本发明专利技术属于废水处理和电解制氢技术领域，公开了一种电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法、装置及应用，分别向电解器阳极室和阴极室中通入脱硫废水和硫酸溶液；将电解器电源接通，于电解器阴极侧收集产生的氢气；当脱硫废水中亚硫酸根浓度降低至目标浓度或目标产物积累到指定浓度后，断开电源，排出阳极液并从电解器阳极液回收硫酸盐或过硫酸盐或其他资源化产物。本发明专利技术利用脱硫废水中亚硫酸盐电氧化反应代替传统电解水阳极析氧反应，显著降低电解器运行析氢电位，显著降低电解水制氢的电耗和成本，有利于氢能的应用和推广，为实现碳中和与碳达峰目标助力。中和与碳达峰目标助力。中和与碳达峰目标助力。
【技术实现步骤摘要】
一种电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法、装置及应用
[0001]本专利技术属于废水处理和电解制氢
，尤其涉及一种电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法、装置及应用。
技术介绍
[0002]目前，在碳中和与碳达峰的政策大背景下，氢能技术迎来新一轮机遇和发展。寻找和开发绿色经济的制氢技术一直是发展氢能的重中之重。电解水制氢可以利用弃风弃光的电能和电网削峰填谷的电能制备氢气，被认为是一种极具前景的绿色制氢技术。但阳极析氧反应电位较高，且对阳极材料要求较高，是造成电解水制氢成本较高和难以大规模应用的主要限制因素。因此，选择适宜的低电位反应代替析氧反应作为阳极反应对降低电解水制氢运行成本和装置成本至关重要。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的电解水制氢方法成本较高和难以大规模应用。
[0004]解决以上问题及缺陷的难度为：阳极材料须使用铱钌等稀贵金属，资源有限且价格高昂；阳极析氧电位+1.23V制约了水电解制氢电耗进一步降低。
[0005]解决以上问题及缺陷的意义为：利用反应电位较低的阳极反应代替析氧反应，从理论上将水电解析氢的反应电压突破1.23V，使水电解制氢能耗进一步降低成为可能；使用铅等金属作为催化剂可以显著降低电解器装置成本，并突破稀贵金属资源限制，有利于技术的大规模推广应用。
技术实现思路
[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法、装置及应用。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法，包括：将脱硫废水作为阳极电解液，将硫酸溶液作为阴极电解液，利用电解器进行氧化亚硫酸盐与制氢。
[0008]进一步，所述电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法包括以下步骤：
[0009]步骤一，分别向电解器阳极室和阴极室中通入脱硫废水和硫酸溶液；将电解器电源接通，于电解器阴极侧收集产生的氢气；
[0010]步骤二，当脱硫废水中亚硫酸根浓度降低至目标浓度或目标产物积累到指定浓度后，断开电源，排出脱硫废水并从电解器阳极侧回收硫酸盐或过硫酸盐或其他资源化产物。
[0011]进一步，所述电解器为隔膜电解器。
[0012]进一步，所述电解器中添加有催化剂。
[0013]进一步，所述催化剂为铂族金属催化剂、金、银催化剂或铅催化剂。
[0014]进一步，所述电解器可倒极使用。
[0015]进一步，所述电解器工作温度为40～90℃。
[0016]进一步，所述硫酸溶液的质量分数为0～20％。
[0017]进一步，所述于电解器阴极侧收集产生的氢气包括：于电解器阴极液储罐处通过气液分离的方法收集氢气。
[0018]本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法的电化学资源化脱硫废水协同产氢装置。
[0019]本专利技术的另一目的在于提供一种所述电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法在脱硫废水处理中的应用。
[0020]结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：
[0021]本专利技术提供的一种电化学法资源化脱硫废水协同产氢的方法，利用脱硫废水中亚硫酸盐电氧化反应代替传统电解水阳极析氧反应，显著降低电解器运行电位，显著降低电解水制氢的电耗和成本；对应可选用铅等金属作为亚硫酸盐催化材料，降低电解器装置成本，有利于氢能的应用和推广，为实现碳中和与碳达峰目标助力。
[0022]本专利技术将从烟气中捕捉的二氧化硫污染物转化为高附加值的硫酸盐化肥或过硫酸盐等资源化产物，变废为宝，实现硫元素大循环，为难生化处理的高盐废水提供了经济可行的处理方案。
[0023]本专利技术阴阳极可选用相同的多功能催化剂，电解器可以倒极使用，能有效解决电化学法处理废水常出现的电极积垢问题，有利于保证电解器电解性能并提高耐久性。
