鋰離子電池電解液建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)實(shí)例分析

許天嘯+王蕾

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

中圖分類號：X703

文獻(xiàn)標(biāo)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(jìn)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(shí)，智能手機(jī)、平板電腦、移動電源等3C消費(fèi)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(fù)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(jī)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(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)，對提升行業(yè)環(huán)境保護(hù)水平具有很高的意義。

本文以某鋰離子電池電解液新建項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)過程為例，通過研究項(xiàng)目中包含的具體工藝，分析各個(gè)工藝過程中可能產(chǎn)生的污染環(huán)節(jié)，對項(xiàng)目中可能產(chǎn)生的“三廢”及噪聲污染進(jìn)行預(yù)測和評價(jià)，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(xiàng)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(xué)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(jì)量槽內(nèi)，通過計(jì)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(dá)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?dú)廨斔停o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(yán)格忌水，整個(gè)生產(chǎn)過程完全密閉，系統(tǒng)采用氮封保護(hù)。吸附、調(diào)配、計(jì)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(jìn)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?dú)饧訜崾蛊渲械挠袡C(jī)組分揮發(fā)出來后循環(huán)利用，再生過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣進(jìn)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(jìn)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(jī)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(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)。外部水洗：電解液項(xiàng)目不銹鋼包裝桶上標(biāo)簽需要通過工人手撕后再用清水清洗干凈，以便出廠時(shí)重新張貼標(biāo)簽。

3 采取的環(huán)保措施及主要環(huán)境影響

3.1 廢氣

本項(xiàng)目產(chǎn)生的廢氣主要由氮封保護(hù)氣的放空廢氣、分子篩再生尾氣（主要成分為氮?dú)猓饕廴疚餅樘妓狨ヮ惡捅狨ヮ愑袡C(jī)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(jī)廢氣。所有廢氣經(jīng)收集后進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)參照執(zhí)行天津市地方標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（DB12/524-2014）。

本項(xiàng)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(jī)物氧化分解的溫度，降低了系統(tǒng)能耗，本項(xiàng)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(shí)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(shí)現(xiàn)對有機(jī)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(fèi)用。該工藝設(shè)備在運(yùn)行過程中最大限度地利用了有機(jī)廢氣中有機(jī)成分的熱值[2]，其工藝流程如下圖2。

3.2 廢水

本項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《化學(xué)工業(yè)主要水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB32/939-2006）表2中一級標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 噪聲

本項(xiàng)目新增噪聲源主要為風(fēng)機(jī)、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(jī)械降低空氣動力性噪聲的控制：包括選用低噪聲電機(jī)、風(fēng)機(jī)、進(jìn)氣口、出氣口安裝消聲器等。同時(shí)，在總圖布置時(shí)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(jī)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(xiàng)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(xiǎn)廢物名錄》（2016年3月30日由環(huán)境保護(hù)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(xiǎn)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(yán)格按照《危險(xiǎn)廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18597-2001）以及《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18599-2001）的要求規(guī)范建設(shè)和維護(hù)使用。做好該堆場防雨、防風(fēng)、防滲、防漏等措施，并制定好該項(xiàng)目固體廢物特別是危險(xiǎn)廢物轉(zhuǎn)移運(yùn)輸中的污染防范及事故應(yīng)急措施。

4 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

按照《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》HJ/T169-2004的要求[2]，經(jīng)識別，項(xiàng)目建成后全廠構(gòu)成重大危險(xiǎn)源，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)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(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)是可以接受的。通過采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案，能夠滿足風(fēng)險(xiǎn)防范的要求，本項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平可接受。

5 結(jié)論

鋰離子電池電解液項(xiàng)目涉及的化學(xué)物質(zhì)種類較多，產(chǎn)生的主要污染物為有機(jī)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(shí)”，同時(shí)加強(qiáng)對其運(yùn)營過程中環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的管控。通過總結(jié)該項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)的方法，對推進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)環(huán)境保護(hù)工作具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[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(jī)廢氣的催化燃燒[J].洛陽工學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，3（12）： 91～94.

[3]國家環(huán)境保護(hù)部.建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則HJ/T169-2004[S].北京：國家環(huán)境保護(hù)部，2004.