]圖3為圖1中件6自動加液設備的放大結構示意圖。
[0011]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.精蒸提純設備，
6.自動加液設備，7.轉輪，8.余熱回收區，9.吸附區，10.—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，27.一號供液栗，28.二號供液栗，29.三號供液栗，30.四號供液栗，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，501.塔釜，502.塔體，503.檢修梯，504.蒸汽進口，505.溫度計接口，506.稀NMP溶液進口，507.管道，508.稀NMP溶液高位儲罐，509.蒸汽出口，510.回流口，511.鋁肋板式冷凝器，512.冷凝液出口，513.NMP溶液出口，514.緩沖罐，515.冷卻器，516.濃NMP溶液出口，517.成品罐，518.冷凝管，519.分流器，520.壓力表，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】
[0012]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0013]如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型是鋰離子電池涂敷工序NMP回收精蒸提純循環利用裝置，包括涂布機1、熱交換器4、轉輪7、精蒸提純設備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I左右二側設有涂布機頭24、涂布機尾25，所述涂布機I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I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—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，所述精蒸提純設備5包括塔釜501和塔體502，所述塔釜501和塔體502—體連接，所述塔釜501—端設有蒸汽進口 504，所述塔釜501上設有溫度計接口 505，所述塔釜501另一端開有稀NMP溶液進口 506，所述稀NMP溶液進口 506通過管道507與稀NMP溶液高位儲罐508連接，所述塔體502頂部設有蒸汽出口 509，所述塔體502頂部一側設有回流口 510，所述蒸汽出口 509通向鋁肋板式冷凝器511，所述鋁肋板式冷凝器511底部設有冷凝液出口 512和NMP溶液出口 513，所述冷凝液出口 512和匪P溶液出口 513通向緩沖罐514，所述緩沖罐514底部與冷卻器515連接，所述冷卻器515底部設有濃匪P溶液出口 516，所述濃WP溶液出口 516與成品罐517連接，所述緩沖罐514—側開有冷凝管518，所述冷凝管518與回流口 510連通，所述塔釜501上設有壓力表520，所述塔體502上設有檢修梯503，所述濃NMP溶液出口 516上設有分流器519，廢液罐18與一號供液栗27連接，一號供液栗27與稀NMP溶液高位儲罐508連接，成品罐517通過管道與二號供液栗28連接，二號供液栗28與NMP溶液儲罐31連接，NMP溶液儲罐31與三號供液栗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連接四號供液栗30，四號供液栗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，三號供液栗29與進液管道613連接。
[0014]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;
[0015]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;
[0016]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。
[0017]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；
[0018]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。
[0019]本實用新型的工作過程:
[0020]當涂布機I的排風機3啟動并送出含匪P的廢氣熱風時(風量10000m3/h，溫度100°C，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°C，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°(:，含匪?的濃度100011^/1113)，與來自濃縮風機26的含匪?的廢氣(風量26001113/11，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 °C，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匪P凝結析出，凝結成液體后，排入廢液罐18，使含匪P的廢氣熱風溫度降低(風量12600m3/h，溫度20°C，含匪P的濃度500mg/m3);再經過濾器12過濾，去除雜質；
[0021]之后剩下的含NMP的尾氣一部分(風量10000m3/h，溫度20°C，含匪P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°C，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;
[0022]另一部分(風量2600m3/h，溫度20°C，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 °C )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°C，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°C，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。
[0023]鋁肋板式冷凝器511與冷卻器515可進行兩次冷凝，使得NMP回收效率高，鋁肋板式冷凝器511和冷卻器515之間設有的緩沖罐514，可以達到濃縮的目的，使得NMP濃度高，提純率高。
[0024]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；
[0025]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。
[0026]由此可見，本實用新型提供鋰離子電池涂敷工序NMP回收精蒸提純循環利用裝置，用于吸附鋰離子電池涂敷生產過程中排出的NMP廢氣，并且利用鋁肋板式冷凝器將廢氣中的匪P變成液體回收循環再利用；同時對涂布機排出的熱空氣進行熱交換達到熱回收的目的，提高了能量利用效率;鋁肋板式冷凝器與冷卻器可進行兩次冷凝，使得NMP回收效率高，鋁肋板式冷凝器和冷卻器之間設有的緩沖罐，可以達到濃縮的目的，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。
【主權項】
1.鋰離子電池涂敷工序NMP回收精蒸提純循環利用裝置，包括涂布機、熱交換器、轉輪、精蒸提純設備、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、熱交換器于空氣入口，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，所述精蒸提純設備包括塔釜和塔體，所述塔釜和塔體一體連接，所述塔釜一端設有蒸汽進口，所述塔釜上設有溫度計接口，所述塔釜另一端開有稀NMP溶液進口，所述稀NMP溶液進口通過管道與稀NMP溶液高位儲罐連接，所述塔體頂部設有蒸汽出口，所述塔體頂部一側設有回流口，所述蒸汽出口通向鋁肋板式冷凝器，所述鋁肋板式冷凝器底部設有冷凝液出口和NMP溶液出口，所述冷凝液出口和NMP溶液出口通向緩沖罐，所述緩沖罐底部與冷卻器連接，所述冷卻器底部設有濃NMP溶液出口，所述濃NMP溶液出口與成品罐連接，所述緩沖罐一側開有冷凝管，所述冷凝管與回流口連通，所述塔釜上設有壓力表，所述塔體上設有檢修梯，所述濃NMP溶液出口上設有分流器，廢液罐與一號供液栗連接，一號供液栗與稀NMP溶液高位儲罐連接，成品罐通過管道與二號供液栗連接，二號供液栗與NMP溶液儲罐連接，NMP溶液儲罐與三號供液栗連接，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栗，四號供液栗與涂布機頭連接，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，三號供液栗與進液管道連接。
【文檔編號】B01D53/00GK205621809SQ201620506657
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月19日
【發明人】張建崗
【申請人】張建崗