氯氢燃料电池及在氯碱化工生产中的用途制造技术

本发明专利技术提供一种氯氢燃料电池及该电池在氯碱化工生产中的用途，属于燃料电池及氯碱化工生产技术领域。该氯氢燃料电池装置与普通燃料电池结构一致，其特征在于该电池以氯气和氢气为燃料，电池反应产物为盐酸溶液，可以取代传统的直接合成法而用于盐酸的工业化生产，电池产生的能量用于部分补偿电解食盐水所消耗的电能，在氯碱化工生产中完成部分能量的反复循环使用，大大降低了氯碱工业产品的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
氯氢燃料电池及在氯碱化工生产中的用途
：本专利技术属于燃料电池及氯碱化工生产
，具体涉及以氯气和氢气为燃料所形成的氯氢燃料电池及在氯碱化工生产中的用途。
技术介绍
：氯碱工业是生产烧碱、氯气、氢气和盐酸的基本化学工业。它不仅为化学工业提供原料，其产品还广泛用于农业及冶金、造纸、纺织、印染、食品、电子等工业部门，在国民经济中具有重要的地位。氯碱工业的特点之一是电能消耗量大，其耗电量仅次于电解法生产铝。我国氯碱工业生产的耗电量占年总发电量的1.5％，氯碱工业产品的生产成本中电力费用约占50-60％。因此，各国始终把降低能耗作为氯碱工业的核心问题。据文献检索，未发现有氯氢燃料电池的报道。
技术实现思路
：针对上述氯碱工业中电能消耗量大的问题，本专利技术所提供氯氢燃料电池产生的能量用于部分补偿电解食盐水所消耗的电能，在氯碱化工生产中完成部分能量的反复循环使用。该氯氢燃料电池装置与普通燃料电池结构一致，其特征在于该电池是以氯气和氢气为燃料所组成的燃料电池。可按照说明书附图1所示，装备氯氢燃料电池，并组成电池群。氯氢燃料电池通入Cl2和H2，Cl2分压为3---300kPa，流速10-350cm3/min；H2分压为5---270kPa，流速15-320cm3/min；电池工作温度为-20--200℃，电池内反应生成浓度1-33％的盐酸并流出电池装置，同时，电池输出电能。氯碱燃料电池可用于部分补偿电解食盐水所消耗的电能，在氯碱化工生产中完成部分能量的反复循环使用，见说明书附图2所示。本专利技术的具体反应如下：    ΔrGmθ(298K)＝-131.25kJ/mol-->上述反应在氯氢燃料电池中进行，化学能转换为电能。当电池消耗约980gCl2和30gH2，可生成30kg30％盐酸，同时电池输出一度电的电能。按理论计算，该反应应用于氯氢燃料电池所产生的电能可以补偿氯碱工业中电解食盐水所消耗的电能的59.35％。在氯碱工业中，电解食盐水所生成的氯气和氢气，大部分就在本厂厂区内采用传统的直接合成法，即用组合式盐酸装置，也称作三合一合成炉生产盐酸。氯气与氢气反应生成氯化氢并溶于水成盐酸产品，是个能量释放过程，在传统的盐酸直接合成法中，这些能量转化为热能而没有被利用，反而需要消耗大量的冷却水。本专利技术提供的氯氢燃料电池将利用直接合成法所消耗的氯气和氢气作为燃料，不仅完成同样的盐酸生产，而且产生大量的电能，弥补氯碱工业的电耗，极大的降低了氯碱工业生产成本。附图说明：图1：为本专利技术实施例氯氢燃料电池的结构示意图图中：1、氯氢燃料电池氢气电极；2、电解质膜；3、氯氢燃料电池氯气电极图2：为本专利技术氯氢燃料电池在氯碱化工生产中的能量循环示意图具体实施方式：实施例1：见图1所示，装备氯氢燃料电池，电极为特制铂电极，电解质膜为美国杜邦公司的Nafion全氟磺酸膜。氯氢燃料电池通入Cl2和H2，Cl2分压为160kPa，流速800cm3/min；H2分压为180kPa，流速1000cm3/min；电池工作温度为25℃，氯电极流入2％稀盐酸溶液，流出17％的盐酸溶液，流速16cm3/min。同时，电池输出电压为1.29V。实施例2：见图1所示，装备氯氢燃料电池，电极为特制石墨电极，电解质膜为美国杜邦公司的Nafion全氟磺酸膜。氯氢燃料电池通入Cl2和H2，Cl2分压为120kPa，流速600cm3/min；H2分压为120kPa，流速700cm3/min；电池工作温度为25℃，氯电极流入2％盐酸溶液，流出10％的盐酸溶液，流速20cm3/min。同时，电池输出电压为1.31V。本文档来自技高网...

【技术保护点】
氯氢燃料电池，该电池装置与普通燃料电池结构一致，其特征是：该电池是以氯气和氢气为燃料所组成的燃料电池。

【技术特征摘要】
1、氯氢燃料电池，该电池装置与普通燃料电池结构一致，其特征是：该电池是以氯气和氢气为燃料所组成的燃料电池。2、如权利要求1所述氯氢燃料电池在氯碱化工生产中的用途...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟长，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]