可移动式电解液生产系统技术方案

本实用新型专利技术涉及全钒液流电池用钒电解液生产领域，提供一种可移动式钒电解液生产系统，包括箱体(1)、粗电解液制备区(2)和精电解液制备区(3)；所述粗电解液制备区(2)设置在箱体(1)内，包括自动进料系统和反应釜(21)；所述自动进料系统向所述反应釜(21)供应物料；所述精电解液制备区(3)设置在箱体(1)内，包括阴极液储罐(31)、阴极泵、阳极液储罐(32)、阳极泵和电解装置(33)；所述阴极液储罐(31)接收所述反应釜(21)内制备的粗电解液，所述精电解液制备区(3)形成阴极液循环回路和阳极液循环回路。本系统可实现使用地就地生产钒电解液，集成化程度高、自动控制程度高，占地空间小。

【技术实现步骤摘要】
可移动式电解液生产系统
本技术涉及全钒液流电池用钒电解液生产领域，尤其涉及一种可移动式电解液生产系统。
技术介绍
全钒氧化还原液流电池因其高安全性、配置灵活、寿命长、全生命周期电成本低等优点已成为规模化储能的首选之一，由此吸引了众多商家和投资者的目光。近年来全钒氧化还原液流电池得到快速发展，逐步进入大规模示范和实用阶段。钒电池储能系统中，电解液是钒电池电化学反应的活性物质，是电能的载体，其性能很大程度上影响储能系统运行的稳定性。钒电解液是发展钒电池的关键及基础，电解液的供应及价格的波动，对钒电池产业的发展影响巨大。目前，钒电解液的生产场所主要固定在钒电池厂家，电解液生产完成后才转运至使用地，需要高昂的运输成本。如果能就地生产钒电解液，则可有效降低钒电解液的生产成本。中国专利申请号为201310044008.3的专利提出了一种移动式钒电解液制备装置，其中包含一个可搬运的作业箱，作业箱内包含电解区、检测区、办公区、调配区、废料处理区、混料区、原料存放区等，以此实现电解液的现场制备。该专利在一定程度上克服了电解液生产场所固定的问题，但所述作业箱的分区功能较为繁杂，装置的转运成本高，占地空间大。中国专利申请号为201820072383.7的专利提供了一种可移动、规模化、集成化的钒电解液生产装置。所述装置将检测模块、水净化模块、水预处理模块、钒电解液溶解模块和后处理模块集中于一个或多个箱体内。所述装置以硫酸钒和硫酸氧钒为原料，采用直接溶解的方法进行电解液的制备。该专利生产简便，但生产工艺路线比较单一，且钒的硫酸盐溶解度较低，生产效率低。因此，亟需开发一种可移动、生产效率高、占地空间小、成本低的钒电解液生产系统。
技术实现思路
本技术的技术目的就在于解决可移动钒电解液生产系统结构复杂、原料限制等技术缺陷，提供一种可移动式钒电解液生产系统，该系统集成于一个集装箱中，能够在使用地生产钒电解液，生产效率高、占地空间小、成本低、自动化程度高。作为本技术的一个方面，本技术提供一种可移动式钒电解液生产系统，包括：箱体、粗电解液制备区和精电解液制备区；所述粗电解液制备区设置在箱体内，包括自动进料系统和反应釜；所述自动进料系统向所述反应釜供应物料；所述精电解液制备区设置在箱体内，包括阴极液储罐、阴极泵、阳极液储罐、阳极泵和电解装置；所述阴极液储罐接收所述反应釜内制备的粗电解液，所述电解装置包括阴极和阳极，阴极的进口与所述阴极泵连接，阴极的出口与所述阴极液储罐连接，阳极的进口与所述阳极泵连接，阳极的出口与所述阳极液储罐连接，使得阴极液依次通过阴极液储罐、阴极泵和电解装置形成阴极液循环回路、阳极液依次通过阳极液储罐、阳极泵和电解装置形成阳极液循环回路。根据本技术的一示例实施方式，所述自动进料系统包括固体物料自动上料设备、气体物料管道输送设备和液体物料管道输送设备。根据本技术的一示例实施方式，所述固体物料自动上料设备包括鼓风机和真空上料机，所述鼓风机为所述真空上料机提供动力。所述固体物料自动上料设备还包括重力传感器，通过重量信号控制固体的上料。所述气体物料管道输送设备和所述液体物料管道输送设备均包括电动阀门、流量传感器，通过流量控制电动阀门的开启和关闭。根据本技术的一示例实施方式，所述鼓风机采用罗茨鼓风机。根据本技术的一示例实施方式，所述反应釜采用内衬四氟的电加热搅拌式反应釜。根据本技术的一示例实施方式，所述粗电解液制备区还包括第一换热器、设于反应釜底部的釜底泵及设置在反应釜内的第一温度传感器和液位传感器；所述釜底泵与所述第一换热器和所述阴极液储罐连接；所述反应釜内的物料达到设定的反应时间条件后所产生的粗电解液通过釜底泵在第一换热器与反应釜之间进行循环流动降温；在达到第一预定温度条件时，所述釜底泵向阴极液储罐输送粗电解液；在达到预定液位条件时，所述釜底泵停止向所述阴极液储罐输送粗电解液。根据本技术的一示例实施方式，所述釜底泵上设有第二阀门，用于控制釜底泵的出口流向为第一换热器或阴极液储罐。根据本技术的一示例实施方式，所述精电解液制备区还包括第二换热器和第二温度传感器，所述第二换热器和所述第二温度传感器君设置在阴极液循环回路上，所述第二换热器在达到第二预定温度上限条件时开启冷却液的流动，在达到第三预定温度下限条件时停止冷却液的流动。根据本技术的一示例实施方式，所述阴极液储罐和阳极液储罐均采用高分子耐腐蚀材料。根据本技术的一示例实施方式，所述电解装置采用多个单电池串联组成的电堆。根据本技术的一示例实施方式，所述阴极液循环回路上设有阴极成品液输送管路，所述成品液输送管路与所述阴极泵连接；所述阴极泵上设有第一阀门，在达到预定电解时间时形成成品液，所述第一阀门控制成品液由阴极循环回路流入成品液输送管路，将成品液向可移动式钒电解液生产系统外进行输送。根据本技术的一示例实施方式，所述可移动式钒电解液生产系统的储罐及管道输送系统均采用高分子耐腐蚀材料或内衬高分子耐腐蚀材料。根据本技术的一示例实施方式，所述可移动式钒电解液生产系统还包括尾气净化装置，所述尾气净化装置净化所述反应釜、所述阴极液储罐和所述阳极液储罐产生的气体。根据本技术的一示例实施方式，所述可移动式钒电解液生产系统还包括控制系统，所述控制系统至少用于控制物料的流向、输送及电解装置的启停。所述控制系统还用于：接收所有传感器的信号，所述所有传感器包括流量传感器、重力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、液位传感器；设定相关自动控制参数，并通过阀门、泵来自动控制物料的流向、输送，所述相关自动控制参数包括预定反应时间、预定液位、第一预定温度、第二预定温度、第三预定温度；电解装置的参数设定及启停，电解装置的参数包括电解时间。本技术的有益效果是：本技术提供的可移动式钒电解液生产系统集成于一个箱体中，可以克服钒电解液生产系统结构复杂、原料限制等缺点，占地空间小，可通过增减箱体自由调控产能，满足多种钒原料制备钒电解液的工艺需求。具体通过以下几个方面对本技术的优越性进行阐述：(1)本系统集成度高，占地空间小，转运成本低。(2)本系统可通过电解装置单电解池数量提高电解效率，也可通过增设集装箱数量自由调控整体产能。(3)本系统自动化程度高，减少人为操作，降低生产风险。(4)本系统可满足多种钒电解液生产工艺路线(包括化学还原和/或电解还原的生产工艺)，还可满足不同钒原料(包括不同价态钒的硫酸盐、氧化物等)、还原剂(包括气体还原剂、液体还原剂和固相还原剂)的使用需求。附图说明图1给出了第一种实施方式的可移动式钒电解液生产系统。其中，1—箱体，2—粗电解液制备区，21—反应釜，22—第一换热器，23—鼓风机，24—真空上料机，25—气体还原剂管道，26—液体还原剂管道，27—硫酸管道，28—纯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可移动式钒电解液生产系统，其特征在于，包括：/n箱体(1)、粗电解液制备区(2)和精电解液制备区(3)；/n所述粗电解液制备区(2)设置在箱体(1)内，包括自动进料系统和反应釜(21)；所述自动进料系统向所述反应釜(21)供应物料；/n所述精电解液制备区(3)设置在箱体(1)内，包括阴极液储罐(31)、阴极泵、阳极液储罐(32)、阳极泵和电解装置(33)；所述阴极液储罐(31)接收所述反应釜(21)内制备的粗电解液，所述电解装置(33)包括阴极和阳极，阴极的进口与所述阴极泵连接，阴极的出口与所述阴极液储罐(31)连接，阳极的进口与所述阳极泵连接，阳极的出口与所述阳极液储罐(32)连接，使得阴极液依次通过阴极液储罐(31)、阴极泵和电解装置(33)形成阴极液循环回路、阳极液依次通过阳极液储罐(32)、阳极泵和电解装置(33)形成阳极液循环回路。/n

