锂电池废气处理方法|新能源汽车锂电池行业废气处理案例

锂电池废气处理案例​

案例一：大型锂电池生产基地废气处理项目​

项目背景​

某大型锂电池生产基地，年产能达数 GWh，位于国家级新能源产业园区内。随着产业园区周边人口逐渐密集，其生产过程中产生的废气对环境的影响受到广泛关注。当地环保部门针对锂电池行业废气排放中的挥发性有机物（VOCs）、酸性气体以及粉尘等污染物，制定了极为严格的排放标准。为顺应环保政策，维护企业的可持续发展与良好社会形象，该生产基地决定投入巨额资金对废气处理系统进行全方位的升级改造。​

项目废气成份来源​

1. 电极涂布工序：在电极涂布过程中，使用的涂布液含有大量有机溶剂，如 N - 甲基吡咯烷酮（NMP）。NMP 挥发性强，在烘干环节会大量挥发进入废气，其排放浓度高且具有一定毒性，对人体神经系统和呼吸系统有损害。​

2. 电解液配制与注液工序：电解液中含有六氟磷酸锂等物质，在配制和注液过程中，六氟磷酸锂遇水分解产生氟化氢（HF）酸性气体。HF 具有强烈的腐蚀性，不仅危害人体健康，还会对设备和周边环境造成严重腐蚀。​

3. 电池组装与封装工序：此过程中，部分塑料外壳、密封材料在加热成型时会释放出少量有机废气，如烯烃类、苯系物等，虽然浓度相对较低，但长期积累也会对空气质量产生影响。同时，电池打磨等工序会产生粉尘污染。​

处理工艺流程​

1. 废气收集：在电极涂布、电解液配制与注液、电池组装等各废气产生工位上方，安装定制化的高效集气罩。根据不同工序废气产生特点，设计了可变风量的收集系统，确保废气收集率高达 99% 以上，防止废气无组织排放。​

2. 预处理阶段：废气首先进入旋风除尘器，利用离心力去除大部分粒径较大的粉尘颗粒。随后进入喷淋塔，通过喷淋循环水，进一步去除剩余粉尘以及部分水溶性污染物，同时对废气进行降温，为后续处理创造适宜条件。​

3. 酸性气体处理：经过预处理的废气进入碱液喷淋塔，塔内喷淋氢氧化钠（NaOH）溶液，与废气中的氟化氢等酸性气体发生中和反应，将其转化为无害的盐类和水。碱液喷淋塔配备多层高效喷淋装置和除雾器，保证酸性气体去除效率达到 99.5% 以上，避免碱液雾滴带出造成二次污染。​

4. VOCs 处理：处理酸性气体后的废气进入活性炭吸附浓缩 - 催化燃烧装置。废气先通过活性炭吸附床，活性炭对废气中的 NMP 等 VOCs 进行吸附。当吸附床接近饱和时，切换至另一组吸附床继续工作。对饱和的吸附床采用热氮气脱附，将吸附的 VOCs 解吸出来，形成高浓度的 VOCs 废气。高浓度 VOCs 废气进入催化燃烧装置，在贵金属催化剂（如铂、钯）的作用下，于 250 - 350℃的较低温度下发生氧化反应，分解为二氧化碳和水。催化燃烧产生的热量通过换热器回收，用于吸附床脱附过程的热氮气加热，实现能源的循环利用，降低能耗。​

5. 深度净化与排放：经过催化燃烧处理后的废气，再通过高效过滤器进行深度过滤，确保排放废气中的粉尘含量符合标准。最后，经烟囱达标排放。​

最终效果​

1. 污染物排放达标：处理后的废气中，氟化氢排放浓度低于 0.5mg/m³，NMP 排放浓度低于 10mg/m³，其他 VOCs 排放浓度低于 30mg/m³，粉尘排放浓度低于 5mg/m³，各项污染物指标均远低于当地严苛的排放标准，实现了稳定且高标准的达标排放。​

2. 环境改善显著：周边居民对异味和环境污染的投诉量从每月 20 余次降至几乎为零，有效改善了产业园区及周边区域的空气质量，维护了良好的生态环境，企业也避免了因环保问题可能面临的停产整顿等风险，提升了企业的社会声誉。​

