锂电池生产中NMP回收及超重力精馏提纯系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种锂电池生产中NMP回收及超重力精馏提纯系统。所述系统包括依次连通设置的吸收装置、储液装置、脱水精馏装置、精制精馏装置及真空系统，所述脱水精馏装置包括常压脱水精馏超重力机、脱水精馏冷凝器、脱水精馏冷凝容置单元和脱水精馏再沸器，至少用以脱除NMP废液中的轻组分；所述精制精馏装置包括减压精制精馏超重力机、精制精馏冷凝器、精制精馏冷凝容置单元和精制精馏再沸器，至少用以精馏得到液相NMP。本实用新型专利技术采用超重力精馏精制工艺，结合吸收塔式回收系统，可对锂电池生产过程中产生的NMP废气进行吸收、精馏提纯，最终回收得到高纯NMP产品，返回后重新利用，提高NMP利用率，同时有利于环境保护。

NMP recovery and high gravity distillation purification system in lithium battery production

【技术实现步骤摘要】
锂电池生产中NMP回收及超重力精馏提纯系统
本技术属于精馏分离
，尤其是涉及一种锂电池生产NMP回收及超重力精馏精制提纯系统。
技术介绍
用于汽车和紧凑型电力供给的大功率、高能量密度的锂离子二次电池的需求量呈爆发式的增长。在锂电池制造生产线上，大量使用且价格昂贵的N-甲基吡咯烷酮溶剂(NMP)，占据了电池制造成本的很大一部分。NMP是一种无色透明油状液体，挥发度低，热稳定性、化学稳定性均佳，能随水蒸气挥发。在涂布过程中，NMP会变成气相随着热风一起排出，如果随用随弃，既不经济又不环保，必须加以回收。面对其高昂的价格和环境问题，回收利用生产过程中产生的含NMP废液是主流方向，但回收液的组成相对复杂，直接回收得到的NMP包含其他种类杂质，无法直接利用。因此，寻找一种能获得极高纯度的NMP产品，且高效节能的NMP提纯系统及其方法成为当务之急。超重力精馏是近几年来发展起来的一项强化传质、混合和反应新技术。关于超重力精馏装置的专利(详见中国专利申请号200920247008.2，201220066902.1，ZL01268009.5等)已经公开。超重力精馏的气液传质是在几十倍于重力的超重力场中进行的，其气液微元在超重力场下，被撕裂成微米或纳米级的液膜及液丝，产生大量的快速更新的表面积，大大强化传质和混合过程，使传质效率比传统塔设备提高1-3个数量级。超重力精馏机有设备体积小、能耗小、停留时间短、便于开停车、安装维修方便、操作弹性大等传统精馏设备无法比拟的优势。但是，如何将超重力精馏应用于NMP提纯系统中，却尚未有任何报道。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种锂电池生产中NMP回收及超重力精馏提纯系统，以克服现有技术中的不足。为实现前述目的，本技术采用的技术方案包括：本技术实施例提供了一种锂电池生产中NMP回收及超重力精馏提纯系统，其包括依次连通设置的吸收装置、储液装置、脱水精馏装置、精制精馏装置及真空系统；其中，所述吸收装置至少用以对锂电池生产中的含NMP废气中的NMP进行吸收，并形成NMP废液；所述储液装置至少用以容置所述NMP废液，并将所述NMP废液输入脱水精馏装置；所述脱水精馏装置包括常压脱水精馏超重力机、脱水精馏冷凝器、脱水精馏冷凝容置单元和脱水精馏再沸器，至少用以脱除所述NMP废液中的轻组分；所述精制精馏装置包括减压精制精馏超重力机、精制精馏冷凝器、精制精馏冷凝容置单元和精制精馏再沸器，至少用以精馏得到液相NMP；所述真空系统与所述精制精馏装置相连通。与现有技术相比，本技术的优点在于：1)本技术采用吸收塔结合超重力精馏脱水及精馏精制工艺，可对锂电池生产过程中产生的NMP废气进行吸收和精馏精制提纯，最终回收得到高纯NMP产品，可在锂电池生产中重新利用，显著提高NMP利用率，同时有利于保护环境，具有极高的社会效益和经济效益，利于推广应用；2)本技术的超重力精馏设备与传统精馏塔设备相比：装置体积小，减少了设备投资费、能耗，且物料停留时间短，操作弹性大，传质效率更高，物料停留时间短，从而可使精馏过程中的氧化、聚合、结焦等现象显著减小，使高温易分解或变质类热敏物料等产品品质更高。附图说明图1是本技术一典型实施案例中一种锂电池生产中NMP回收及超重力精馏提纯系统的结构示意图。附图标记：1-吸收塔，2-换热器，3-风机，4、5、7-吸收循环泵，6-换热器，8-NMP废液缓冲罐，9-废液进料泵，10-常压脱水精馏超重力机，11-脱水精馏冷凝器，12-脱水精馏冷凝罐，13-回流泵，14-脱水精馏再沸器，15-母液进料泵，16-减压精制精馏超重力机，17-精制精馏冷凝器，18-精制精馏冷凝罐，19-精制精馏采出及回流泵，20-精制精馏再沸器，21-残渣外排泵，22-真空系统。