《鋰離子電池制造行業(yè)N-甲基吡咯烷酮排放量核算和污染控制技術指南（征求意見稿）》

1T/ACEFxxx—2024鋰離子電池制造行業(yè)N-甲基吡咯烷酮排放量核算和污染控制技術指南本文件提出了鋰離子電池制造行業(yè)N-甲基吡咯烷酮排放量核算方法和適用的大氣污染控制技術。本文件可作為鋰離子電池制造行業(yè)企業(yè)建設項目環(huán)境影響評價、相關生態(tài)環(huán)境標準制修訂、排污許可管理和污染控治技術選擇的參考。2規(guī)范性引用文件本文件引用了下列文件或其中的條款。凡是注明日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T4754國民經(jīng)濟行業(yè)分類GB16297大氣污染物綜合排放標準GB/T16758排風罩的分類及技術條件GB30484電池工業(yè)污染物排放標準GB37822揮發(fā)性有機物無組織排放控制標準GB/T38597低揮發(fā)性有機化合物含量涂料產(chǎn)品技術要求GBZ1工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準HJ/T55大氣污染物無組織排放監(jiān)測技術導則HJ1093蓄熱燃燒法工業(yè)有機廢氣治理工程技術規(guī)范HJ2000大氣污染治理工程技術導則HJ2026吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術規(guī)范HJ2027催化燃燒法工業(yè)有機廢氣治理工程技術規(guī)范AQ/T4274局部排風設施控制風速檢測與評估技術規(guī)范3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1鋰離子電池制造行業(yè)lithiumionbatteryproductionindustry生產(chǎn)各種鋰離子電池的制造行業(yè)。GB/T4754中歸屬鋰離子電池制造行業(yè)（3841），是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的制造。3.2鋰離子電池lithiumionbattery以非水有機溶劑為電解液，利用儲鋰的層間化合物作正極和負極的蓄電池。2T/ACEFxxx—20243.3N-甲基吡咯烷酮N-Methylpyrrolidone（NMP）一種弱極性液態(tài)有機物，化學式為C5H9NO，在鋰離子電池生產(chǎn)工藝中主要被用來溶解/溶脹PVDF，同時稀釋漿料。3.4密閉closed/close污染物質(zhì)不與環(huán)境空氣接觸，或通過密封材料、密封設備與環(huán)境空氣隔離的狀態(tài)或作業(yè)方式。3.5密閉空間closedspace利用完整的圍護結(jié)構(gòu)將污染物質(zhì)、作業(yè)場所等與周邊空間阻隔所形成的封閉區(qū)域或封閉式建筑物。該封閉區(qū)域或封閉式建筑物除人員、車輛、設備、物料進出時，以及依法設立的排氣筒、通風口外，門窗及其他開口（孔）部位應隨時保持關閉狀態(tài)。3.6非甲烷總烴non-methanehydrocarbons（NMHC）采用規(guī)定的監(jiān)測方法，氫火焰離子化檢測器有響應的除甲烷外的氣態(tài)有機化合物的總和，以碳的質(zhì)量濃度計。3.7無組織排放fugitiveemission大氣污染物不經(jīng)過排氣筒的無規(guī)則排放，包括開放式作業(yè)場所逸散，以及通過縫隙、通風口、敞開門窗和類似開口（孔）的排放等。4行業(yè)工藝與NMP廢氣的產(chǎn)生4.1生產(chǎn)工藝鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程一般包括攪拌制漿、涂布烘干、輥壓、制片、卷繞（疊片）、入殼、注液、封口、包裝等步驟。鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程及NMP廢氣產(chǎn)生節(jié)點參見附錄A中的圖A.1。4.2NMP廢氣NMP廢氣主要來源于正極片制作工序中的涂布烘干工序，NMP產(chǎn)生量＞20kg/萬Ah以上，NMP排放濃度水平（以非甲烷總烴表征50mg/m3，經(jīng)冷凝回收后NMP廢氣溫度＜40℃。5排放量核算方法5.1物料衡算法指根據(jù)質(zhì)量守恒定律，利用物料數(shù)量或元素數(shù)量在輸入端與輸出端之間的平衡關系，計算確定污染物單位時間產(chǎn)生量或排放量的方法。3T/ACEFxxx—2024NMP排放量=NMP輸入量-NMP回收量-廢氣處理系統(tǒng)NMP銷毀量式中：NMP排放量—企業(yè)排放的NMP的量，以非甲烷總烴表征，包括有組織排放量和無組織排放量。其中有組織排放量指經(jīng)排氣筒的有規(guī)則排放量，無組織排放量指不經(jīng)過排氣筒的無規(guī)則排放量；NMP輸入量—以企業(yè)的NMP購入憑證為核定依據(jù)；NMP回收量—經(jīng)冷凝技術回收的NMP量計；廢氣處理系統(tǒng)NMP銷毀量—以污染控制設施的實測去除量計。6污染防治預處理技術冷凝回收技術：該技術通過降低系統(tǒng)溫度或提高壓力的方式使氣態(tài)NMP冷凝，并從混合氣體中分離，回收率可達99%。