3. 系统运行稳定且节能：新的废气处理系统经过长期运行监测，设备故障率低。自动化控制系统能够实时监测废气浓度、温度、压力等参数，并自动调整处理工艺，确保系统稳定运行。通过余热回收，每年可节约大量能源，降低企业运行成本，实现了环保与经济效益的双赢。​

案例二：中型锂电池材料生产企业废气处理项目​

项目背景​

一家中型锂电池材料生产企业，专注于正极材料和负极材料的生产，位于省级化工园区内。随着化工园区环保监管力度的不断加大，以及企业自身扩大生产规模的计划，原有的简单废气处理设施已无法满足日益严格的环保要求。为保障企业的正常生产经营与可持续发展，企业决定对废气处理设施进行升级改造。​

项目废气成份来源​

1. 正极材料生产：在正极材料（如磷酸铁锂、三元材料等）的烧结过程中，原料中的有机物（如添加剂、粘结剂等）会挥发产生 VOCs，主要成分包括烷烃、芳烃等。同时，烧结过程中可能会产生少量氮氧化物（NOx），这是由于空气中的氮气在高温下与氧气反应生成。​

2. 负极材料生产：负极材料（如石墨）的粉碎、造粒等工序会产生大量粉尘。在负极材料的表面处理过程中，使用的有机溶剂（如乙醇、丙酮等）会挥发形成 VOCs 废气。此外，部分负极材料生产工艺中会使用含硫化合物，可能会产生少量的硫化氢（H₂S）等恶臭气体。​

处理工艺流程​

1. 废气收集：在正极材料烧结炉、负极材料粉碎和造粒设备、表面处理设备等废气产生源处，分别设置集气罩和通风管道，将废气集中收集。根据不同工序废气产生的特性，合理设计收集系统，确保废气收集率达到 95% 以上。​

2. 粉尘处理：对于负极材料生产过程中产生的大量粉尘，首先采用脉冲布袋除尘器进行处理。脉冲布袋除尘器利用压缩空气周期性地对滤袋进行清灰，使粉尘从滤袋表面脱落，收集到灰斗中，粉尘去除效率可达 99% 以上，有效防止粉尘对后续处理设备的堵塞。​

3. VOCs 及恶臭气体处理：经过粉尘处理后的废气进入生物滴滤塔。生物滴滤塔内填充有特殊的微生物载体，上面附着着能够分解 VOCs、硫化氢等污染物的微生物菌群。废气通过微生物载体时，污染物被微生物吸附、吸收并分解为二氧化碳、水和无机盐等无害物质。微生物生长需要适宜的环境，通过定期喷淋营养液，保证微生物活性，维持生物滴滤塔高效运行。对于生物滴滤塔处理后仍残留的少量 VOCs，再通过活性炭吸附装置进行深度吸附，确保废气达标排放。​

4. 酸性气体处理（针对 NOx）：对于正极材料烧结过程中产生的氮氧化物，采用选择性催化还原（SCR）工艺进行处理。在 SCR 反应器中，喷入氨气（NH₃）作为还原剂，在催化剂（如钒钛系催化剂）的作用下，氨气与氮氧化物发生反应，将其还原为氮气和水，NOx 去除效率可达 85% 以上。​

最终效果​

1. 达标排放：处理后的废气中，粉尘排放浓度低于 10mg/m³，VOCs 排放浓度低于 50mg/m³，硫化氢排放浓度低于 0.06mg/m³，氮氧化物排放浓度低于 100mg/m³，各项污染物指标均符合化工园区规定的废气排放标准，企业顺利通过环保验收，避免了环保处罚。​

2. 成本效益平衡：相较于一些高端、复杂且昂贵的废气处理技术，生物滴滤塔结合活性炭吸附以及 SCR 工艺的组合方案，在满足环保要求的同时，设备投资相对适中，运行成本较低，为企业在环保投入与经济效益之间找到了较好的平衡点，保障了企业的盈利能力。​

3. 车间环境改善：工厂内部的粉尘和异味明显减轻，改善了工人的工作环境，降低了职业病发生的风险，提高了工人的工作积极性和生产效率，对企业的长期稳定发展起到了积极作用。