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文檔簡介
ICSxx
CCSxx
團體標準
T/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(shù)指南
GuidelineonN-methylpyrrolidoneemissionaccountingand
controltechniquesofpreventionforlithiumionbattery
productionindustry
(征求意見稿)
202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實施
中華環(huán)保聯(lián)合會??發(fā)布
1
T/ACEFxxx—2024
目次
前言...............................................................................III
引言................................................................................V
1范圍..............................................................................1
2規(guī)范性引用文件....................................................................1
3術(shù)語和定義........................................................................1
4行業(yè)工藝與NMP廢氣的產(chǎn)生.........................................................2
5排放量核算方法....................................................................2
6污染防治預(yù)處理技術(shù)................................................................3
7污染防治適用技術(shù)..................................................................3
8無組織排放控制要求................................................................4
附錄A(資料性)鋰離子電池制造行業(yè)典型生產(chǎn)工藝流程及NMP廢氣產(chǎn)生節(jié)點..............6
I
T/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(shù)指南
1范圍
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(shù)。
本文件可作為鋰離子電池制造行業(yè)企業(yè)建設(shè)項目環(huán)境影響評價、相關(guān)生態(tài)環(huán)境標準制修訂、排
污許可管理和污染控治技術(shù)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(shù)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(shù)要求
GBZ1工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準
HJ/T55大氣污染物無組織排放監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則
HJ1093蓄熱燃燒法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范
HJ2000大氣污染治理工程技術(shù)導(dǎo)則
HJ2026吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范
HJ2027催化燃燒法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范
AQ/T4274局部排風設(shè)施控制風速檢測與評估技術(shù)規(guī)范
3術(shù)語和定義
下列術(shù)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。
1
T/ACEFxxx—2024
3.3
N-甲基吡咯烷酮N-Methylpyrrolidone(NMP)
一種弱極性液態(tài)有機物,化學(xué)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(shè)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(shè)備、物料進出時,以及依法設(shè)立的排氣筒、通風
口外,門窗及其他開口(孔)部位應(yīng)隨時保持關(guān)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(yīng)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(guān)系,計算確定
污染物單位時間產(chǎn)生量或排放量的方法。
2
T/ACEFxxx—2024
NMP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(shù)回收的NMP量計;
廢氣處理系統(tǒng)NMP銷毀量—以污染控制設(shè)施的實測去除量計。
6污染防治預(yù)處理技術(shù)
冷凝回收技術(shù):該技術(shù)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(shù)主要包括間接式技術(shù)、直接式技術(shù)。間接式技術(shù)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(shù)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(shù),
NMP去除率可達95%以上。
7污染防治適用技術(shù)
7.1吸附技術(shù)
該技術(shù)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(shù)、移動床吸附技術(shù)、流化床吸附技術(shù)、旋轉(zhuǎn)式吸附技術(shù)。鋰離子電池制造行業(yè)企業(yè)常用
的吸附技術(shù)為固定床吸附技術(shù)和旋轉(zhuǎn)式吸附技術(shù)。固定床吸附技術(shù)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(shù)一般使用分子篩作為吸附材料,脫附廢氣采
用燃燒技術(shù)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(shù)時應(yīng)符合HJ2026的相關(guān)要求。
7.2吸收技術(shù)
該技術(shù)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(shè)備主要有填料塔等。典型的技術(shù)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(shù)
該技術(shù)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(shù)。主要包括熱力燃燒技術(shù)、蓄熱燃燒技術(shù)、催化燃燒技術(shù)、蓄熱催化燃燒技術(shù)。鋰離子電
池制造行業(yè)常采用催化燃燒技術(shù)。
催化燃燒技術(shù)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(shù)不適合含硫化合物、含鹵素化合物的治理。典型的技術(shù)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(shù)的設(shè)計與運行管理應(yīng)符合HJ2027要求。
3
T/ACEFxxx—2024
7.4組合技術(shù)
鋰離子電池制造行業(yè)涂布烘干大氣污染防治適用技術(shù)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(shù)
污染防治NMP排放濃度水平a
適用技術(shù)污染防治適用技術(shù)技術(shù)適用條件
預(yù)處理技術(shù)(mg/m3)
適用于所有鋰電池體
技術(shù)1冷凝回收技術(shù)吸收技術(shù)10~40
系
技術(shù)2冷凝回收技術(shù)①吸附技術(shù)+②吸收技術(shù)5~10適用于全排風工藝
適用于所有鋰電池體
技術(shù)3冷凝回收技術(shù)①吸收技術(shù)+②吸附技術(shù)5~10
系
注:a:以非甲烷總烴表征
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(yīng)儲存于密閉的容器、儲庫、儲罐中。盛裝NMP物料的容器應(yīng)存放于室內(nèi),或存放
于設(shè)置有雨棚、遮陽和防滲設(shè)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(yīng)加蓋、
封口,保持密閉。NMP物料儲庫應(yīng)滿足3.5條定義中對密閉空間的要求。NMP物料儲罐應(yīng)密封良
好,應(yīng)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(yīng)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(yīng)采用密閉容器、罐
車。對NMP物料進行裝載時,應(yīng)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(yīng)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(yīng)在密閉空間內(nèi)操作,或進行局部氣體收集,廢氣應(yīng)排至NMP廢氣收集處理系統(tǒng)。
涂布烘干單元操作應(yīng)采用密閉干燥設(shè)備,NMP廢氣應(yīng)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(shè)備的,應(yīng)在密閉空間內(nèi)操作,或進行局部氣體收集,廢氣應(yīng)排至NMP廢氣收集處理系
統(tǒng)。
NMP物料的混合、攪拌等加工過程應(yīng)采用密閉設(shè)備或在密閉空間內(nèi)操作,廢氣應(yīng)排至NMP廢
氣收集處理系統(tǒng);無法密閉的,應(yīng)采取局部氣體收集措施,廢氣應(yīng)排至NMP廢氣收集處理系統(tǒng)。
NMP物料的使用過程應(yīng)采用密閉設(shè)備或在密閉空間內(nèi)操作,廢氣應(yīng)排至NMP廢氣收集處理系
統(tǒng);無法密閉的,應(yīng)采取局部氣體收集措施,廢氣應(yīng)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(yīng)與生產(chǎn)工藝設(shè)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(yīng)的
生產(chǎn)工藝設(shè)備應(yīng)停止運行,待檢修完畢后同步投入使用;生產(chǎn)工藝設(shè)備不能停止運行或不能及時停
4
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