新能源锂电池负极材料和废旧锂电池资源回收再生建设项目废气污染防治措施.doc

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1、新能源锂电池负极材料和废旧锂电池资源回收再生建设项目废气污染防治措施1.1粉尘处理措施可行性分析本项目负极生产工序、正极烘干粉碎工序、负极烘干工序均会产生一定量的粉尘。分别采用脉冲袋式除尘器进行收集处理。袋式除尘器在属于典型的过滤式除尘，工作原理是依靠编织的或毡织（压）的滤布做为过滤材料，当含尘气体通过滤袋时，粉尘被阻留在滤袋的表面，干净空气则通过滤袋间的缝隙排出，从而达到分离含尘气体中粉尘的目的。根据袋式除尘器清灰方式的不同，又可分为机械振动清灰袋式除尘器、脉冲袋式除尘器、反吹袋式除尘器等，本项目选用的是脉冲袋式除尘器，清灰方式是通过脉冲阀将空气引入滤袋，使之急剧膨胀震动，加之气流返乡吹扫，

2、使富集在滤袋外表面的粉尘层脱落，落入灰斗中。质量优良的袋式除尘器收尘效率一般可达99.5%以上，经咨询企业，以上几个工序收集的粉尘均作为产品，故除尘设施效率较高。脉冲袋式除尘器工作示意图见图6-1。图6-1 脉冲袋式除尘器工作示意图根据工程分析，各工序粉尘经袋式除尘器处理后，排放浓度满足电池工业污染物排放标准(GB30484-2013)表5标准颗粒物浓度30 mg/m3的要求。本项目采用的袋式除尘器目前应用广泛、技术成熟、治理效果较好，废气污染物可达标排放，防治措施工艺技术、经济可行。1.2有机废气处理措施可行性分析本项目有机废气产生环节较多：机械拆解工序、正极材料烘干工序、负极材料烘干工序、

3、溶剂回收工序，各工段废气经风机引至有机废气处理设备进行处理，然后经20m高排气筒排放。1.2.1有机废气治理措施有机废气净化的方法有直接燃烧法、催化燃烧法、活性炭吸附法、吸收法、冷凝法等。各种方法的主要优缺点见表6-1。表6-1 有机废气主要净化方法比较方法原理优点缺点适用范围吸附法废气的分子扩散到固体吸附剂表面，有害成分被吸附而达到净化可处理含有低浓度的碳氢化合物和低温废气；溶剂可回收，进行有效利用；处理程度可以控制。处理效率高，达到85%以上活性炭的再生和补充需要花费的费用多；在处理废气时要预先除尘适用常温、低浓度、废气量较小时的废气治理UV光氧催化氧化法利用UV紫外线光束和生成的O3对有

4、机废气催化氧化，生成CO2和H2O处理风量大，无毒、安全、稳定性好、催化活性高、见效快、低耗电、可重复使用等优点。发生电子和空穴对的转移速度慢，复合率较高，通常只能用紫外光活化适用常温、中高浓度的废气治理直接燃烧法（RTO）废气引入燃烧室与火焰直接接触，使有害物燃烧生成CO2和H2O，使废气净化燃烧效率高，管理容易；仅烧嘴需经常维护，维护简单；装置占地面积小；不稳定因素少，可靠性高。净化效率高，可达99%以上。处理温度高，需燃料费高；燃烧装置、燃烧室、热回收装置等设备造价高；处理像浓度低、风量大的废气不经济适用于有机溶剂含量高、湿度高的废气治理催化燃烧法（RCO）在催化剂作用下，使有机物废气在

5、引燃点温度以下燃烧生成CO2和H2O而被净化与直接燃烧法相比，能在低温下氧化分解，燃料费可省1/2；装置占地面积小；NOx生成少。净化效率高，可达95%以上。催化剂价格高，需考虑催化剂中毒和催化剂寿命；必须进行前处理除去尘埃等；催化剂和设备价格高。另外对低浓度的有机废气处理效果不佳，需先对低浓度废气进行吸附，解吸浓缩后处理，工艺较为复杂适用于废气温度高、流量小、有机溶剂浓度高、含杂质少的场合吸收法液体作为吸收剂，使废气中有害气体被吸收剂所吸收从而达到净化设备费用低，运转费用少；无爆炸、火灾等危险，安全性高；适宜处理和挥发室排出废气需要对产生废水进行二次处理，对涂料品种有限制，净化效率不高，约为

