鋰離子電池電解液建設(shè)項目環(huán)境影響評價實例分析

許天嘯+王蕾

摘要：以某鋰離子電池電解液新建項目環(huán)境影響評價為例，通過研究項目中包含的具體工藝，分析了各個工藝過程可能產(chǎn)生的污染環(huán)節(jié)，對項目中可能產(chǎn)生的“三廢”及噪聲污染進行了預(yù)測和評價，并制定了相應(yīng)的污染防治措施。以期為該行業(yè)其他項目的污染源分析及環(huán)保措施提供參考。

關(guān)鍵詞：環(huán)境影響評價；環(huán)保措施；鋰離子電池電解液

中圖分類號：X703

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）24-0072-03

1 引言

隨著國家大力推行新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新能源汽車進入爆發(fā)式增長，新能源汽車生產(chǎn)量及銷售量逐年上升，同時，智能手機、平板電腦、移動電源等3C消費類電子產(chǎn)品以及儲能電池的穩(wěn)步增長，帶動了鋰電池及電解液等關(guān)鍵材料的市場需求。電解液是鋰離子電池四大關(guān)鍵材料之一，在電池正負極之間發(fā)揮離子導(dǎo)電功能，對電極/ 電解液界面的性能具有重要調(diào)控作用，可謂鋰離子電池的“血液”[1]。電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、添加劑等原料，在一定條件下，按一定比例配制而成。研究鋰離子電池電解液建設(shè)項目環(huán)境影響評價，對提升行業(yè)環(huán)境保護水平具有很高的意義。

本文以某鋰離子電池電解液新建項目環(huán)境影響評價過程為例，通過研究項目中包含的具體工藝，分析各個工藝過程中可能產(chǎn)生的污染環(huán)節(jié)，對項目中可能產(chǎn)生的“三廢”及噪聲污染進行預(yù)測和評價，并制定相應(yīng)的污染防治措施。

2 工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)

電解液產(chǎn)品為配方產(chǎn)品，其采用碳酸酯類溶劑和電解質(zhì)按一定比例調(diào)配成為產(chǎn)品，本項目生產(chǎn)工藝主要包括分為吸附、調(diào)配、包裝等過程，全程屬于物理過程，不涉及化學反應(yīng)，其工藝流程見圖1。

2.1 電解液制備

外購的碳酸酯類溶劑、丙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯等原料經(jīng)密閉管道輸送至電解液主車間精品計量槽內(nèi)，通過計量泵注入其各自對應(yīng)的吸附柱中，通過吸附柱中的分子篩吸收溶劑中的水分，該過程為物理吸附過程，采用帶有極性的分子篩來吸附溶劑中含有極性雜質(zhì)，以達到純化產(chǎn)品的目的；之后，溶劑通過精密過濾器過濾其中可能含有的雜質(zhì)（分子篩碎末等），經(jīng)過精制得到的電子級溶劑，將其通過輸送泵打入調(diào)配釜中。在調(diào)配釜中按配方加入一定量的電解質(zhì)、添加劑和特種溶劑，液態(tài)原輔料采用輸送泵輸送，粉末狀原輔料采用少量氮氣輸送，原輔料在攪拌釜中攪拌7 h，混合均勻后，通過輸送泵打入精密過濾器，過濾后電解液通過泵打入成品罐，最終由成品罐通過快速接頭壓入成品包裝罐中。因電解液嚴格忌水，整個生產(chǎn)過程完全密閉，系統(tǒng)采用氮封保護。吸附、調(diào)配、計量等過程產(chǎn)生的放空氣體及灌裝過程產(chǎn)生的廢氣通過密閉管道進入尾氣處理系統(tǒng)。

2.2 分子篩再生

分子篩吸收飽和后，在分子篩內(nèi)通入高熱氮氣加熱使其中的有機組分揮發(fā)出來后循環(huán)利用，再生過程中產(chǎn)生的有機廢氣進入尾氣處理裝置。

2.3 洗桶

企業(yè)電解液采用200 L不銹鋼桶包裝，外銷后回收的不銹鋼桶由企業(yè)清洗后再次灌裝使用。內(nèi)部清洗：首先對回收回來的專用包裝桶進行測壓，然后向桶內(nèi)壓入0.5 kg左右碳酸二甲酯溶劑，在滾桶機上勻速翻滾20 min后，將包裝桶內(nèi)洗桶溶劑壓出，輸送至相應(yīng)的收集容器內(nèi)。洗桶產(chǎn)生的放空廢氣經(jīng)密閉管道進入尾氣處理系統(tǒng)。外部水洗：電解液項目不銹鋼包裝桶上標簽需要通過工人手撕后再用清水清洗干凈，以便出廠時重新張貼標簽。

