一种制备钒电池高纯电解液的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种制备钒电池高纯电解液的系统及方法，以三氯氧钒为原料，通过液相水解、流态化还原制备钒平均价态为3.5的低价钒氧化物，配加洁净水和硫酸溶解，并进一步采用紫外线活化得到钒电解液，可以直接用于全钒液流电池新电堆。通过还原流化床高温尾气燃烧预热粉钒物料回收高温尾气的显热和潜热，还原产物与流化氮气换热回收还原产物的显热，在还原流化床内设置内构件实现还原产物价态的精准调控，并利用紫外线活化钒离子，大幅度提高电解液活性。本发明专利技术具有流程短、高效清洁、产品质量稳定等优点，适用于大规模工业化生产，具有良好的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源、化工领域，特别涉及一种制备钒电池高纯电解液的系统及方法。
技术介绍
传统化石燃料一直是主要的能源来源，由于长期开采和大量使用，面临资源枯竭的问题，同时也带来严重的环境污染。风能、水能、太阳能、潮汐能等清洁的可再生能源的开发与利用逐渐引起人类社会重视。但是可再生能源存在固有的间歇性，现有的能源管理系统难以有效利用。能量储存技术是解决这类问题的方法之一。在各式各样的能量储存系统中，全钒液流电池(VRB)是一种引人注目的能量储存装置。VRB最大的优势是它的灵活性——功率和储能容量是独立的。VRB的功率决定于电池单元的数量和电池单元有效电极面积，而储能容量决定于电解液中的活性物质的浓度及电解液体积。每个电池单元由两个极室(正极室和负极室)组成，中间被质子交换膜分开。电解液即钒的硫酸盐溶液用于存储能量。当电解液流经电池单元时，在正负极室分别发生V(IV)/V(V)和V(II)/V(III)氧化还原反应。钒电解液是全钒液流电池至关重要的组成部分。钒电池新电堆配置时一般采用V(III)和V(IV)浓度比1:1混合电解液，即电解液中钒离子的平均价态为3.5。该种电解液可以直接加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备钒电池高纯电解液的系统，其特征在于，所述系统包括三氯氧钒储罐(1)、液相水解装置(2)、五氧化二钒加料装置(3)、预热系统(4)、还原流化床(5)、燃烧室(6)、冷却系统(7)、二次冷却系统(8)、低价钒氧化物加料装置(9)、溶解反应釜(10)、活化装置(11)；所述液相水解装置(2)包括液相水解反应罐(2‑1)和洗涤过滤器(2‑2)；所述五氧化二钒加料装置(3)包括五氧化二钒料仓(3‑1)和五氧化二钒螺旋加料器(3‑2)；所述预热系统(4)包括文丘里预热器(4‑1)、一级旋风预热器(4‑2)、二级旋风预热器(4‑3)、布袋除尘器(4‑4)；所述还原流化床(5)包括进料器(5‑1)、床...