6、50%适用于高、低浓度有机废气冷凝法降低有害气体的温度，能使其某些成分冷凝成液体的原理设备、操作条件简单，回收物质纯度高。净化效率低，不能达到标准要求适用于组分单一的高浓度有机废气根据工程分析，本项目有机废气具有以下特点：产生浓度高、废气源较为稳定，有机废气以NMP、环己醇及其他轻质有机物为主，经查阅以上物质的燃烧性质：遇明火、高温可燃。故本项目有机废气具有可燃性。经综合比选，并与建设单位沟通，最终确定采用1套直接燃烧法（RTO）处理全厂有机废气。1.2.2蓄热式焚烧工艺原理及处理效率（1）工艺原理蓄热式燃烧炉（RTO）是把生产排出的有机废气经过蓄热陶瓷的加热后，温度迅速提升，在炉膛内燃气燃烧

7、加热作用下，温度达到6801050，有机废气中的VOCs在此高温下直接分解成二氧化碳和水蒸气，形成的高温烟气，然后流经温度低的蓄热陶瓷，大量热能即从烟气中转移至蓄热体，用来加热下一次循环的待分解有机废气，高温烟气的自身温度大幅度下降，再经过热回收系统和其他介质发生热交换，烟气温度进一步降低，最后排至室外大气。焚烧产生的高温气体经特制的陶瓷热体，使陶瓷体升温而“蓄热”，此“蓄热”用于预热续进入的有机废气，从而节省废气升温的燃料消耗。图6-2 蓄热式焚烧设备运行流程RTO设备有三个对称的蓄热室和二燃烧室，有机废气在鼓风机作用下先进入陶瓷蓄热室（1），吸收热量后进入燃烧室，蓄热室（1）因放热而降温，

8、燃烧升温后的气体进入蓄热室（2），通过热交换把热量贮存在蓄热室（2）的陶瓷蓄热体中，然后排出。同时蓄热室（3）空间中残留未处理有机废气被净化后的气体反吹回燃烧室进行焚化处理。经过一定时间（比如2分钟）后，气流改变方向从蓄热室（2）进入燃烧室，通过蓄热室（2）吸收热量升温后，在炉膛内高温裂解，最后经蓄热室（3）热交换后排放，同时蓄热室（1）处于反吹状态，经一断时间后，气流再改变方向，不断在交替循环，保证燃烧室温度，并节约能源，具有较高的去除率和换热效率。（2）设备组成图6-3 蓄热式焚烧设备组成1、RTO炉体*燃烧室燃烧室是热氧化系统中的主要设备，壳体采用6mm的Q235-A碳钢板，外表面设型钢

9、加强筋，壳体良好密封，废气在炉膛内经过复杂的物理化学反应，使废气中的有机物彻底氧化分解。燃烧陶瓷纤维，最外层以钢板为保护层，热氧化室外壁为环境温度+25，升温不超过60。燃烧室设有热电偶，及时反应室内温度，便于及时调节燃在燃烧室上部设有防爆口，以防止炉膛内烟气爆燃时对炉体的损坏。每个燃烧室装一个带比例调节燃烧器。每个燃烧器的供热能力是通过炉膛内的温度反馈信号经过调节器自动进行调节，此外燃烧系统还带有点火前的自动预吹扫、熄火保护、超温报警和超温自动切断燃料供给等功能。当燃烧器启动后，燃定指示灯运行，当在运行过程中出现意外熄火，光敏电阻检测不到火焰，程序控制器自动停机同时故障输出并且运行锁定，待除

