锂离子电池电解液建设项目环境影响评价实例分析

许天啸+王蕾

摘要：以某锂离子电池电解液新建项目环境影响评价为例，通过研究项目中包含的具体工艺，分析了各个工艺过程可能产生的污染环节，对项目中可能产生的“三废”及噪声污染进行了预测和评价，并制定了相应的污染防治措施。以期为该行业其他项目的污染源分析及环保措施提供参考。

关键词：环境影响评价；环保措施；锂离子电池电解液

中图分类号：X703

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）24-0072-03

1 引言

随着国家大力推行新能源产业的发展，新能源汽车进入爆发式增长，新能源汽车生产量及销售量逐年上升，同时，智能手机、平板电脑、移动电源等3C消费类电子产品以及储能电池的稳步增长，带动了锂电池及电解液等关键材料的市场需求。电解液是锂离子电池四大关键材料之一，在电池正负极之间发挥离子导电功能，对电极/ 电解液界面的性能具有重要调控作用，可谓锂离子电池的“血液”[1]。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成。研究锂离子电池电解液建设项目环境影响评价，对提升行业环境保护水平具有很高的意义。

本文以某锂离子电池电解液新建项目环境影响评价过程为例，通过研究项目中包含的具体工艺，分析各个工艺过程中可能产生的污染环节，对项目中可能产生的“三废”及噪声污染进行预测和评价，并制定相应的污染防治措施。

2 工艺流程及产污环节

电解液产品为配方产品，其采用碳酸酯类溶剂和电解质按一定比例调配成为产品，本项目生产工艺主要包括分为吸附、调配、包装等过程，全程属于物理过程，不涉及化学反应，其工艺流程见图1。

2.1 电解液制备

外购的碳酸酯类溶剂、丙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯等原料经密闭管道输送至电解液主车间精品计量槽内，通过计量泵注入其各自对应的吸附柱中，通过吸附柱中的分子筛吸收溶剂中的水分，该过程为物理吸附过程，采用带有极性的分子筛来吸附溶剂中含有极性杂质，以达到纯化产品的目的；之后，溶剂通过精密过滤器过滤其中可能含有的杂质（分子筛碎末等），经过精制得到的电子级溶剂，将其通过输送泵打入调配釜中。在调配釜中按配方加入一定量的电解质、添加剂和特种溶剂，液态原辅料采用输送泵输送，粉末状原辅料采用少量氮气输送，原辅料在搅拌釜中搅拌7 h，混合均匀后，通过输送泵打入精密过滤器，过滤后电解液通过泵打入成品罐，最终由成品罐通过快速接头压入成品包装罐中。因电解液严格忌水，整个生产过程完全密闭，系统采用氮封保护。吸附、调配、计量等过程产生的放空气体及灌装过程产生的废气通过密闭管道进入尾气处理系统。

2.2 分子筛再生

分子筛吸收饱和后，在分子筛内通入高热氮气加热使其中的有机组分挥发出来后循环利用，再生过程中产生的有机废气进入尾气处理装置。

2.3 洗桶

企业电解液采用200 L不锈钢桶包装，外销后回收的不锈钢桶由企业清洗后再次灌装使用。内部清洗：首先对回收回来的专用包装桶进行测压，然后向桶内压入0.5 kg左右碳酸二甲酯溶剂，在滚桶机上匀速翻滚20 min后，将包装桶内洗桶溶剂压出，输送至相应的收集容器内。洗桶产生的放空废气经密闭管道进入尾气处理系统。外部水洗：电解液项目不锈钢包装桶上标签需要通过工人手撕后再用清水清洗干净，以便出厂时重新张贴标签。

3 采取的环保措施及主要环境影响

3.1 废气

本项目产生的废气主要由氮封保护气的放空废气、分子筛再生尾气（主要成分为氮气，主要污染物为碳酸酯类和丙酸酯类有机废气）、快速接头挥发废气、包装桶内壁清洗废气、原料罐区储罐呼吸废气等五部分组成，其主要污染物为碳酸酯类和丙酸酯类有机废气。所有废气经收集后进入催化燃烧（CO）装置处理，尾气通过30 m高的排气筒排放。VOCs排放标准参照执行天津市地方标准《工业企业挥发性有机物排放控制标准》（DB12/524-2014）。

本项目催化燃烧处理装置处理工艺通过催化剂的作用，大大降低了有机物氧化分解的温度，降低了系统能耗，本项目废气中的污染物主要为酯类，且不含使催化剂中毒的物质，可选择对酯类物质催化效率较高的催化剂，提高氧化分解效率，同时由于催化燃烧温度较热力焚烧更低，减少了氮氧化物的生成。CO炉（催化燃烧炉）净化原理：催化燃烧是借助催化剂在低温下（200～400℃）下，实现对有机物的完全氧化，因此，能耗少，操作简便，安全，净化效率高。该系统组合紧凑，充分利用热源，节省设备投资和操作费用。该工艺设备在运行过程中最大限度地利用了有机废气中有机成分的热值[2]，其工艺流程如下图2。

3.2 废水

本项目产生的废水主要为包装桶外部清洗废水、初期雨水和生活污水，所有废水经收集后一起排入化工园区污水厂集中处理后排放，排放标准执行《化学工业主要水污染物排放标准》（DB32/939-2006）表2中一级标准。

3.3 噪声

本项目新增噪声源主要为风机、各类泵等设备，噪声防治从声源、声的传播途径等方面着手，主要采用低噪声设备，选用低噪声工艺，低噪声传动以及对气体机械降低空气动力性噪声的控制：包括选用低噪声电机、风机、进气口、出气口安装消声器等。同时，在总图布置时对高、低噪声尽量集中而分别布置，利用车间、仓库厂房、设置围墙和安装使用噪声控制的设备机材料，包括使用隔声罩、隔声屏，均可获得良好降噪效果。

3.4 固废

本项目产生的固废主要有废分子筛、废滤芯、废溶剂、原料包装桶，桶根据《国家危险废物名录》（2016年3月30日由环境保护部部务会议修订通过，自2016年8月1日起施行）判别均属于危险废物，需委托有资质的危废处置单位处理。固廢暂存场所严格按照《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001）以及《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18599-2001）的要求规范建设和维护使用。做好该堆场防雨、防风、防渗、防漏等措施，并制定好该项目固体废物特别是危险废物转移运输中的污染防范及事故应急措施。

4 环境风险评价

按照《建设项目环境风险评价技术导则》HJ/T169-2004的要求[2]，经识别，项目建成后全厂构成重大危险源，环境风险评价等级为一级，最大可信事故为储罐区碳酸二甲酯泄漏事故，其发生概率1.0×10-4次/年，经预测本项目环境风险是可以接受的。通过采取相应的风险防范措施（罐区设置0.8 m高围堰，建设1800 m3消防水收集池兼事故池，雨水排口、污水排口设置控制阀门），建立风险应急预案，能够满足风险防范的要求，本项目环境风险水平可接受。

5 结论

锂离子电池电解液项目涉及的化学物质种类较多，产生的主要污染物为有机废气，其建设首先要做好废气处理设施的建设，要做到污染防治措施建设的“三同时”，同时加强对其运营过程中环境风险的管控。通过总结该项目环境影响评价的方法，对推进新能源产业环境保护工作具有重要意义。

参考文献：

[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. 有机废气的催化燃烧[J].洛阳工学院学报，2000，3（12）： 91～94.

[3]国家环境保护部.建设项目环境风险评价技术导则HJ/T169-2004[S].北京：国家环境保护部，2004.