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本技术的技术方案，其主要是一种将锂电池生产过程中产生的NMP废气回收精制提纯为高纯度NMP产品、符合绿色环保理念的锂电池生产NMP回收提纯系统。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本技术实施例的一个方面提供的一种锂电池生产中NMP回收及超重力精馏提纯系统，其包括依次连通设置的吸收装置、储液装置、脱水精馏装置、精制精馏装置及真空系统；其中，所述吸收装置至少用以对锂电池生产中的含NMP废气中的NMP进行吸收，并形成NMP废液；所述储液装置至少用以容置所述NMP废液，并将所述NMP废液输入脱水精馏装置；所述脱水精馏装置包括常压脱水精馏超重力机、脱水精馏冷凝器、脱水精馏冷凝容置单元(例如可以是脱水精馏冷凝罐)和脱水精馏再沸器，至少用以脱除所述NMP废液中的轻组分；所述精制精馏装置包括减压精制精馏超重力机、精制精馏冷凝器、精制精馏冷凝容置单元(例如可以是精制精馏冷凝罐)和精制精馏再沸器，至少用以精馏得到液相NMP；所述真空系统与所述精制精馏装置相连通。作为优选实施案例之一，所述吸收装置包括吸收单元(例如可以优选为吸收塔)，以及设置于所述吸收单元内的一个以上的吸收循环装置(例如可以优选为吸收循环泵)。进一步地，所述吸收单元的底部设置有废气气体入口，顶部设置有废气气体出口，所述吸收单元的顶部设置有NMP吸收液贫液入口，底部设置有NMP吸收液富液出口。作为优选实施案例之一，所述吸收单元具有一层以上的吸收结构，优选为三层吸收结构。进一步地，每层吸收结构的喷淋入口均与一吸收循环装置连接。进一步地，所述喷淋入口与吸收循环装置之间还设置有换热器。进一步地，所述吸收单元可以为一层到三层，从上到下依次连接，其中吸收液浓度逐级增大，废气中NMP浓度从下到上逐渐减少。作为优选实施案例之一，所述系统还包括一换热单元(例如可以是换热器)，所述换热单元与所述吸收单元的废气气体出口、废气气体入口分别连通，所述换热单元还与一风机连接。作为优选实施案例之一，所述储液装置包括NMP废液缓冲单元(例如可以是NMP废液缓冲罐)和废液进料单元(例如可以是废液进料泵)，其中，所述NMP废液缓冲单元的入口与所述吸收单元的NMP吸收液富液出口相连通，出口与所述废液进料单元的入口相连通，所述废液进料单元的出口与所述脱水精馏装置相连通。作为优选实施案例之一，所述废液进料单元的出口与常压脱水精馏超重力机的液相入口相连通，所述常压脱水精馏超重力机的顶部设置的气相出口与所述脱水精馏冷凝器的入口相连通，所述脱水精馏冷凝器的出口经管道与所述脱水精馏冷凝容置单元的入口相连通，所述脱水精馏冷凝容置单元的出口与常压脱水精馏超重力机的回流口相连通，所述常压脱水精馏超重力机的液相出口与脱水精馏再沸器的液相入口相连通，所述脱水精馏再沸器的气相出口与所述常压脱水精馏超重力机的气相入口相连通，所述脱水精馏再沸器的液相出口与所述精制精馏装置相连通。作为优选实施案例之一，所述脱水精馏再沸器的出口与减压精制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池生产中NMP回收及超重力精馏提纯系统，其特征在于包括依次连通设置的吸收装置、储液装置、脱水精馏装置、精制精馏装置及真空系统；/n其中，所述吸收装置至少用以对锂电池生产中的含NMP废气中的NMP进行吸收，并形成NMP废液；所述储液装置至少用以容置所述NMP废液，并将所述NMP废液输入脱水精馏装置；所述脱水精馏装置包括常压脱水精馏超重力机、脱水精馏冷凝器、脱水精馏冷凝容置单元和脱水精馏再沸器，至少用以脱除所述NMP废液中的轻组分；所述精制精馏装置包括减压精制精馏超重力机、精制精馏冷凝器、精制精馏冷凝容置单元和精制精馏再沸器，至少用以精馏得到液相NMP；所述真空系统与所述精制精馏装置相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂电池生产中NMP回收及超重力精馏提纯系统，其特征在于包括依次连通设置的吸收装置、储液装置、脱水精馏装置、精制精馏装置及真空系统；
其中，所述吸收装置至少用以对锂电池生产中的含NMP废气中的NMP进行吸收，并形成NMP废液；所述储液装置至少用以容置所述NMP废液，并将所述NMP废液输入脱水精馏装置；所述脱水精馏装置包括常压脱水精馏超重力机、脱水精馏冷凝器、脱水精馏冷凝容置单元和脱水精馏再沸器，至少用以脱除所述NMP废液中的轻组分；所述精制精馏装置包括减压精制精馏超重力机、精制精馏冷凝器、精制精馏冷凝容置单元和精制精馏再沸器，至少用以精馏得到液相NMP；所述真空系统与所述精制精馏装置相连通。


