[发明专利]用于从干燥过程中回收溶剂的装置和方法

说明书

本发明提供用于在低温下(例如，低于水的冰点，大约‑5℃)在工艺气体流中冷凝大部分溶剂的方法和装置。离开冷凝器步骤的气体流可以在一个或多更个排放控制设备中进一步处理，诸如单步或多步系列的浓缩器设备等，诸如沸石浓缩器设备。可以在单步或多步浓缩器的下游执行一个或更多个排放控制操作。上述冷凝过程使得一个或更多个浓缩器能够在有利温度范围内操作以便去除99％或更多的VOC，由此满足或超过严格的环境法规。

本申请是于2019年7月11日提交的美国序列第16/508,482号的部分继续申请，通过引用将其公开内容合并于此。

背景技术

在锂离子电池等的制造中，湿涂层可以以浆状或糊状的形式施加到基质上并且由与粘合剂材料(通常可以为水溶性的聚合物)混合的细粉组成。在一些情况下，粘合剂溶解于无机溶剂，诸如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、丙酮、各种醇或经选择以溶解有机粘合剂的类似工业溶剂等，以便形成可涂覆液体。这些基于幅材的(web-based)产品可以涂覆在基质幅材的至少一个面(侧面)上。在这些情况下，湿涂层连续或不连续地施加在移动幅材上并在烘箱或干燥器中干燥以除去溶剂，从而固化施加的涂层。在整个本申请中，连续施加的涂层应理解为在连续过程中，将有或没有适时和/或局部变化的涂层参数(例如，涂层材料的厚度、化学组成和/或物理参数等)的涂覆层施加至基质(如幅材、箔材等)上，由此该连续过程还应包括以规则或不规则图案在连续移动通过涂覆过程的基质上进行涂层。

在某些情况下，上述基于幅材的产品被涂覆在基质幅材的两个面(侧面)上。在其中基质幅材的两个面都待涂覆的通常情况下，将第一幅材涂层连续施加在移动幅材上并在烘箱或干燥器中干燥，随后施加第二湿涂层，随后在第二干燥步骤中干燥第二湿涂层。

在用于生产电池电极的优选实施例中，将湿浆料施加至箔幅材的两侧面并随后在烘箱或干燥器中干燥。这种布置被称为同时双面涂覆和干燥。在锂离子电极制造的情况下，这种布置在提高生产率方面是特别有利的，在将湿涂覆浆料施用到两侧面之后仅需要一个干燥步骤。

从这些和其他工业过程回收VOC溶剂排放物(诸如在通常的冷却系统的操作温度下可冷凝的溶剂(例如，N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、磷酸三乙酯(TEP)、二甲基乙酰胺(DMAc))或来自工业操作(诸如锂离子电池电极的制造或聚合物膜的干燥和固化)的其他可冷凝的流体)通常地涉及在低温除湿或具有翅片表面的冷凝器盘管以及随后的除雾装置中将挥发性有机化合物(VOC)连同水和其他潜在污染物一起冷凝。在大多数幅材干燥操作中，离开冷凝步骤的至少一部分空气被排放到侧流中的大气中，而空气的剩余部分可以返回到干燥器中。所述侧流的流速最小等于进入干燥设施的新鲜空气，特别是幅材槽缝的渗透空气。在许多常用的溶剂诸如NMP等的情况下，离开冷凝器操作的浓度远高于用于排放到大气中的可接受的极限。此外，回收此类溶剂可以是成本有效的并且是可取的。因此，通常需要附加的下游排放控制操作(排放控制设备)来将VOC浓度降低至可允许的水平。VOC捕集和/或破坏方法包括热(催化和直热)氧化剂、洗涤器、碳吸附和在浓缩介质(诸如沸石等)上的吸附等。VOC排放到大气中的可接受的排放浓度(如碳)通常地是在10至20mg/Nm³的范围内，尽管在许多位置中这些浓度被重置为具有更大频率的下限。