可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置及方法，所述可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置包括水净化模块，水预处理模块，钒电解液溶解模块，钒电解液后处理模块和检测模块，所述水净化模块、水预处理模块、钒电解液溶解模块和钒电解液后处理模块依次通过管路连通，所述水净化模块，水预处理模块，钒电解液溶解模块，钒电解液后处理模块和检测模块组合于一个或多个箱体内。本发明专利技术可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置能根据产能、水质、气温等条件灵活组合，在钒电解液使用现场完成全钒液流电池用电解液生产，该装置运转成本低，生产简便。

【技术实现步骤摘要】
可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置及方法
本专利技术涉及全钒液流电池用钒电解液生产技术，尤其涉及一种可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置及方法。
技术介绍
全钒液流电池是一种新型的液流电池，用于大规模储能领域。钒电解液是全钒液流电池的关键材料，主要成分为不同价态的钒离子，硫酸根，氢离子、添加剂及水，钒离子浓度决定全钒液流电池的容量。目前，钒电解液的制备方法主要包括还原法及电解法，原料主要包括偏钒酸铵、五氧化二钒、三氧化二钒、钒渣、硫酸氧钒、4价钒等中的一种或多种，溶于酸中电解或添加还原剂制得。因全钒液流电池用钒电解液转运成本高，就地生产成为其最佳的生产方法。但目前全钒液流电池用钒电解液就地生产设备及方法复杂，无法广泛应用，如湖南汇锋高新能源有限公司在专利申请公开说明书201310044008.3中提出了一种移动式钒电解液制备装置及钒电解液制备方法：在一个可移动的作业箱中，配备电解装置及检测装置等，实现在电解液使用现场通过电解法生产钒电解液。该专利虽然一定程度的解决了钒电解液就地生产的问题，但生产工艺仍使用电解法，需要在生产现场使用电解设备，生产过程复杂，且生产效率低，仍无法广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对目前钒电解液就地生产采用电解法，导致生产过程复杂，且生产效率低的问题，提出一种可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置，该装置运转成本低，生产简便，该装置可广泛用于全钒液流电池电解液的生产。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置，包括水净化模块，水预处理模块，钒电解液溶解模块，钒电解液后处理模块和检测模块，所述水净化模块、水预处理模块、钒电解液溶解模块和钒电解液后处理模块依次通过管路连通，所述水净化模块，水预处理模块，钒电解液溶解模块，钒电解液后处理模块和检测模块组合于一个或多个箱体内，所述箱体为合适尺寸的集装箱。进一步地，所述水净化模块包括反渗透设备和/或离子交换设备。进一步地，所述水预处理模块包括电加热设备、蒸汽加热设备和可燃气体加热设备中的一种或多种。进一步地，所述钒电解液溶解模块包括搅拌和/或强制循环装置，以提高不同价态钒离子的硫酸盐固体的溶解速度及溶液均匀性。进一步地，所述钒电解液后处理模块包括滤布、滤芯、石英砂和活性炭中的一种或多种。进一步地，所述检测模块包括电导率仪、过滤设备和用于检测钒及硫酸根含量的设备中的一种或多种。所述电导率仪为用于快速检测水电导率的电导率仪；所述检测钒及硫酸根含量的设备为自动或手动设备，并配套复合铂环电极及复合pH玻璃电极，或可见光比色设备；所述过滤设备用于确定钒电解液后处理模块过滤效果的(小型)过滤设备，该过滤设备包括砂芯漏斗及不同孔径的滤膜。进一步地，所述可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置包括控制单元，所述水净化模块包括净化水储存箱，所述净化水储存箱内设有液位仪，所述液位仪通过控制单元与钒电解液溶解模块的搅拌或强制循环装置的开关电连。进一步地，所述水净化模块，水预处理模块，钒电解液溶解模块，钒电解液后处理模块和检测模块组合于一个或多个合适尺寸的集装箱内，根据实际需要，可以省略除钒电解液溶解模块外的其他模块。一般的，可以将水净化模块、水预处理模块集成在一个集装箱内，而将其他模块集成于另一个集装箱内，组合不同的集装箱，可以获得不同的钒电解液生产能力。本专利技术的另一个目的还公开了一种钒电解液生产方法，采用上述可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置，所述钒电解液生产方法包括以下步骤：步骤1、制备去离子水，以用于钒电解液的生产；步骤2、采用水预处理模块调节去离子水水温，至15～40℃；在冬季或高寒地带，通过水预处理模块，可以获得合适的水温，提高钒盐的溶解速度，保证生产效率；步骤3、使用溶剂直接溶解不同价态钒离子的硫酸盐固体，得到钒电解液原液；步骤4、所述钒电解液后处理模块进一步处理钒电解液原液，去除钒电解液原液中的固体颗粒，并将处理后得到的钒电解液泵送至需求地点或装置；步骤5、检测模块用于分析水电导率及钒电解液中物质含量。采用本专利技术钒电解液生产方法能生产正极、负极或3.5价钒电解液。进一步地，所述水净化模块使用城市自来水、井水、河水或其他水源为原料，制备去离子水用于钒电解液的生产，去离子水的制备方式为反渗透、离子交换或这二者的结合，以适用不同使用场所水源的要求。进一步地，步骤2所述调节水温的方式为电加热、蒸汽加热或可燃气体加热。