[0024]本专利技术将从烟气中捕捉的二氧化硫污染物转化为高附加值的硫酸盐化肥或过硫酸盐，实现变废为宝。本专利技术电解器阴阳极均产生价值，具有很好的经济性和应用前景。
附图说明
[0025]图1是本专利技术实施例提供的电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法原理图。
[0026]图2是本专利技术实施例提供的电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法流程图。
[0027]图3是本专利技术实施例提供的电解器动电位扫描曲线图。
[0028]图4是本专利技术实施例提供的资源化脱硫废水的性能图。
[0029]图5是本专利技术实施例提供的不同温度下电解器的动电位扫描曲线图。
[0030]图6是本专利技术实施例提供的电解器阶梯电压测试性能图。
[0031]图7是本专利技术的实施例4资源化脱硫废水的性能图。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0033]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法，下面结合附图对本专利技术作详细的描述。
[0034]如图1所示，本专利技术实施例提供的电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法包括：
[0035]将脱硫废水作为阳极电解液，将硫酸溶液作为阴极电解液，利用电解器进行脱硫、制氢。
[0036]如图2所示，本专利技术实施例提供的电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法包括以下步骤：
[0037]S101，分别向隔膜电解器阳极室和阴极室中通入脱硫废水和质量分数为0～20％的硫酸溶液；将电解器电源接通，于电解器阴极液储罐处通过气液分离的方法收集氢气；
[0038]S102，当脱硫废水中亚硫酸根浓度降低至目标浓度或目标产物积累到指定浓度后，断开电源，排出脱硫废水并从电解器阳极侧回收硫酸盐或过硫酸盐或其他资源化产物。
[0039]本专利技术实施例提供的电解器中添加有催化剂。
[0040]本专利技术实施例提供的催化剂为铂族金属催化剂、金、银催化剂或铅催化剂。
[0041]本专利技术实施例提供的电解器可倒极使用。
[0042]本专利技术实施例提供的电解器工作温度为40～90℃。
[0043]下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明。
[0044][0045][0046]由上述反应方程可知，亚硫酸盐或亚硫酸氢盐电氧化反应电位远远低于析氧电位(1.23V)，是优良的代替反应。烟气脱硫过程中，烟气中的二氧化硫被碱液吸收，得到含有大量亚硫酸盐或亚硫酸氢盐的脱硫废水。脱硫废水直排会污染水体，需对先其进行处理。因此，选择脱硫废水作为阳极电解液，电解亚硫酸根耦合阴极产氢具有很高的经济效益和环境效益。
[0047]一种电化学法资源化脱硫废水协同产氢的方法，包括以下步骤：
[0048]S1、分别向电解器阳极室和阴极室中通入脱硫废水和硫酸溶液；
[0049]S2、通电使电解器工作，在阴极侧收集产生的氢气；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法，其特征在于，所述电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法包括：将脱硫废水作为阳极电解液，将硫酸溶液作为阴极电解液，利用电解器进行氧化亚硫酸盐与制氢。2.如权利要求1所述电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法，其特征在于，所述电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法包括以下步骤：步骤一，分别向电解器阳极室和阴极室中通入脱硫废水和硫酸溶液；将电解器电源接通，于电解器阴极侧收集产生的氢气；步骤二，当脱硫废水中亚硫酸根浓度降低至目标浓度或目标产物积累到指定浓度后，断开电源，排出脱硫废水并从电解器阳极侧回收硫酸盐或过硫酸盐或其他资源化产物。3.如权利要求2所述电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法，其特征在于，所述电解器为隔膜电解器。4.如权利要求4所述电化学资源化脱硫废水协同产氢的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴旭，韦聚才，石霖，易娟，吴怀德，
申请(专利权)人：湖北华德莱节能减排科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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