石墨負極材料有機煙氣回收處理系統及方法與流程

2023-10-25 07:50:27 1

本發明涉及石墨負極材料生產技術領域，具體涉及一種石墨負極材料有機煙氣回收處理系統及方法。

背景技術：

鋰離子二次電池目前主要用石墨微粉作為其導電負極的負極材料，其粒度通常介於3μm～30μm。石墨負極材料在生產製備的過程中需要向原料中添加一種樹脂有機物，作為石墨負極材料製備的添加劑對石墨負極材料進行改性及滲碳，以改變石墨負極材料的潤滑性能，並在後期實現增大石墨負極材料的比表面積等性能。該過程是石墨負極材料製備過程極其關鍵的環節，往往決定著石墨負極材料最終製備產品的優劣。但是在生產過程中，隨著有機物樹脂的添加，部分有機物受熱揮發，往往會產生一種有機煙氣，該煙氣含有蒽、菲、芘、吡啶及苯並芘等有毒有害物質，對人身體健康造成危害，也汙染環境，並且該煙氣一般在室溫下又易流延呈油狀粘液，難以妥善回收處理，也對石墨負極材料的健康發展造成阻礙。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種石墨負極材料有機煙氣回收處理系統及方法，能夠對含有有毒有害物質的石墨負極材料有機煙氣進行回收處理，既可降低生產成本，又能防止汙染環境。

為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案：

設計一種石墨負極材料有機煙氣回收處理系統，包括電除塵單元、水除塵單元、收塵單元、脫水乾燥單元；

所述電除塵單元包括用於收集石墨負極材料有機煙氣的煙道，以及與所述煙道通過引風機相連通的電除塵器，在所述電除塵器內部設有放電極和集塵電極，在所述電除塵器底部設有第一收料倉；

所述水除塵單元包括與所述電除塵器頂部出氣口相連通的噴淋罐，在所述噴淋罐內設有高壓噴頭；

所述收塵單元包括設置在所述噴淋罐底部的收塵池，在所述收塵池的頂部裝有撇油機，在所述收塵池底部設有刮泥板，在所述收塵池的排泥口設有汙泥泵；

所述脫水乾燥單元包括離心機、乾燥罐和第二收料倉，所述離心機與所述收塵池頂部通過輸送槽相連，用於將撇油機撇出的有機物進行離心脫水，所述乾燥罐用於將脫水後的有機物進行乾燥處理，所述第二收料倉用於存儲脫水乾燥後的有機物。

優選的，在所述電除塵器的內壁上設有加熱器，用於調節電除塵器內部的溫度。

優選的，所述煙道、放電極和集塵電極的材質為304不鏽鋼。

優選的，所述撇油機為帶式撇油機，其撇油帶的材質為親油聚酯纖維。

使用上述系統進行石墨負極材料有機煙氣回收處理的方法，包括下列步驟：

（1）電除塵：使用引風機通過煙道將石墨負極材料有機煙氣引入到電除塵器中，在電除塵器內放電極和集塵電極產生的高壓電場作用下，有機煙氣中的塵粒被吸附在集塵電極上，並最終在振打分離後被收集在電除塵器底部的第一收料倉中；所述電除塵器的電壓為直流50～100kv；

（2）水除塵：步驟（1）中經過電除塵後的煙氣經電除塵器的頂部管道進入噴淋罐中，通過高壓噴頭均勻霧化的噴淋水，對煙氣進行噴淋處理，其中的有機揮發物以及固體塵粒隨著噴淋水流入到噴淋罐底部的收塵池內；所述噴淋罐內的噴淋壓力為0.5～1mpa；

（3）進入收塵池中的有機物比重較水小，浮於收塵池液面，被撇油機撇出，然後經輸送槽進入離心機中進行離心脫水處理，離心脫水後再經乾燥罐乾燥處理，最後送入第二收料倉中；

（4）進入收塵池中的固體塵粒比重較大，沉於收塵池底部，被刮泥板刮至收塵池尾端，通過汙泥泵排出；

（5）第一收料倉和第二收料倉中收集的物料被回收，用於石墨負極材料的生產。

優選的，所述步驟（3）中進行離心脫水的轉速為3000～5000轉/分。

優選的，所述步驟（3）中乾燥罐乾燥所用介質為蒸汽，並且蒸汽間接接觸有機物。

優選的，所述乾燥罐中的蒸汽壓力為0.1～0.5mpa。

本發明的有益效果在於：

本發明解決了現有技術中石墨負極材料有機煙氣得不道有效的回收利用、容易造成資源浪費和汙染環境的問題。採用電除塵結合水除塵的分級除塵、並將油水分離的方法，能夠將有機煙氣中的有毒有害物質去除，並對該有機煙氣中的有機物進行回收。該方法操作性強，既避免汙染環境以及對員工身體健康的危害，又能降低生產成本，非常適用於石墨負極材料生產企業工業化推廣應用。

附圖說明

圖1是本發明石墨負極材料有機煙氣回收處理系統的結構示意圖。

其中，1為煙道，2為電除塵器，3為第一收料倉；4為噴淋罐，5為收塵池，6為撇油機，7為刮泥板，8為汙泥泵；9為離心機，10為乾燥罐，11為第二收料倉。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例來說明本發明的具體實施方式，但以下實施例只是用來詳細說明本發明，並不以任何方式限制本發明的範圍。在以下實施例中所涉及的儀器設備如無特別說明，均為常規儀器設備；所涉及的工業原料如無特別說明，均為市售常規工業原料。