3 采取的環(huán)保措施及主要環(huán)境影響

3.1 廢氣

本項目產(chǎn)生的廢氣主要由氮封保護氣的放空廢氣、分子篩再生尾氣（主要成分為氮氣，主要污染物為碳酸酯類和丙酸酯類有機廢氣）、快速接頭揮發(fā)廢氣、包裝桶內(nèi)壁清洗廢氣、原料罐區(qū)儲罐呼吸廢氣等五部分組成，其主要污染物為碳酸酯類和丙酸酯類有機廢氣。所有廢氣經(jīng)收集后進入催化燃燒（CO）裝置處理，尾氣通過30 m高的排氣筒排放。VOCs排放標準參照執(zhí)行天津市地方標準《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放控制標準》（DB12/524-2014）。

本項目催化燃燒處理裝置處理工藝通過催化劑的作用，大大降低了有機物氧化分解的溫度，降低了系統(tǒng)能耗，本項目廢氣中的污染物主要為酯類，且不含使催化劑中毒的物質(zhì)，可選擇對酯類物質(zhì)催化效率較高的催化劑，提高氧化分解效率，同時由于催化燃燒溫度較熱力焚燒更低，減少了氮氧化物的生成。CO爐（催化燃燒爐）凈化原理：催化燃燒是借助催化劑在低溫下（200～400℃）下，實現(xiàn)對有機物的完全氧化，因此，能耗少，操作簡便，安全，凈化效率高。該系統(tǒng)組合緊湊，充分利用熱源，節(jié)省設(shè)備投資和操作費用。該工藝設(shè)備在運行過程中最大限度地利用了有機廢氣中有機成分的熱值[2]，其工藝流程如下圖2。

3.2 廢水

本項目產(chǎn)生的廢水主要為包裝桶外部清洗廢水、初期雨水和生活污水，所有廢水經(jīng)收集后一起排入化工園區(qū)污水廠集中處理后排放，排放標準執(zhí)行《化學工業(yè)主要水污染物排放標準》（DB32/939-2006）表2中一級標準。

3.3 噪聲

本項目新增噪聲源主要為風機、各類泵等設(shè)備，噪聲防治從聲源、聲的傳播途徑等方面著手，主要采用低噪聲設(shè)備，選用低噪聲工藝，低噪聲傳動以及對氣體機械降低空氣動力性噪聲的控制：包括選用低噪聲電機、風機、進氣口、出氣口安裝消聲器等。同時，在總圖布置時對高、低噪聲盡量集中而分別布置，利用車間、倉庫廠房、設(shè)置圍墻和安裝使用噪聲控制的設(shè)備機材料，包括使用隔聲罩、隔聲屏，均可獲得良好降噪效果。

3.4 固廢

本項目產(chǎn)生的固廢主要有廢分子篩、廢濾芯、廢溶劑、原料包裝桶，桶根據(jù)《國家危險廢物名錄》（2016年3月30日由環(huán)境保護部部務(wù)會議修訂通過，自2016年8月1日起施行）判別均屬于危險廢物，需委托有資質(zhì)的危廢處置單位處理。固廢暫存場所嚴格按照《危險廢物貯存污染控制標準》（GB18597-2001）以及《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標準》（GB18599-2001）的要求規(guī)范建設(shè)和維護使用。做好該堆場防雨、防風、防滲、防漏等措施，并制定好該項目固體廢物特別是危險廢物轉(zhuǎn)移運輸中的污染防范及事故應(yīng)急措施。

4 環(huán)境風險評價

按照《建設(shè)項目環(huán)境風險評價技術(shù)導(dǎo)則》HJ/T169-2004的要求[2]，經(jīng)識別，項目建成后全廠構(gòu)成重大危險源，環(huán)境風險評價等級為一級，最大可信事故為儲罐區(qū)碳酸二甲酯泄漏事故，其發(fā)生概率1.0×10-4次/年，經(jīng)預(yù)測本項目環(huán)境風險是可以接受的。通過采取相應(yīng)的風險防范措施（罐區(qū)設(shè)置0.8 m高圍堰，建設(shè)1800 m3消防水收集池兼事故池，雨水排口、污水排口設(shè)置控制閥門），建立風險應(yīng)急預(yù)案，能夠滿足風險防范的要求，本項目環(huán)境風險水平可接受。

5 結(jié)論

鋰離子電池電解液項目涉及的化學物質(zhì)種類較多，產(chǎn)生的主要污染物為有機廢氣，其建設(shè)首先要做好廢氣處理設(shè)施的建設(shè)，要做到污染防治措施建設(shè)的“三同時”，同時加強對其運營過程中環(huán)境風險的管控。通過總結(jié)該項目環(huán)境影響評價的方法，對推進新能源產(chǎn)業(yè)環(huán)境保護工作具有重要意義。

參考文獻：

[1]Xu K.Nonaqueous liquid electrolyte for lithium-based rechargeable batteies[J]. Chem. Rev，2004，104（10）：4303～4417.

[2]孟 丹，祁永智，丁瑞新. 有機廢氣的催化燃燒[J].洛陽工學院學報，2000，3（12）： 91～94.

[3]國家環(huán)境保護部.建設(shè)項目環(huán)境風險評價技術(shù)導(dǎo)則HJ/T169-2004[S].北京：國家環(huán)境保護部，2004.