锂离子电池制造工程排气中的NMP溶剂回收装置

     大气社的NMP回收的原理为冷却凝缩+吸着浓缩（干式方式）。

　　排气从干燥炉出来后先通过冷却器进行冷却，将其中NMP溶剂进行凝缩回收。

　　NMP饱和蒸汽压低，在低温的状态下无法大量存在于空气之中。因此稍加冷却后就可以凝缩成液体。高温排气中的NMP在冷却器中凝缩后以NMP溶液的形式进行回收。此时，排气中含有的水分也同时被凝缩又被NMP溶液吸收。大气社的NMP回收装置不仅能够使NMP溶液中的水分含量减少，而且使高浓度的回收成为可能。

这种装置通常将排气冷却至12℃， 12℃的饱和浓度为200ppm以下，而该装置使得冷却后的NMP浓度保持在该值以下（通常加上吸收后在150ppm以下）。

   NMP饱和溶度和回收操作(见下图)

　　冷却凝缩后的低浓度NMP排气再通过后段的活性炭单元式吸着浓缩装置（ADM）时被活性炭吸附处理，NMP的浓度净化后可达到几 ppm，被处理过排气再度返回干燥炉进行供气。此时的供气预热的热量来自于回收的高温排气，降低了干燥炉的加热能源消耗。

　　循环后的空气已经经过高度净化，而且还进行了除湿处理，使得供气洁净且干燥。

　　在干燥炉的排气的循环利用中，大部分的排气是再循环后作为供气。为维持干燥炉的压力平衡只需要将极少一部分排气排放大气中。又因为排气中NMP的浓度相当低，所以向大气中排放的NMP的量几乎为“0”。

　　吸附于活性炭上的NMP在130℃的少量的脱附给气中脱落，形成1600~2000ppm的高浓度小风量的气体后再度返回冷却器入口，进行再一次的冷却凝缩回收。

　　这种装置将100℃以上的排气低温冷却至12℃，在高热的区域，通过回收热量预冷，再用成本低的冷却水冷却。经过再一轮的冷热回收的再冷却后，才用冷冻机产生的7℃冷水进行冷却。

　　像这样对应温度域而变更冷却方法、分阶段进行冷却[cascade冷却]的冷却方式可以非常经济低地实现冷却。此外，该热回收由于采用的是循环式热交换盘管，实现了高效率和低成本的结合。
5.NMP回收装置的比较

　　大气社的方式和其他方式的运行成本的试算值如下所示：

　　年度运作成本比较

　　处理风量 900m3（N）/min时的比较

　　大气社的NMP回收方式为冷却凝缩＋吸附浓缩。但和其他公司的冷却凝缩方式的有着显著不同，如下所示。

　　1)吸附浓缩装置的吸附材由于使用的是纤维状的活性炭织物（本公司专利），所以脱附温度只需要130℃，因脱俯而消耗的能源非常少。

　　2)由冷热回收可以减少冷冻机60％的负荷。（正在申请专利）

　　3)采用循环式热交换盘管进行热回收，成本低，回收率高，干燥炉的能源消耗也限制在最小的范围内，且可自由配置。

6.ADM的构造和活性炭的安全性

　　大气社的NMP回收装置的核心部位如下图所示。圆筒的笼状网上卷着纤维活性炭织物成卷状，对排气中NMP进行吸附处理。

　　ADM的构造（见下图）

　　在ADM的转轮上，装有很多的这种筒状卷，处理区域和脱附区域往复转动进行处理。NMP在处理区被活性炭吸附，在脱附区脱附。

　　含有NMP的排气从该装置的外侧进入内侧后，经由吸附、净化。脱附的步骤相返，脱附空气从反向由内向外流出，将活性炭中的NMP进行脱附，使其循环利用。

　　含有NMP的排气通过纤维状活性炭织物的时候，由于直接与活性炭接触，吸附速度非常快，高效率的处理使得出口浓度可低至０～几ppm。

　　而且，如上图所示，由于ADM的吸附材量少，热容量也小，低温就可以脱附，起动迅速，非常节能。

　　那么，由于活性炭是可燃物，也许会有人认为比使用沸石的吸着浓缩装置具有危险性。但是，这里使用的纤维状活性炭是煤炭沥青系活性炭，燃点高达460℃。由于比NMP的燃点高，所以即使NMP燃烧后，活性炭也不会燃烧。此外，活性碳的量非常少，常时吸附的NMP的量和沸石的方式相比只为其中的十分之一，混有活性碳的可燃物量也只有沸石方式的三分之一不到。相反是安全性相当高。

7.结语

　　大气社从1995年就开始纳入NMP回收装置，近来，发明的新系统有别于传统的冷却凝缩方式，不仅可以回收99％的高浓度的NMP而且仅使用一台NMP回收装置可以正负两极同时处理排气成为可能。此外，最近，针对负极制造生产线的水溶性辅助剂的方面也在准备节能系统。