进一步地，步骤3所述溶剂为水源水、去离子水、硫酸中的一种或几种。当水源水检测符合相关要求时，可无需处理直接作为溶剂使用。进一步地，步骤3所述不同价态钒离子的硫酸盐固体为硫酸钒(V2(SO4)3)、硫酸氧钒(VOSO4)中的一种或者这二者的混合物，或者这二者的混合物与硫酸的混合物。当使用硫酸氧钒溶于水或水与硫酸的溶液中时，可以获得正极钒电解液。当使用硫酸钒溶于水或水与硫酸的溶液中时，可以获得负极钒电解液。当使用硫酸钒与硫酸氧钒的混合物溶于水或水与硫酸的溶液中时，可以获得3.5价钒电解液。进一步地，步骤4所述去除钒电解液原液中的固体颗粒的方式为：滤布过滤、滤芯过滤、石英砂过滤、活性炭过滤方式中的一种或几种。本专利技术可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置结构合理紧凑，采用该装置生产全钒液流电池用钒电解液方法简单、易行，与现有技术相比较具有以下优点：1)本专利技术可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置，能根据产能、水质、气温等条件灵活组合，在钒电解液使用现场完成全钒液流电池用电解液生产。2)本专利技术钒电解液生产方法无需电解，通过直接溶解可以直接获得正极、负极或3.5价钒电解液，生产过程简单，生产效率高。3)本专利技术生产钒电解液时，可以不额外加入硫酸，只使用水及含钒的硫酸盐固体，减少风险。附图说明图1为实施例1可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置的结构示意图；图2为实施例2可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置的结构示意图；图3为实施例3可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置的结构示意图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术进一步说明：实施例1本实施例公开了一种可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置，其结构如图1所示，包括组合在20尺标准集装箱中的：水净化模块，水预处理模块，钒电解液溶解模块，钒电解液后处理模块和检测模块，所述水净化模块的出水口与水预处理模块的入水口通过管路连通，所述水预处理模块的出水口与钒电解液溶解模块入水口通过管路连通，所述钒电解液溶解模块出水口与钒电解液后处理模块入水口通过管路连通，所述钒电解液后处理模块的出水口设置有水泵。所述检测模块包括用于快速检测水电导率的电导率仪；用于确定钒电解液后处理模块过滤效果的(小型)过滤设备，该过滤设备包括砂芯漏斗及不同孔径的滤膜；所述检测钒及硫酸根含量的设备，所述检测钒及硫酸根含量的设备为自动或手动设备，并配套复合铂环电极及复合pH玻璃电极，或可见光比色设备。所述水净化模块为反渗透水净化模块，处理能力2m3/h；所述水预处理模块为电加热水预处理装置，处理能力2m3/h；所述钒电解液溶解模块的电解液溶解箱内配备有搅拌桨，容积15m3；所述钒电解液后处理模块内配备有PP滤芯。采用本实施例可移动、模块化、集成化的钒电解液生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置，其特征在于，包括水净化模块，水预处理模块，钒电解液溶解模块，钒电解液后处理模块和检测模块，所述水净化模块、水预处理模块、钒电解液溶解模块和钒电解液后处理模块依次通过管路连通，所述水净化模块，水预处理模块，钒电解液溶解模块，钒电解液后处理模块和检测模块组合于一个或多个箱体内。

【技术特征摘要】
1.一种可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置，其特征在于，包括水净化模块，水预处理模块，钒电解液溶解模块，钒电解液后处理模块和检测模块，所述水净化模块、水预处理模块、钒电解液溶解模块和钒电解液后处理模块依次通过管路连通，所述水净化模块，水预处理模块，钒电解液溶解模块，钒电解液后处理模块和检测模块组合于一个或多个箱体内。2.根据权利要求1所述可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置，其特征在于，所述水净化模块包括反渗透设备和/或离子交换设备。3.根据权利要求1所述可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置，其特征在于，所述水预处理模块包括电加热设备、蒸汽加热设备和可燃气体加热设备中的一种或多种。4.根据权利要求1所述可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置，其特征在于，所述钒电解液溶解模块包括搅拌和/或强制循环装置。5.根据权利要求1所述可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置，其特征在于，所述钒电解液后处理模块包括滤布、滤芯、石英砂和活性炭中的一种或多种。6.根据权利要求1所述可移动、模块化、集成化的钒电解液生产装置，其特征在于，所述检测模块包括电导率仪、过滤设备和用于检测钒及硫酸根含量的设备中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彦博，宋明明，刘国昌，王璐，阎成友，
申请(专利权)人：大连博融新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21