2.根据权利要求1所述的锂电池生产中NMP回收及超重力精馏提纯系统，其特征在于：所述吸收装置包括吸收单元，以及设置于所述吸收单元内的一个以上的吸收循环装置。


3.根据权利要求2所述的锂电池生产中NMP回收及超重力精馏提纯系统，其特征在于：所述吸收单元的底部设置有废气气体入口，顶部设置有废气气体出口，所述吸收单元的顶部设置有NMP吸收液贫液入口，底部设置有NMP吸收液富液出口。


4.根据权利要求2所述的锂电池生产中NMP回收及超重力精馏提纯系统，其特征在于：所述吸收单元具有一层以上的吸收结构，每层吸收结构的喷淋入口均与一吸收循环装置连接，所述喷淋入口与吸收循环装置之间还设置有换热器。


5.根据权利要求2所述的锂电池生产中NMP回收及超重力精馏提纯系统，其特征在于：所述系统还包括一换热单元，所述换热单元与所述吸收单元的废气气体出口、废气气体入口分别连通，所述换热单元还与一风机连接。


6.根据权利要求2所述的锂电池生产中NMP回收及超重力精馏提纯系统，其特征在于：所述储液装置包括NMP废液缓冲单元和废液进料单元，其中，所述NMP废液缓冲单...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏，王斌，高立东，
申请(专利权)人：北京化工大学苏州相城研究院，
类型：新型
国别省市：江苏;32