【技术特征摘要】
1.一种制备钒电池高纯电解液的系统，其特征在于，所述系统包括三氯氧钒储罐(1)、液相水解装置(2)、五氧化二钒加料装置(3)、预热系统(4)、还原流化床(5)、燃烧室(6)、冷却系统(7)、二次冷却系统(8)、低价钒氧化物加料装置(9)、溶解反应釜(10)、活化装置(11)；所述液相水解装置(2)包括液相水解反应罐(2-1)和洗涤过滤器(2-2)；所述五氧化二钒加料装置(3)包括五氧化二钒料仓(3-1)和五氧化二钒螺旋加料器(3-2)；所述预热系统(4)包括文丘里预热器(4-1)、一级旋风预热器(4-2)、二级旋风预热器(4-3)、布袋除尘器(4-4)；所述还原流化床(5)包括进料器(5-1)、床体(5-2)、排料器(5-3)、气体加热器(5-4)、气体净化器(5-5)、第一旋风分离器(5-6)；所述冷却系统(7)包括文丘里冷却器(7-1)、旋风冷却器(7-2)、第二旋风分离器(7-3)；所述低价钒氧化物加料装置(9)包括低价钒氧化物料仓(9-1)和低价钒氧化物螺旋加料器(9-2)；所述三氯氧钒储罐(1)底部的出料口与所述液相水解反应罐(2-1)的氯化物进料口通过管道相连；所述液相水解反应罐(2-1)的洁净水入口与洁净水总管通过管道相连；所述液相水解反应罐(2-1)的酸气出口与尾气处理系统相连；所述液相水解反应罐(2-1)的浆料出口与所述洗涤过滤器(2-2)的浆料入口通过管道相连；所述洗涤过滤器(2-2)的清水入口与洁净水总管相连；所述洗涤过滤器(2-2)的洗涤液出口与废水处理系统通过管道相连；所述洗涤过滤器(2-2)的固体物料出口与所述五氧化二钒料仓(3-1)的进料口通过管道相连；所述五氧化二钒料仓(3-1)底部的出料口与所述五氧化二钒螺旋加料器(3-2)的进料口相连接；所述五氧化二钒螺旋加料器(3-2)的出料口与所述文丘里预热器(4-1)的进料口通过管道相连；所述文丘里预热器(4-1)的进气口与所述燃烧室(6)的出气口通过管道相连；所述文丘里预热器(4-1)的出气口与所述一级旋风预热器(4-2)的进气口通过管道相连；所述一级旋风预热器的出气口与所述二级旋风预热器的进气口通过管道相连；所述一级旋风预热器(4-2)的出料口与所述进料器(5-1)的进料口通过管道相连；所述二级旋风预热器(4-3)的出气口与所述布袋除尘装置(4-4)的进气口通过管道
\t相连；所述二级旋风预热(4-3)的出料口与所述进料器(5-1)的进料口通过管道相连；所述布袋除尘装置(4-4)的出气口与尾气处理系统相连；所述布袋除尘装置(4-4)的出料口与所述进料器(5-1)的进料口通过管道相连；所述进料器(5-1)的松动风入口与净化氮气总管相连；所述进料器(5-1)的出料口与所述床体(5-2)的进料口通过管道相连；所述床体(5-2)的进气口与所述气体加热器(5-4)的出气口通过管道相连；所述气体加热器(5-4)的进气口与所述第二旋风分离器(7-3)的出气口及所述气体净化器(5-5)的出气口通过管道相连；所述气体加热器(5-4)的助燃风入口与压缩空气总管相连；所述气体加热器(5-4)的燃料入口与燃料总管相连；所述气体净化器(5-5)的进气口与还原气体总管相连；所述床体(5-2)的出料口与所述排料器(5-3)的进料口通过管道相连；所述排料器(5-3)的松动风入口与净化氮气总管相连；所述排料器(5-3)的出料口与所述文丘里冷却器(7-1)的进料口通过管道相连；所述床体(5-2)的出气口与所述第一旋风分离器(5-6)的进气口通过管道相连；所述第一旋风分离器(5-6)的出料口与所述排料器(5-3)的进料口通过管道相连；所述第一旋风分离器(5-6)的出气口与所述燃烧室(6)的进气口通过管道相连；所述燃烧室(6)的助燃风入口与压缩空气总管相连；所述燃烧室(6)的气体出口与所述文丘里预热器的气体入口通过管道相连；所述文丘里冷却器(7-1)的气体入口与净化氮气总管相连；所述文丘里冷却器(7-1)的出气口与所述旋风冷却器(7-2)的进气口通过管道相连；所述旋风冷却器(7-2)的出气口与所述第二旋风分离器(7-3)的进气口通过管道相连；所述旋风冷却器(7-2)的出料口与所述二级冷却装置(8)的进料口通过管道相连；所述第二旋风分离器(7-3)的气体出口与所述气体加热器(5-4)的气体入口通过管道相连；所述第二旋风分离器(7-3)的排料口与所述二级冷却装置(8)的进料口通过管道相连；所述二级冷却装置(8)的排料口与所述低价钒氧化物料仓...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海涛，朱庆山，范川林，牟文恒，刘吉斌，王存虎，班琦勋，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，北京中凯宏德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11