溶剂回收与脱硫系统以及溶剂回收与脱硫方法与流程

本技术涉及锂电池，特别是涉及溶剂回收与脱硫系统以及溶剂回收与脱硫方法。

背景技术：

1、硫化物全固态电池因其高能量密度和高安全性，成为下一代储能技术的重要方向。在其规模化制造中，“湿法工艺”（即涂布法）是实现薄膜电解质和电极低成本制造的关键。传统技术对“湿法工艺”的溶剂回收技术主要存在以下问题：传统锂电池多使用n-甲基吡咯烷酮（nmp）等极性溶剂，而硫化物固态电解质对水分和极性溶剂极其敏感，微量接触即可导致其分解失效，并释放出剧毒的硫化氢（h2s）气体。因此，硫化物固态电池浆料使用非极性或弱极性的无水有机溶剂，如甲苯、二甲苯等。这些溶剂不仅易燃易爆，且冷凝回收所需的温度远低于nmp，通常需要降至-40℃至-20℃，对制冷系统要求更高，系统能耗剧增。另外，现有气体处理技术无法适用。在涂布烘干过程中，挥发的溶剂蒸汽和微量反应生成的h2s气体被载气（如干燥空气、氮气）带出，为节约昂贵的干燥载气并降低能耗，通常采用气体部分回风的闭路循环工艺，而这会导致水分和h2s在系统内不断累积，严重影响产品质量和生产稳定性。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种能够经济且稳定地回收有机溶剂，并同时高效脱除因微量水反应而产生的剧毒、腐蚀性硫化氢气体的溶剂回收与脱硫系统。

2、本技术一实施方式提供了一种溶剂回收与脱硫系统。

3、一种溶剂回收与脱硫系统，包括：

4、余热回收装置，用于连接待处理排气设备以对来自所述待处理排气设备的排气进行余热回收；

5、溶剂回收装置，连接所述余热回收装置，以对来自所述余热回收装置的余热回收之后的排气进行降温处理并回收排气中的溶剂，以及将降温处理后的气体分流为第一气流和第二气流；

6、尾气脱硫装置，连接所述溶剂回收装置以用于对所述第一气流进行脱硫处理；以及，

7、回风装置，连接所述溶剂回收装置以及用于连接待处理排气设备，以将所述第二气流回流至待处理排气设备。

8、在其中一些实施方式中，所述溶剂回收装置包括串联连接的冷量回收换热器和冷冻冷凝器，所述冷量回收换热器还连接所述余热回收装置、所述尾气脱硫装置以及所述回风装置，所述冷量回收换热器用于对来自所述余热回收装置的余热回收之后的排气进行降温处理，所述冷冻冷凝器用于对排气中的溶剂进行冷凝回收处理；后一组所述冷量回收换热器的冷却温度低于前一组所述冷量回收换热器的冷却温度。

9、在其中一些实施方式中，所述冷量回收换热器和所述冷冻冷凝器形成一组，所述溶剂回收装置包括多组所述冷量回收换热器和所述冷冻冷凝器，前一组的所述冷冻冷凝器的出气端连通后一组所述冷量回收换热器的进气端，后一组所述冷量回收换热器利用前一组所述冷冻冷凝器排出的低温气体对本组进气进行降温处理，后一组所述冷量回收换热器对气体中的溶剂进行冷凝回收处理。

10、在其中一些实施方式中，所述溶剂回收装置还包括续风机构，所述续风机构串联连接在后一组所述冷量回收换热器与前一组所述冷冻冷凝器之间，每一组所述冷冻冷凝器的出风口还通过所述续风机构连通至该组的所述冷量回收换热器。

11、在其中一些实施方式中，所述溶剂回收装置还包括用于回收冷凝溶剂的溶剂回收槽，所述余热回收装置、所述冷量回收换热器、所述冷冻冷凝器分别连接所述溶剂回收槽。

12、在其中一些实施方式中，所述溶剂回收与脱硫系统还包括回风脱硫装置以及脱水装置，所述回风脱硫装置与所述脱水装置连接在所述回风装置的出风端至待处理排气设备的回流管道上。

13、在其中一些实施方式中，所述回风脱硫装置包括至少两级串联的离子液体脱硫塔，所述离子液体脱硫塔内设有填料层及喷淋的离子液体，其中，前一级所述离子液体脱硫塔的温度能够控制为高于后一级所述离子液体脱硫塔的温度。

14、在其中一些实施方式中，所述离子液体脱硫塔的塔顶设置有用于将离子液体滴落至所述填料层的液体分布器以及采用离子液体进行清洗的冲洗管，所述冲洗管位于所述液体分布器的下方，所述离子液体脱硫塔的塔釜出口通过循环管道连接至所述液体分布器以及所述冲洗管。

15、在其中一些实施方式中，所述离子液体脱硫塔的顶部设置有除沫器。

16、在其中一些实施方式中，所述液体分布器包括：

17、分配管，所述分配管与所述循环管道连通；

18、多个间隔设置的分布槽，所述分布槽与所述分配管相通以接收来自所述分配管内的离子液体，所述分布槽的槽底面具有坡度且槽底面的最低位置设置有连通孔，各个所述分布槽的所述连通孔均连通至所述冲洗管；以及，

19、浮子式阀门机构，各个所述连通孔内分别设置有所述浮子式阀门机构，所述浮子式阀门机构用于封闭或者打开相应的所述连通孔。

20、在其中一些实施方式中，所述分配管包括分配主管以及多个与所述分配主管连通的分配子管，多个所述分配子管分别对应多个所述分布槽且与其相通。

21、在其中一些实施方式中，所述分布槽的内侧壁由槽顶部至槽底部逐渐收窄。

22、在其中一些实施方式中，多个所述分布槽位于同一水平高度且均沿着第一方向延伸，所述分布槽的槽底面由两端至中部呈下降式坡面，所述分布槽的槽底面的中部设置有所述连通孔，所述冲洗管位于所述分布槽的下方且沿着第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向垂直。