該技術主要包括間接式技術、直接式技術。間接式技術采用氣-氣換熱器與冷凝回收裝置結(jié)合的降溫方式，將NMP降溫成液態(tài)；直接式技術采用氣-氣換熱器與冷卻塔噴淋結(jié)合的降溫方式，將廢氣中NMP混合、冷凝、排出。冷凝常用的冷卻介質(zhì)主要有水、乙醇、丙酮、丙醇等，一般采用多級冷凝。冷凝回收后的廢氣再進行末端處理，可組合吸附、吸收、燃燒等技術，NMP去除率可達95%以上。7污染防治適用技術7.1吸附技術該技術采用活性炭、分子篩等吸附劑對經(jīng)冷凝回收后的NMP廢氣進行物理吸附，主要包括固定床吸附技術、移動床吸附技術、流化床吸附技術、旋轉(zhuǎn)式吸附技術。鋰離子電池制造行業(yè)企業(yè)常用的吸附技術為固定床吸附技術和旋轉(zhuǎn)式吸附技術。固定床吸附技術一般使用活性炭作為吸附材料，吸附劑可更換或通過解吸后循環(huán)利用。旋轉(zhuǎn)式吸附技術一般使用分子篩作為吸附材料，脫附廢氣采用燃燒技術進行治理。入口廢氣顆粒物濃度宜低于1mg/m3、溫度宜低于40℃、相對濕度（RH）宜低于80%。NMP去除率為85%~95%。使用該技術時應符合HJ2026的相關要求。7.2吸收技術該技術常采用水作為吸收劑對廢氣中的NMP進行吸收，吸收液再進行精餾回收NMP或作為廢水處理。吸收設備主要有填料塔等。典型的技術路線為“吸收+回收”、“吸收+活性炭吸附”?！拔?回收”適用于NMP濃度大于1000mg/m3的廢氣治理，去除率可達95%以上；“吸收+活性炭吸附”適用于NMP濃度小于1000mg/m3的有機廢氣的治理，去除率可達85%以上。7.3燃燒技術該技術通過熱力燃燒或催化燃燒的方式，使廢氣中的VOCs轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等物質(zhì)，簡稱燃燒技術。主要包括熱力燃燒技術、蓄熱燃燒技術、催化燃燒技術、蓄熱催化燃燒技術。鋰離子電池制造行業(yè)常采用催化燃燒技術。催化燃燒技術是在催化劑作用下將廢氣中NMP進行燃燒凈化處理，進入催化燃燒裝置的廢氣中不得含有引起催化劑中毒的物質(zhì)。該技術不適合含硫化合物、含鹵素化合物的治理。典型的技術路線為“吸附濃縮+催化燃燒”，NMP去除率可達95%以上。燃燒溫度一般控制在300℃~350℃。催化燃燒技術的設計與運行管理應符合HJ2027要求。4T/ACEFxxx—20247.4組合技術鋰離子電池制造行業(yè)涂布烘干大氣污染防治適用技術見表1。表1鋰離子電池制造行業(yè)涂布烘干工序NMP廢氣污染防治適用技術NMP排放濃度水平a系系8無組織排放控制要求8.1NMP物料儲存無組織排放控制要求NMP物料應儲存于密閉的容器、儲庫、儲罐中。盛裝NMP物料的容器應存放于室內(nèi)，或存放于設置有雨棚、遮陽和防滲設施的專用場地。盛裝NMP物料的容器或包裝袋在非取用狀態(tài)時應加蓋、封口，保持密閉。NMP物料儲庫應滿足3.5條定義中對密閉空間的要求。NMP物料儲罐應密封良好，應符合GB37822規(guī)定。8.2NMP物料轉(zhuǎn)移和輸送無組織排放控制要求NMP物料應采用密閉管道輸送。采用非管道輸送方式轉(zhuǎn)移NMP物料時，應采用密閉容器、罐車。對NMP物料進行裝載時，應符合GB37822規(guī)定。8.3工藝過程NMP無組織排放控制要求NMP物料應采用密閉管道輸送方式或采用高位槽（罐）等給料方式密閉投加。無法密閉投加的，應在密閉空間內(nèi)操作，或進行局部氣體收集，廢氣應排至NMP廢氣收集處理系統(tǒng)。涂布烘干單元操作應采用密閉干燥設備，NMP廢氣應經(jīng)冷凝回收處理后排至廢氣收集處理系統(tǒng)。未采用密閉設備的，應在密閉空間內(nèi)操作，或進行局部氣體收集，廢氣應排至NMP廢氣收集處理系NMP物料的混合、攪拌等加工過程應采用密閉設備或在密閉空間內(nèi)操作，廢氣應排至NMP廢氣收集處理系統(tǒng)；無法密閉的，應采取局部氣體收集措施，廢氣應排至NMP廢氣收集處理系統(tǒng)。NMP物料的使用過程應采用密閉設備或在密閉空間內(nèi)操作，廢氣應排至NMP廢氣收集處理系統(tǒng)；無法密閉的，應采取局部氣體收集措施，廢氣應排至NMP廢氣收集處理系統(tǒng)。8.4NMP無組織排放廢氣收集處理系統(tǒng)要求廢氣收集處理系統(tǒng)應與生產(chǎn)工藝設備同步運行。廢氣收集處理系統(tǒng)發(fā)生故障或檢修時，對應的生產(chǎn)工藝設備應停止運行，待檢修完畢后同步投入使用；生產(chǎn)工藝設備不能停止運行或不能及時停5T/ACEFxxx—2024止運行的，應設置廢氣應急處理設施或采取其他替代措施。廢氣收集系統(tǒng)排風罩（集氣罩）的設置應符合GB/T16758的規(guī)定。應盡可能利用主體生產(chǎn)裝置自身的集氣系統(tǒng)進行收集。排風罩的配置應與所采用的生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)一致，不影響工藝操作。在保證收集能力的前提下，應結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝和維護管理。采用外部排風罩的，應按GB/T16758、AQ/T4274規(guī)定的方法測量控制風速，測量點應選取在距排風罩開口面最遠處的NMP無組織排放位置，控制風速不應低于0.3m/s。