鋰離子電池電解液建設項目環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生的污染環節，對項目中可能產生的“三廢”及噪聲污染進行了預測和評價，并制定了相應的污染防治措施。以期為該行業其他項目的污染源分析及環保措施提供參考。

關鍵詞：環境影響評價；環保措施；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業的發展，新能源汽車進入爆發式增長，新能源汽車生產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消費類電子產品以及儲能電池的穩步增長，帶動了鋰電池及電解液等關鍵材料的市場需求。電解液是鋰離子電池四大關鍵材料之一，在電池正負極之間發揮離子導電功能，對電極/ 電解液界面的性能具有重要調控作用，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項目環境影響評價，對提升行業環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生的污染環節，對項目中可能產生的“三廢”及噪聲污染進行預測和評價，并制定相應的污染防治措施。

2 工藝流程及產污環節

電解液產品為配方產品，其采用碳酸酯類溶劑和電解質按一定比例調配成為產品，本項目生產工藝主要包括分為吸附、調配、包裝等過程，全程屬于物理過程，不涉及化學反應，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、丙酸乙酯等原料經密閉管道輸送至電解液主車間精品計量槽內，通過計量泵注入其各自對應的吸附柱中，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，以達到純化產品的目的；之后，溶劑通過精密過濾器過濾其中可能含有的雜質（分子篩碎末等），經過精制得到的電子級溶劑，將其通過輸送泵打入調配釜中。在調配釜中按配方加入一定量的電解質、添加劑和特種溶劑，液態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，整個生產過程完全密閉，系統采用氮封保護。吸附、調配、計量等過程產生的放空氣體及灌裝過程產生的廢氣通過密閉管道進入尾氣處理系統。

2.2 分子篩再生

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

2.3 洗桶

企業電解液采用200 L不銹鋼桶包裝，外銷后回收的不銹鋼桶由企業清洗后再次灌裝使用。內部清洗：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，將包裝桶內洗桶溶劑壓出，輸送至相應的收集容器內。洗桶產生的放空廢氣經密閉管道進入尾氣處理系統。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 采取的環保措施及主要環境影響

3.1 廢氣

本項目產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）、快速接頭揮發廢氣、包裝桶內壁清洗廢氣、原料罐區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排放標準參照執行天津市地方標準《工業企業揮發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，可選擇對酯類物質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。該系統組合緊湊，充分利用熱源，節省設備投資和操作費用。該工藝設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，所有廢水經收集后一起排入化工園區污水廠集中處理后排放，排放標準執行《化學工業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、設置圍墻和安裝使用噪聲控制的設備機材料，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《國家危險廢物名錄》（2016年3月30日由環境保護部部務會議修訂通過，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《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》（GB18599-2001）的要求規范建設和維護使用。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移運輸中的污染防范及事故應急措施。

4 環境風險評價

按照《建設項目環境風險評價技術導則》HJ/T169-2004的要求[2]，經識別，項目建成后全廠構成重大危險源，環境風險評價等級為一級，最大可信事故為儲罐區碳酸二甲酯泄漏事故，其發生概率1.0×10-4次/年，經預測本項目環境風險是可以接受的。通過采取相應的風險防范措施（罐區設置0.8 m高圍堰，建設1800 m3消防水收集池兼事故池，雨水排口、污水排口設置控制閥門），建立風險應急預案，能夠滿足風險防范的要求，本項目環境風險水平可接受。

5 結論

鋰離子電池電解液項目涉及的化學物質種類較多，產生的主要污染物為有機廢氣，其建設首先要做好廢氣處理設施的建設，要做到污染防治措施建設的“三同時”，同時加強對其運營過程中環境風險的管控。通過總結該項目環境影響評價的方法，對推進新能源產業環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]國家環境保護部.建設項目環境風險評價技術導則HJ/T169-2004[S].北京：國家環境保護部，2004.