鋰離子電池製造工程排氣中的NMP溶劑回收裝置

     大氣社的NMP回收的原理為冷卻凝縮+吸著濃縮（幹式方式） 。

　　排氣從幹燥爐出來後先通過冷卻器進行冷卻 ，將其中NMP溶劑進行凝縮回收 。

　　NMP飽和蒸汽壓低 ，在低溫的狀態下無法大量存在於空氣之中 。因此稍加冷卻後就可以凝縮成液體 。高溫排氣中的NMP在冷卻器中凝縮後以NMP溶液的形式進行回收 。此時 ，排氣中含有的水分也同時被凝縮又被NMP溶液吸收 。大氣社的NMP回收裝置不僅能夠使NMP溶液中的水分含量減少 ，而且使高濃度的回收成為可能 。

這種裝置通常將排氣冷卻至12℃ ， 12℃的飽和濃度為200ppm以下 ，而該裝置使得冷卻後的NMP濃度保持在該值以下（通常加上吸收後在150ppm以下） 。

   NMP飽和溶度和回收操作(見下圖)

　　冷卻凝縮後的低濃度NMP排氣再通過後段的活性炭單元式吸著濃縮裝置（ADM）時被活性炭吸附處理 ，NMP的濃度淨化後可達到幾 ppm ，被處理過排氣再度返回幹燥爐進行供氣 。此時的供氣預熱的熱量來自於回收的高溫排氣 ，降低了幹燥爐的加熱能源消耗 。

　　循環後的空氣已經經過高度淨化 ，而且還進行了除濕處理 ，使得供氣潔淨且幹燥。

　　在幹燥爐的排氣的循環利用中 ，大部分的排氣是再循環後作為供氣 。為維持幹燥爐的壓力平衡隻需要將極少一部分排氣排放大氣中 。又因為排氣中NMP的濃度相當低 ，所以向大氣中排放的NMP的量幾乎為“0” 。

　　吸附於活性炭上的NMP在130℃的少量的脫附給氣中脫落 ，形成1600~2000ppm的高濃度小風量的氣體後再度返回冷卻器入口 ，進行再一次的冷卻凝縮回收 。

　　這種裝置將100℃以上的排氣低溫冷卻至12℃ ，在高熱的區域 ，通過回收熱量預冷 ，再用成本低的冷卻水冷卻 。經過再一輪的冷熱回收的再冷卻後 ，才用冷凍機產生的7℃冷水進行冷卻 。

　　像這樣對應溫度域而變更冷卻方法 、分階段進行冷卻[cascade冷卻]的冷卻方式可以非常經濟低地實現冷卻 。此外 ，該熱回收由於采用的是循環式熱交換盤管，實現了高效率和低成本的結合 。
5.NMP回收裝置的比較

　　大氣社的方式和其他方式的運行成本的試算值如下所示 ：

　　年度運作成本比較

　　處理風量 900m3（N）/min時的比較

　　大氣社的NMP回收方式為冷卻凝縮＋吸附濃縮 。但和其他公司的冷卻凝縮方式的有著顯著不同 ，如下所示 。

　　1)吸附濃縮裝置的吸附材由於使用的是纖維狀的活性炭織物（本公司專利） ，所以脫附溫度隻需要130℃ ，因脫俯而消耗的能源非常少 。

　　2)由冷熱回收可以減少冷凍機60％的負荷 。（正在申請專利）

　　3)采用循環式熱交換盤管進行熱回收 ，成本低 ，回收率高 ，幹燥爐的能源消耗也限製在最小的範圍內 ，且可自由配置 。

6.ADM的構造和活性炭的安全性

　　大氣社的NMP回收裝置的核心部位如下圖所示。圓筒的籠狀網上卷著纖維活性炭織物成卷狀 ，對排氣中NMP進行吸附處理 。

　　ADM的構造（見下圖）

　　在ADM的轉輪上 ，裝有很多的這種筒狀卷 ，處理區域和脫附區域往複轉動進行處理 。NMP在處理區被活性炭吸附 ，在脫附區脫附 。

　　含有NMP的排氣從該裝置的外側進入內側後 ，經由吸附 、淨化 。脫附的步驟相返 ，脫附空氣從反向由內向外流出 ，將活性炭中的NMP進行脫附 ，使其循環利用 。

　　含有NMP的排氣通過纖維狀活性炭織物的時候 ，由於直接與活性炭接觸 ，吸附速度非常快 ，高效率的處理使得出口濃度可低至０～幾ppm 。

　　而且 ，如上圖所示 ，由於ADM的吸附材量少 ，熱容量也小 ，低溫就可以脫附 ，起動迅速 ，非常節能。

　　那麽 ，由於活性炭是可燃物 ，也許會有人認為比使用沸石的吸著濃縮裝置具有危險性 。但是 ，這裏使用的纖維狀活性炭是煤炭瀝青係活性炭 ，燃點高達460℃ 。由於比NMP的燃點高 ，所以即使NMP燃燒後 ，活性炭也不會燃燒。此外 ，活性碳的量非常少 ，常時吸附的NMP的量和沸石的方式相比隻為其中的十分之一 ，混有活性碳的可燃物量也隻有沸石方式的三分之一不到 。相反是安全性相當高 。

7.結語

　　大氣社從1995年就開始納入NMP回收裝置 ，近來 ，發明的新係統有別於傳統的冷卻凝縮方式 ，不僅可以回收99％的高濃度的NMP而且僅使用一台NMP回收裝置可以正負兩極同時處理排氣成為可能 。此外 ，最近，針對負極製造生產線的水溶性輔助劑的方麵也在準備節能係統 。