【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于形成在电解系统中使用的电解质溶液的装置和方法。实施例可以包括例如设施、移动式电解质溶液生产系统、电解质溶液生产系统及其制造和使用方法。
技术介绍
1、绿色化学品生产设施可以使用电解槽从水中生产氢气。所形成的氢气然后可以用于化学生产或另一设施方法或操作中。电解槽可以使用电解质溶液促进从水中形成氢气。从欧洲专利公开号ep 3188296 a和印度专利申请公开号202021003638a中可以理解可与电解槽结合使用的电解质溶液的实例。
2、电解槽中使用的电解质溶液通常可以通过轮船、铁路或卡车提供给电解槽的操作者。然而，该溶液的运输成本会很高。此外，由于电解质溶液通常具有腐蚀性，因此储存和运输会很复杂，这会产生维护和操作问题(例如，由于运输或现场储存中使用的管道、储存容器等的腐蚀而导致的泄漏)。形成的腐蚀副产物也会污染电解质溶液。为了解决这些问题，可能需要耗时的维护程序和重要的基础设施来解决溶液的腐蚀性和与搬运腐蚀性材料相关联的安全问题。这些类型的挑战会使这些材料的运输和储存变得困难且成本高昂。
技术实现思路
1、已经确定，传统的电解质溶液的获取和使用方法会在成本和操作效率方面造成重大问题。这些问题对于可能需要大量电解质溶液(例如超过5,000m3的koh或naoh)的大型设施操作特别重要。这种数量很难通过船只、卡车或其它类型的货运来运送。例如，在码头必须位于使用设施处或储罐必须位于本地港口的情况下，运输这种数量的电解质溶液需要通过码头从船上卸载到储罐，然后通
2、此外，由于材料的腐蚀性和材料在使用前可能需要储存很长一段时间，溶液材料的腐蚀性甚至会在材料交付给现场操作者之后造成严重的储存问题。这些类型的问题会导致与储存和运输容器和车辆相关联的大量资本成本，以及与腐蚀性溶液材料的储存和使用以及储存设备的维护相关联的大量操作成本，这可能是促进现场使用该材料所需要的。
3、本专利技术已经开发了设施、移动式电解质溶液生产系统、电解质溶液生产系统、电解质溶液生产方法及其制造和使用方法的实施例，其可以帮助避免与电解质溶液获取和使用相关联的储存和运输问题。此外，实施例可以以移动式模块化配置提供，使得电解质生产系统可以在需要时在现场使用，同时也可以在各种其它地点使用。实施例还可以被配置为使得电解质溶液生产系统可以在一个位置现场使用，以制造该位置在第一时间段操作所需的电解质溶液。在第一地点提供了所需的数量之后，该系统可以被运输到一个或多个其它地点，用于一个或多个其它设施，使得相同的生产系统可以在多个不同的地点使用。该系统可以在这些地点提供相同的电解质溶液或提供不同类型的电解质溶液(例如具有不同电解质浓度的相同溶液或使用一种或多种不同电解质的不同电解质溶液等)。实施例可以提供灵活的模块化操作配置，其可以允许在不同地点以不同的数量或生产率形成不同的电解质溶液，以满足各种不同设施或制造设施的现场操作需求。在多个地点之间共享移动式模块化电解质溶液生产系统的选项可以允许与系统的操作、维护和运输相关联的成本在众多设施操作者之间分担，同时还提供了在安全性、维护和操作性能方面的改进。
4、在一些实施例中，电解质溶液生产系统可以被配置为形成具有至少一种电解质的预选浓度的电解质溶液。该溶液还可以包括溶剂。溶剂可以是水或包括水(例如软化水、去离子水、饮用水等)。例如，该溶液可以是包括至少一种混合在其中的电解质以形成电解质水溶液的液体溶液。例如，电解质可以是氢氧化钾(koh)和/或氢氧化钠(naoh)。电解质还可以或替代地包括氯化钠(nacl)或氯化钾(kcl)。在一些实施例中，预选浓度可以在0.5重量百分比(“wt％”)与50wt％之间、1wt％与50wt％之间、1wt％与30wt％之间或1wt％与40wt％之间。除了这些示例性的浓度范围之外，或作为这些示例性的浓度范围的替代方案，预选浓度可以被定义为满足任何类型的预选浓度要求。电解质溶液可以通过使用固体颗粒材料来形成，该固体颗粒材料与液体溶剂(例如水)一起添加到罐中，用于在预选温度范围内的预选温度下在其中混合预选停留时间(或预选混合时间)。在一些实施方式中，可以进行混合，使得在用液体溶剂填充罐之后，将固体颗粒材料添加到罐中。