實施例1：一種石墨負極材料有機煙氣回收處理系統，參見圖1，包括電除塵單元、水除塵單元、收塵單元、脫水乾燥單元。

所述電除塵單元包括用於收集石墨負極材料有機煙氣的煙,1，以及與所述煙道1通過引風機相連通的電除塵器2，在所述電除塵器2內部設有放電極和集塵電極，在所述電除塵器2底部設有第一收料倉3。在所述電除塵器2的內壁上還設有加熱器，用於調節電除塵器內部的溫度，提高電除塵器對該有機煙氣的處理效率。其中，煙道、放電極和集塵電極的材質為304不鏽鋼。

所述水除塵單元包括與所述電除塵器2頂部出氣口相連通的噴淋罐4，在所述噴淋罐4內設有高壓噴頭。其噴淋水的噴淋壓力為0.5～1mpa。

所述收塵單元包括設置在所述噴淋罐4底部的收塵池5，在所述收塵池5的頂部裝有撇油機6，在所述收塵池5底部設有刮泥板7，在所述收塵池5的排泥口設有汙泥泵8；刮泥板7可定期將底部沉澱的固體塵粒刮至收塵池5尾端，並通過在尾端安裝的汙泥泵8排出。

所述脫水乾燥單元包括離心機9、乾燥罐10和第二收料倉11，所述離心機9與所述收塵池5頂部通過輸送槽相連，用於將撇油機6撇出的有機物進行離心脫水，所述乾燥罐10用於將脫水後的有機物進行乾燥處理，所述第二收料倉11用於存儲脫水乾燥後的有機物。其中，所述撇油機6為帶式撇油機，其撇油帶的材質為親油聚酯纖維，可將浮於液面上的有機物不斷由收塵池內撇出。

實施例2：一種使用實施例1所述系統進行石墨負極材料有機煙氣回收處理的方法，包括下列步驟：

（1）電除塵：使用引風機通過煙道將石墨負極材料有機煙氣引入到電除塵器中，在電除塵器內放電極和集塵電極產生的高壓電場作用下，有機煙氣中的塵粒被吸附在集塵電極上，並最終在振打分離後被收集在電除塵器底部的第一收料倉中；所述電除塵器的電壓為直流50～100kv。

（2）水除塵：步驟（1）中經過電除塵後的煙氣經電除塵器的頂部管道進入噴淋罐中，通過高壓噴頭均勻霧化的噴淋水，對煙氣進行噴淋處理，其中的有機揮發物以及固體塵粒隨著噴淋水流入到噴淋罐底部的收塵池內；所述噴淋罐內的噴淋壓力為0.5～1mpa。

（3）收塵池中有機物的處理：進入收塵池中的有機物比重較水小，浮於收塵池液面，被撇油機撇出，然後經輸送槽進入離心機中進行離心脫水處理，離心脫水後再經乾燥罐乾燥處理，最後送入第二收料倉中；其中，進行離心脫水的轉速為3000～5000轉/分；乾燥罐乾燥所用介質為蒸汽，並且蒸汽間接接觸有機物，乾燥罐中的蒸汽壓力為0.1～0.5mpa。

（4）收塵池中固體塵粒的處理：進入收塵池中的固體塵粒比重較大，沉於收塵池底部，被刮泥板刮至收塵池尾端，通過汙泥泵排出。

（5）回收物的再利用：第一收料倉和第二收料倉中收集的物料被回收，用於石墨負極材料的生產。

本發明的具體工作方式為：

石墨負極材料生產製備使產生的有機煙氣首先匯集到煙道中，通過引風機將煙氣引入電除塵器進行一級除塵——電除塵，在電除塵器中放電極和集塵電極產生的高壓電場作用下，有機煙氣中的塵粒被吸附在集塵電極上，然後被振打分離，進入第一收料倉中存儲。

電除塵器除塵後的氣體再進入噴淋罐進行二級除塵——水除塵，通過高壓噴頭均勻霧化的噴淋水，對煙氣進行深入處理，進一步除去煙氣中的有機揮發物以及固體塵粒，這些有機揮發物以及固體塵粒隨著噴淋水流入收塵池內。

收塵池將噴淋除塵產生的水及混雜的有機物、固體塵粒收集起來，其中有機物比重較水小，浮於收塵池液面；固體塵粒（主要為焦炭顆粒）比重大則沉於收塵池底部。收塵池頂部的撇油機可將浮於液面上的有機物不斷由收塵池內撇出，然後進行離心脫水和乾燥處理，最終將處理後的有機物送至第二收料倉中儲存，第一收料倉和第二收料倉中收集的物料可以重新用於石墨負極材料的生產。收塵池底部設有刮泥板，可定期將底部沉澱的固體塵粒刮至收塵池尾端，並通過在尾端安裝的汙泥泵排出。

採用本發明中的系統和方法，石墨負極材料有機煙氣能夠得到有效的處理，煙氣中的有機物得到回收，並可回用於石墨負極材料的生產過程中，煙氣中的有毒有害物質也得到去除。既避免汙染環境以及對員工身體健康的危害，又能降低生產成本，非常適用於石墨負極材料生產企業工業化推廣應用。

上面結合附圖和實施例對本發明作了詳細的說明，但是，所屬技術領域的技術人員能夠理解，在不脫離本發明宗旨的前提下，還可以對上述實施例中的各個具體參數進行變更，形成多個具體的實施例，均為本發明的常見變化範圍，在此不再一一詳述。