（广东省工业设备安装公司 周伟波）
摘 要 NMP-甲基吡咯烷酮，是一种以γ-丁内酯为原料，与甲胺缩合而成液体，挥发性、渗透性极强，PH值为7-9碱性，易燃易爆，锂电池生产中应用广。在锂电池电极制造过程中，涂布机会产生高温NMP废气。以往的工艺一般为经废气塔吸收达环保标准后直接排放，造成了价格昂贵的NMP的浪费。我们改进的工艺回收原理是用冷却水经水-气换热器将含有NMP的高温空气冷却，使废气中的NMP以液态的形式从空气中分离后回收，已分离NMP的空气经过气-气换热器进行热能交换再循环利用，达到节省能源，零排放环保标准，并且在本技术工艺的施工中采用了相应的施工工艺，解决了NMP极易渗透问题。 关键词 NMP 工艺回收水-气换热器气-气换热器零排放
1.工艺概况
东莞某电子厂锂电池电极涂布机NMP废气系统位于厂区内涂布车间天面，NMP废气出口温度为104 0C，风量为4500m3/h。在涂布过程中由于NMP不断蒸发，使废气出口的浓度不断增加，环保要求不能直接排放，循环利用需控制浓度。原设计为1/3气经冷凝NMP 液回收后直接排放，涂布机需补新风预热（见图一）， NMP浪费，热用量增加。业主方委托我司对该方案进行改进，我方设计以下方案，经在一条生产线安装调试，效果非常好，并且在全厂20条涂布机废气回收中使用，每年节约了大量运行费用。 本处理回收工艺系统设计如下：取NMP废气排气量1/3为回收风量（即1500m3/h），2/3直接循环利用，主要由水-气换热器（冷凝器）、气-气换热器、挡液板、收集器、风机、风量调节阀、风管系统、管道系统组成。工艺安装连接方式：采用焊接和法兰连接，法兰连接的密封填料采用耐酸耐碱性耐高温的橡胶板。
图一原设计工艺流程图
2. NMP回收工艺流程方案选择
根据理论与实验测量，涂布机含有NMP废气出口温度为1040C，风量为4500M3/h。当温度下降至600C以下时废气饱和开始有NMP液冷凝，经实验得出NMP如下数据如表1。
表1
回收温度（0Cdp） 饱和蒸气压（KPa）体积比 回收量（g/Kg）
20 0．04 0．04% 1．348526
40 0．16 0．16% 5．400503
50 0．32 0．32% 10．81812
60 0．53 0．53% 17．95485
根据NMP混合气体的体积比达到1.3%时极易发生爆炸(NMP的爆炸下限为1.3%)，设计选用回收温度为400C，体积比为0.16%，达到安全，且设计中用冷却水作为冷媒，根据广东省的气候冷却水的出口温度
为320C，温差有80C可满足方案设计意图。选用NMP回收风量为总排
放量的三分之一（即1500m3/h），经气-气换热器换热后的温度达到700C，其余的风量循环回涂布机。
方案使用工况如下：含NMP的废气流量为1500 m3/h，经过气-气换热器从1040C降至700C；经水-气换热器后温度降至400C，水-气换热器采用320C冷却水冷却；400C回收NMP后的尾气再回气-气换热器后升温至700C作涂布机新风循环回涂布机。
NMP回收工艺流程如图二
.
图二NMP回收工艺流程图
3．气-气换热器设计选型
3．1气—气换热器根据设计回收工艺流程图及现场实测，经计算得出数据如下表
3.2 根据计算参数及换热器所选型号BSRZ-12*7-12D ，相关尺寸如下图三。
翅片管选用φ25*2.0-45mm ，制作方式采用无缝钢管绕铝翅片，片高10mm ，片距2.5mm ；管程设计压力为1.0MPa ，试验压力为1.5MPa ，换热器材质采用碳钢。制作标准参照《GB14209-93》。
左视图
正视图
图三 气—气换热器结构图
4、水-气换热器设计选型
4.1水—气换热器根据设计回收工艺流程图及现场实测，经计算得出数据如下表
4.2根据计算参数及广州昊磊换热器厂产品参数，所选换热器型号BGLII-8R ×10-55。 翅片管选用φ25*2.0-45mm ，制作方式采用无缝钢管绕铝翅片，片高10mm ，片距2.5mm ；管程设计压力为1.0MPa ，试验压力为1.5MPa ，设计温度为3000C ，换热器材质采用碳钢。 4.3水-气换热器具有两种功能，一种是冷凝功能，另一种是收集功能。含NMP 的气体在水-气换热器中从700C 降至400C 的过程
中，不断地冷凝出NMP 液体，并且滴落水-气换热器的底部，因此换热器经选型后结构上必须进行改造，底部改装成具有锥形集水盘状，保证5%的坡度，并在底部最低点安装排液管；由于NMP 液的比重为1.03，比较接近水的比重，为了防止冷凝的NMP 液随风飘入风管，在水—气换热器的风出口处安装挡液板。 水—气换热器的结构如图四
DN40
DN40
图四 水—气换热器结构图
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