10、锁定后方可重新开始启动程序。*蓄热室由三个蓄热室且成，分别轮流进行蓄热、放热、清扫。蓄热室内装满蜂窝陶瓷蓄热体，壳体材料良好密封，炉蓖支撑陶瓷蓄热体及鞍环陶瓷，材料碳钢。蓄热室的作用是将烟气的部分热量由蓄热陶瓷蓄存起来，用于预热废气，使废气进入炉膛时氧化燃烧更彻底，甚至可以直接引燃废气，因此可以明显节约燃料。2、炉体内保温炉体氧化室及蓄热室内保湿采用耐火硅酸铝纤维，耐热1200，绒重220kg/m2，氧化室及蓄热室高温区厚约220mm，蓄热室低温区厚约150mm。内保温共三层，其中含两层硅酸铝纤维毡及一层硅酸纤维模块。硅酸铝纤维模块内设置耐热钢骨架，用锚固件固定在炉体壳体上。耐火硅酸铝纤维外表

11、面涂敷耐高温抹面。3、陶瓷蓄热体陶瓷蓄热体特点是比表面积大（680m2/m3），阻力小，热容量大，耐温高可达1200，耐酸度99.5%，吸水率小于0.5%，压碎力大于4kgf/cm3，热胀冷缩系数小（4.710-8/）,抗裂性能好，寿命长。4、燃烧系统采用燃气比例调节式燃烧器，此燃烧器的特点是可进行连续比例调节（燃气调节范围30：1），高压点火，可适应多种情况。系统含助燃风机（国产）、高压点火变压器、比例调节阀、UV火焰探测器等。供燃料安全阀组含稳压阀，稳定燃气压力；含有高低压保护，假如燃烧器前管路燃气泄露等原因压力过低，则起低压保护作用；假如燃烧器前管理稳压阀坏掉，或是堵塞管路致使燃气压力超

12、高，则起高压保护作用；含燃气快速切断阀；含比例调节阀，根据炉膛所需的温度变化来调节其张开的角度，节省燃料，燃料和助燃空气同步变化，稳定燃烧。点火管路含稳压阀，稳定供气压力。点火是高压打火与气路电磁阀同时动作，类似打火机原理。UV火焰探测器时刻对燃烧器火焰进行感应，正常燃烧时，火焰信号显示，当无火焰时，供燃料管路电磁阀关闭状态；燃烧火焰熄灭时，供燃料管路电磁阀自动关闭切断燃料，起安全保护作用。配燃烧控制柜，内置时间继电器、高压点火器、高温限制器、火焰控制器等。5、控制系统系统采用PLC对RTO进行自动控制，人机界面对整个系列运行工况进行实时监控。炉膛内的高温传感器能反馈炉膛温度信息，改变比例控制

13、燃烧器的供热能力，使炉膛温度保持稳定；当炉膛温度超过上限温度时，系统将打开高温排放阀，超过上上限温度时，系统将自动报警，系统将自动停机。RTO采用由废气入口的压力传播器负压信号控制入口风机变频器，从而控制调节入口风机风量。（3）运行参数本项目所用蓄热式焚烧炉主要技术参数见表6-2。表6-2 主要技术参数一览表处理风量22000m3/h浓度范围937.54355mg/m3（均值1045mg/m3）排放标准非甲烷总烃50mg/m3进气温度50环境温度（平均）20加热方式天然气燃烧器最大功率1170kw（100000kcal/h）数量2个调节比96:1蓄热体材料材质陶瓷装量30m3送风机（防爆）15

14、kw反吹风机4kw风机控制变频器安全形势防爆模式系统控制PLC控制+人机界面操作模式自动+手动（4）天然气消耗情况估算有机物热值环己醇：8907kJ/kg；NMP：3010kJ/kg。天然气热值37.59MJ/m3。根据工程分析核算，有机废气中环己醇的含量约占37%左右，NMP含量约占63%（估算情况下，不考虑其他轻质溶剂），假设有机废气完全燃烧，则燃烧过程中放热量约为119380.5kJ/h。陶瓷蓄热体的能量利用效率取90%。空气的密度为1.09kg/m3（按50，标准大气压计），进气量22000m3/h，相当于23980kg/h。则其中占有的有机废气的量（22.99kg/h）基本可忽略。空