5、例如，预选温度范围可以在40℃与60℃之间，或在45℃与55℃之间。在一些实施例中，预选温度可以是45℃或50℃的温度。也可以使用其它合适的温度和温度范围。例如，可以控制温度，使得预选温度或温度范围足以在混合过程中保持电解质足够冷，以防止超过混合罐的设计温度(例如其中设置有搅拌器的塑料罐的设计温度等)。
6、电解质溶液也可以或替代地通过在罐中混合相对少量的高浓度电解质溶液与水和/或其它材料来形成，用于在预选温度范围内的预选温度和预选压力范围内的预选压力下在其中混合预选停留时间或预选混合时间。对于可以使用高浓度电解质溶液作为电解质材料的实施例，这种溶液可以是至少25wt％的电解质(例如koh或naoh)、至少30wt％的电解质、至少50wt％的电解质或大于50wt％的电解质(例如在50wt％与75wt％之间的电解质、在50wt％与85wt％之间的电解质等)。可以进行高浓度电解质溶液的稀释，以在混合罐中提供具有预选电解质浓度的电解质溶液(例如，30wt％的电解质溶液可以被稀释以形成0.5wt％电解质的电解质溶液等)。
7、在一些实施方式中，通过将固体颗粒电解质材料添加到混合罐中以通过液体溶剂(例如水、软化水、其它合适的液体溶剂等)在其中扩散，从而进一步将所形成的溶液中的电解质含量增加到预选的电解质浓度，进而在提供电解质溶液的初始形成之后，可以进行高浓度电解质溶液的使用。在其它实施方式中，电解质溶液可以通过在混合罐中用罐中的液体溶剂稀释电解质溶液(例如在罐中将软化水与高浓度电解质溶液混合)以及在罐中搅拌溶剂和高浓度电解质溶液的混合物来形成。
8、在一些实施例中，电解质溶液生产系统可以包括电解质溶液混合设备。混合设备可以被布置成接收电解质材料(例如电解质材料的固体颗粒、高浓度电解质溶液等)以进料到混合罐中。混合罐可以是温度受控的，并且还包括搅拌系统，以促进电解质材料在水中的混合，从而形成电解质溶液。电解质溶液生产系统可以是模块化设计，其被支撑在单个垫木或基座上，这有助于将系统运输到不同的地点。电解质溶液混合设备的各种导管可以与设施的导管装置连接和分离。例如，一个或多个导管可以从设施的中间储存和运输系统或其它设施系统断开，以便于混合设备的移除和运输，同时还允许该设备连接到设施中以连接和使用该系统。这些连接可以由阀、机械连接配件或其它类型的连接机构提供。在一些实施例中，单个基座(例如单个垫木等)可以被配置为支撑电解质溶液混合设备的罐和其它元件，以允许升降机容易地从拖车或集装箱卸载电解质溶液混合设备，以将其定位在合适的位置，用于连接到设施。一旦定位，电解质溶液混合设备的各种导管可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于电解质溶液生产的装置，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述移动式电解质溶液混合设备还包括进料设备，所述进料设备定位成将所述电解质材料进料到所述混合室中。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述进料设备包括位于所述罐上方的料斗。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述液体溶剂包括水或软化水。
5.根据权利要求1所述的装置，包括：
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述材料搬运设备包括：
7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述材料搬运设备支撑在所述基座上，或可定位在所述罐附近。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述移动式电解质溶液混合设备还包括：
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述移动式电解质溶液混合设备还包括：
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述移动式电解质溶液混合设备还包括：
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述移动式电解质溶液混合设备还包括：
12.根据权利要求1所述的装置，包括：
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