23、在其中一些实施方式中，所述冲洗管与所述分配管上分别设置有控制阀门。

24、在其中一些实施方式中，所述浮子式阀门机构包括：

25、轨道管，设置于所述连通孔内；以及，

26、滑动连接于所述轨道管上且可在所述轨道管上滑动的浮子，所述浮子在所述冲洗管处于低液位时打开所述连通孔并在所述冲洗管处于高液位时封闭所述连通孔。

27、在其中一些实施方式中，所述的溶剂回收与脱硫系统还包括离子液体再生脱水装置，所述离子液体再生脱水装置与所述尾气脱硫装置连接，所述离子液体再生脱水装置包括：

28、再生反应器，对离子液体进行氧化再生；

29、薄膜蒸发器，对氧化再生后的离子液体进行脱水；以及，

30、加热系统，与所述薄膜蒸发器连接以用于对所述薄膜蒸发器进行分段加热处理。

31、在其中一些实施方式中，所述离子液体再生脱水装置还包括抽真空设备，所述抽真空设备与所述薄膜蒸发器连接以用于对所述薄膜蒸发器进行抽真空处理。

32、在其中一些实施方式中，所述回风脱硫装置还包括吸收循环泵以及脱硫换热器，所述吸收循环泵与所述脱硫换热器均设置在所述循环管道上。

33、在其中一些实施方式中，所述回风装置包括回风机，所述回风机连接在所述回流管道上。

34、在其中一些实施方式中，所述回流管道还连接至所述余热回收装置。

35、在其中一些实施方式中，所述回风脱硫装置与所述脱水装置分别独立地并联有旁路管道，所述旁路管道上设置有旁路阀门，可以回风的气体湿度和硫化氢含量的在线检测数值，来决定回风气流是否通过回风脱硫装置和/或脱水装置；所述旁路管道能够将所述第二气流直接回流至待处理排气设备。

36、本技术一实施方式还提供了一种溶剂回收与脱硫方法。

37、一种溶剂回收与脱硫方法，包括如下步骤：

38、对来自待处理排气设备的至少含有机溶剂蒸汽和硫化氢的排气进行余热回收处理；

39、对所述余热回收处理后的排气进行降温处理并回收排气中的溶剂，得到降温处理后的气体，将降温处理后的气体分流为第一气流和第二气流；

40、对所述第一气流进行脱硫处理；以及，

41、将所述第二气流回流至待处理排气设备进行循环再利用。

42、在其中一些实施方式中，所述第二气流的流量占降温处理后的气体的总流量的比例为90%~97%。

43、在其中一些实施方式中，采用至少两级串联的、填充有离子液体吸收剂的填料层的离子液体脱硫塔对所述第一气流进行脱硫处理，控制前一级所述离子液体脱硫塔的温度高于后一级所述离子液体脱硫塔的温度。

44、在其中一些实施方式中，所述脱硫处理所用的离子液体吸收剂包括[a336]fecl4、[bmim]fecl4或者含有1-丁基咪唑的[bmim]fecl4，其中，所述1-丁基咪唑的添加量为所述离子液体吸收剂总质量的8%~12%。

45、在其中一些实施方式中，所述离子液体脱硫塔包括两级，所述脱硫处理采用离子液体[bmim]fecl4作为离子液体吸收剂，其中，前一级的所述离子液体脱硫塔的吸收温度为60℃~80℃，后一级的所述离子液体脱硫塔的吸收温度为40℃~60℃。

46、在其中一些实施方式中，所述溶剂回收与脱硫方法还包括对所述脱硫处理后吸收了硫化氢的离子液体进行再生处理的步骤，所述再生处理包括如下步骤：

47、在真空和分段升温的条件下，使用再生反应器和薄膜蒸发器对吸收了硫化氢的离子液体进行再生处理，其中，控制离子液体进入再生反应器，并从离子液体底部鼓入含氧气体，使得离子液体与氧气反应再生，使再生的离子液体重新获得氧化硫化氢的能力，得到含微量水分的再生离子液体。

48、在其中一些实施方式中，在对所述第一气流进行脱硫处理之前，还包括如下步骤：

49、监测所述第一气流的硫化氢浓度，并根据硫化氢浓度，调节所述脱硫处理所用的尾气脱硫装置的运行负荷。

50、在其中一些实施方式中，在对所述第一气流进行脱硫处理后还进行尾气处理以去除少量的溶剂后达标排放。

51、在其中一些实施方式中，所述溶剂回收与脱硫方法还包括对脱硫处理后的富液进行溶剂回收处理的步骤，所述溶剂回收处理的步骤包括如下步骤：将脱硫处理后的富液中的单质硫分离，向离子液体吸收剂中通入含氧气体进行再生，将二价铁氧化为三价铁，同时生成少量的水，将再生后含微量水分的离子液体在薄膜蒸发器脱水，然后循环使用。

52、在其中一些实施方式中，所述溶剂回收与脱硫方法采用上述任一实施方式中所述的溶剂回收与脱硫系统。

53、上述溶剂回收与脱硫系统，能够低成本且稳定地回收工艺外排气体中的溶剂，并同时高效脱除因微量水反应而产生的剧毒、腐蚀性硫化氢气体，以防止其在系统中累积导致电解质失效和设备损坏。上述溶剂回收与脱硫系统通过脱硫和气体部分回风模式，在不引入水分的前提下，高效脱除气体中的硫化氢，保障了产品质量与生产安全，同时显著降低了能耗，提高了系统运行的稳定性和经济性。