[發明專利]一種鋰電池回收的廢氣凈化和資源回收的方法及系統

在審

• 申請號: 202010468122.9
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111544972A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 龔蔚成;馬英;姚詠歌;包姍;文珊;楊有余;何琦
• 申請（專利權）人: 永清環保股份有限公司
• 主分類號: B01D46/02
• 分類號: B01D46/02;B01D53/18;C01B7/19;C01B25/18;C01C1/16;F23G7/06
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;聶午陽

本發明公開了一種鋰電池回收的廢氣凈化和資源回收的系統，包括依次連通的熱解裝置、第二除塵裝置、氣體混合器、燃燒室和鍋爐，拆分裝置、第一除塵裝置和所述氣體混合器依次連通，水合塔、一級磷酸捕集器、混酸池、二級磷酸捕集器、氫氟酸回收塔和凈化塔依次連通，本發明還公開了一種鋰電池回收的廢氣凈化和資源回收的方法。本發明的優點為實現了P₂O₅和HF的分離提純，利用碳酸酯類有機物燃燒的能量，分級提取副產物磷酸、氫氟酸或氟化銨產品，使廢水及廢渣的處理難度大大降低，環境友好。另外，由于副產物現在市場價值較高，使本環保項目運行有較好的經濟效益，節約資源。

技術領域

本發明涉及鋰電池回收廢氣處理領域，尤其涉及一種鋰電池回收的廢氣凈化和資源回收的方法及系統。

背景技術

近年來，隨著電子產品和電動汽車工業的發展，鋰電池的生產和消耗不斷增長，據報道，2018年，中國電池產量同比增長26.17％，達102Gwh，2020年，中國鋰離子電池市場產量將達到205.33Gwh，也就是說，2020年，中國鋰電池產量約68萬噸/年，鋰電池使用壽命終結如果隨意丟棄，對環境會造成非常嚴重的污染，現在最好的辦法就是對廢舊鋰電池進行回收處理，回收處理的方法分干法和濕法，但無論哪種方法，都要對電池進行破碎，分選，而在此過程中，電池中的電解液就會揮發進入處理尾氣中，給環境造成污染。鋰電池電解液的主要成份包括溶劑如碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯等，溶質如LiPF₆。碳酸酯類物質進入尾氣中，會使尾氣VOCs超標，而LiPF₆遇水會發生水解，生成氟化氫和磷酸，嚴重污染環境。因此，在鋰電池回收過程中，對處理尾氣中碳酸酯類有機物和LiPF₆如何進行去除是大家關注的問題，在這方面大家也做了許多的研究。

專利號為CN110508057A的中國專利公開“一種鋰電池回收過程中廢氣凈化方法及系統”，該方法將鋰電池回收過程中產生的廢氣先經除塵裝置去除其中的含塵顆粒物，然后經二段循環吸收塔脫除廢氣中大部分含氟組分，再通過燃燒去除其中的揮發性有機物，上述二段吸收的吸收劑為堿液，反應生成氟化鈣和磷酸鈣。但采用本方法，由于在二段吸收時，碳酸酯類有機物能溶于水，其中碳酸丙烯酯溶解度達到目的240g/L，大大增加了廢水處理難度，其次，生成的氟化鈣和磷酸鈣混合鹽綜合利用困難，增加生產企業的生產成本。

專利號為CN08096977A的中國專利公開了“一種鋰電池回收處理過程中產生的廢氣處理方法及系統”，本方法采用氮氣保護，分子篩過濾吸濕，深冷分離處理的方法。但本方法能耗較高，另外，由于LiPF₆可以溶于碳酸酯類有機物，深冷后要分離出能循環利用的較純的單體也比較困難。

專利號為CN10124432A的中國專利公開了“一種廢舊鋰電池回收處理工藝中煙氣凈化裝置”，本裝置先用布袋對廢氣進行除塵，然后進行二級淋洗，后用UV光解裝置對有機物進行光解，本方法存在淋洗中有機物溶于水，增加廢水處理難度，另外，UV光解的方法由于有機物濃度過高而難于達標排放。

專利號為CN108128953A的中國專利公開了“一種廢舊鋰電池回收裂解的廢氣及廢水處理裝置及方法”，本方法將鋰電池回收處理中的廢氣直接進入裂解爐焚燒，然后，煙氣用堿液噴淋吸收，再經活性炭吸附處理后高空排放。本裝置方法中燃燒后的煙氣直接用氫氧化鈉溶液吸收處理，生成磷酸鈉和氟化鈉鹽混合在一起，綜合利用比較困難。

專利號為CN108736091A的中國專利公開了“一種鋰電池的拆解回收工藝”，該方法先將電池進行粉碎，將電池的金屬殼體和內容物進行篩分，然后通過熱解的方式將金屬箔與電極粘結劑、揮發性氣體進行分離，金屬箔經過分選得到銅箔和鋁箔，揮發性氣體經過蓄熱燃燒處理并除塵后進行尾氣排放，該專利未對尾氣中成份進行回收利用，尾氣中的有機物濃度為10mg/m³，污染環境。