15、气的比热容约为1030J/（kg）。按照进出空气温度差为30计（进气温度为50，出气温度为80），则RTO设备正常运行理论所需的热量约为：Q=Cmt=10302640030=815760kJ/h。考虑到RTO设备散热及其他因素影响，预计RTO设备正常运行所需的热量约为8157601.1=897336 kJ/h。根据上述数据，本项目焚烧设备天然气消耗量约为（897336-119380.50.9）3759021m3/h。经估算，本项目RTO焚烧设备天然气消耗量约21 m3/h（10.08万m3/a），年运行费用约为32万元。天然气属于清洁能源，该设备天然气消耗量较少，因燃料燃烧产生的污染物极少，对

16、环境影响较小，不再详细计算。（5）处理效率该设备运行费用省，有机废气的处理效率高，不会发生催化剂中毒现象，因此国际上较先进设备的VOCs处理较多采用这种方法，正常运转的情况下，处理效率可达到99%以上。根据核算，本项目各工序有机废气（共计101.37t/a，22.99kg/h）经风机引入1套蓄热式焚烧设备，该设备进气口浓度约为1045mg/m3（风量22000m3/h），经焚烧处理后，有机废气排放浓度为11.0mg/m3（排放量0.23kg/h，1.01t/a），经20m高排气筒排放，满足电池工业污染物排放标准(GB30484-2013)表5标准非甲烷总烃排放浓度50mg/m3的要求。综上，本

17、项目针对不同的有机废气产生特点，采用合适的处理工艺，处理效率较高，满足排放标准的要求，处理措施可行。1.3导热油炉烟气本项目导热油炉使用市政天然气，属于清洁能源，因此不再考虑采用治理装置进行废气治理，燃烧后通过8m高的排气筒排入大气，根据核算，所排废气可满足锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2014）表2燃气锅炉标准的要求，对环境影响较小。1.4职工生活食堂油烟（1）工艺原理 本项目职工食堂产生的油烟建议采用组合式油烟净化机组去除油烟。组合式油烟净化机组由初净化段、离心风机段、消声吸附段和高效净化段组成。其原理为含油气流在初净化段分离大部分油和固体颗粒，定期收集到集油盒内，通过离心风机分

18、离进一步去除油烟中的油和固体颗粒；消声片表面吸附油烟后到高效净化段进一步去除微小油颗粒，净化后的洁净空气经消声处理后排入空气中。（2）治理效果分析本项目职工食堂通过安装油烟净化装置后，由专用排气筒由楼顶排出，其油烟净化效率在85%以上油烟排放浓度为1.1mg/m3，满足饮食业油烟排放标准（试行）（GB18483-2001）中型类的标准要求（排放浓度低于2mg/m3），污染防治措施可行。1.5无组织废气防治措施本项目无组织废气主要为集气罩未收集到的粉尘和溶剂罐区产生的少量有机废气。针对粉尘，评价提出，应加强工人操作管理，尽量降低落差，定期对各管道、软连接检查，防止跑冒，在采取上述措施后，经车间阻

19、隔，可有效降低无组织粉尘40%以上。溶剂罐区由于蒸发及呼吸作用会产生少量的有机废气，应加强生产过程中的溶剂回收管理，防止跑冒滴漏，降低溶剂温度，密闭措施良好。另外加强厂区及周边绿化，选择对粉尘和有机废气吸附能力强的乔木、灌木等植物进行种植，减少无组织废气对周围环境的影响。1.6 非正常工况废气防治措施非正常工况一般包括：开停车、突发性停电、环保设施故障等。本项目为应对非正常工况采取如下措施：开停车：开车前，首先运行所有的废气处理设备，然后再开启各生产设备，使生产中产生的废气都能得到有效治理；停车前首先逐步停止生产设备的运行，同时继续保持环保治理设备的运转，待废气全部排出后方可停止运行，采取以上