【技术特征摘要】
1.一种可移动式钒电解液生产系统，其特征在于，包括：
箱体(1)、粗电解液制备区(2)和精电解液制备区(3)；
所述粗电解液制备区(2)设置在箱体(1)内，包括自动进料系统和反应釜(21)；所述自动进料系统向所述反应釜(21)供应物料；
所述精电解液制备区(3)设置在箱体(1)内，包括阴极液储罐(31)、阴极泵、阳极液储罐(32)、阳极泵和电解装置(33)；所述阴极液储罐(31)接收所述反应釜(21)内制备的粗电解液，所述电解装置(33)包括阴极和阳极，阴极的进口与所述阴极泵连接，阴极的出口与所述阴极液储罐(31)连接，阳极的进口与所述阳极泵连接，阳极的出口与所述阳极液储罐(32)连接，使得阴极液依次通过阴极液储罐(31)、阴极泵和电解装置(33)形成阴极液循环回路、阳极液依次通过阳极液储罐(32)、阳极泵和电解装置(33)形成阳极液循环回路。


2.根据权利要求1所述的可移动式钒电解液生产系统，其特征在于，所述自动进料系统包括固体物料自动上料设备、气体物料管道输送设备和液体物料管道输送设备。


3.根据权利要求2所述的可移动式钒电解液生产系统，其特征在于，所述固体物料自动上料设备还包括鼓风机(23)和真空上料机(24)，所述鼓风机(23)为所述真空上料机(24)提供动力。


4.根据权利要求1所述的可移动式钒电解液生产系统，其特征在于，所述粗电解液制备区(2)还包括第一换热器(22)、设于反应釜(21)底部的釜底泵及设置在反应釜(21)内的第一温度传感器、液位传感器；所述釜底泵与所述第一换热器(22)和所述阴极液储罐(31)连接；所述反应釜(21)内的物料达到设定的反应时...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘帅舟，李君涛，余龙海，
申请(专利权)人：湖南钒谷新能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43