20、措施后，能确保生产设备在开停车时排出的污染物均得到有效治理。计划停电一般均提前通知，同时企业配备双回路电源，避免突发性停电对正常生产造成影响。袋式除尘器进风口安装U型压差计和压差报警器，若压差增高，有可能是滤袋出现堵塞、滤袋上有水汽冷凝、灰斗积灰过多以致堵塞滤袋等情况；若出现压差降低，有可能出现了滤袋破损松脱、进风侧管道堵塞或阀门关闭等情况。压差报警器一旦报警，立即停止相关工段生产并组织人员检修。设专人管理环保设施，定期检查各环保设施运行情况，一旦发现故障，立即停止相关工段作业组织检修。定期检查风机的运行情况，一旦发现故障，立即停止相关工段作业组织检修。由专人负责管理记录台账，每日监测进出口并

21、废水污染防治措施（1）清洗废水预处理设施本项目清洗废水中溶解了大量的有机物质（包括NMP、环己醇、电解液、极粉中含有的有机物等）、盐类（正极极粉、负极极粉）及金属离子（铁、锂、镍、钴、锰）等。故这部分清洗废水成分复杂，COD浓度高，SS浓度高，可生化性低。针对车间产生的含镍、钴废水，应设计对其车间内单独收集处理，镍属于第一类污染物，必须在车间处理设施排放口达标。根据电池工业污染物排放标准（GB30484-2013）的要求，钴应在车间处理设施排放口达标。生产废水单独设置1套预处理设施，工艺为“中和+絮凝沉淀”。工艺流程图见图6-4。生产废水沉淀池石灰乳、PAC、PAM污泥调节pH至1113调节池

22、NaOH进入后续处理环节图6-4 生产废水预处理设施工艺流程清洗废水进入调节池，人工加入氢氧化钠，pH：1113，使镍离子（Ni2+）、钴离子（Co2+）与氢氧根（OH-）生成Ni(OH) 2沉淀和Co(OH) 2沉淀。在沉淀池内加入絮凝剂加速沉淀，使产生的不溶性的金属氢氧化物沉淀颗粒凝结为大块的絮体沉淀，后进入沉淀池中沉淀除去（建议沉淀池与污水处理站同时建设，设置污水处理站附近）。该方法具有去除率高、设备简单、占地面积小、操作方便等优点。（2）厂区污水处理设施根据电池工业污染物排放标准（GB30484-2013）的要求，新建的企业，厂区废水可排入公共污水处理系统的，应执行间接排放标准：PH6

23、9，COD150mg/L、SS140 mg/L、总磷2.0 mg/L、NH3-N30 mg/L、氟化物8.0 mg/L。经工程分析，本项目运营期废水以职工生活污水为主，该废水是可生化性较好的废水。本项目生产废水可生化性较差，经预处理后，生产废水的B/C为0.25，可见经预处理依然生化性不高，但生产废水均为间歇性排放，且废水量较小，与生活污水混合后，混合废水的B/C为0.410.3可生化性良好，所以生化处理是最经济最合适的工艺。考虑到生产废水的特性，厌氧选用厌氧水解酸化工艺，经过厌氧水解酸化工艺处理后的废水不仅有机物浓度已经降低，而且还可以改善废水的可生化性，为后续的好氧工艺高效处理奠定基础。本

24、项目工艺流程说明：经预处理设施处理后的生产废水与经化粪池处理后的生活污水经格栅去除大颗粒的悬浮物、毛发等，然后由泵提升至水解酸化池，使污水中的大分子有机物水解为容易生物降解的小分子物质并且去除一部分有机物。水解酸化池出水进入接触氧化池，去除大部分有机物，接触氧化池出水经沉淀池进行泥水分离后排入市政管网。本项目废水处理工艺流程如下：生活污水化粪池水解酸化池某市产业集聚区污水处理厂生产废水预处理接触氧化池调节pH沉淀池格栅食堂废水隔油池图6-5 污水处理工艺流程图 根据工程分析，本项目废水经处理后，厂区总排口废水水质情况为COD74.5mg/L、BOD513.2mg/L、SS60mg/L、氨氮7.3mg/L，总磷1.3mg/L，氟化物0.11mg/L，满足电池工业污染物排放标准（GB30484-2013）表2（锂离子电池，间接排放）企业废水总排口的排放限值要求及某市产业集聚区污水处理厂进水水质要求。废水防治措施可行。