一种铁铬液流电池正极储能液的恢复方法技术

本发明专利技术公开一种铁铬液流电池正极储能液的恢复方法，包括以下步骤，将失活后的正极储能液进行放电处理，检测正极储能液中三价铁含量，向正极储能液中加入还原剂，反应完全后测定溶液中Fe

【技术实现步骤摘要】
一种铁铬液流电池正极储能液的恢复方法


[0001]本专利技术属于储能
，具体涉及一种铁铬液流电池正极储能液的恢复方法。

技术介绍

[0002]随着社会的快速发展，能源需求量日益增加，电力能源也逐渐成为人们生产生活中不可或缺的二次能源，铁铬液流电池在此环境下快速发展。
[0003]铁铬液流电池采用溶液作为电解液，铁铬液流电池在充放电过程中容量会发生衰减，当容量衰减到一定程度后就不具有储能效益。电解液中含有大量氯化铬、氯化亚铁和盐酸，该成分会对环境造成严重污染，无法直接排放，且氯化亚铁和氯化铬无法有效分离回收利用，因此提出一种铁铬液流电池正极储能液的恢复方法，促使电解液循环利用具有重要意义。

技术实现思路

[0004]为解决储能液重复利用问题，本专利技术提出来一种铁铬液流电池正极储能液的恢复方法，在放电后的正极储能液中加入还原剂，将溶液中的三价铁还原成二价，后补入二价铁、三价铬、酸至所需浓度。
[0005]本专利技术的目的在于提供一种铁铬液流电池正极储能液的恢复方法及应用，该方法工艺简单、绿色环保、成本低、恢复速率快，恢复后的正极储能液具有良好的稳定性。
[0006]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种铁铬液流电池正极储能液的恢复方法，包括如下步骤：
[0007]步骤一：通过充放电设备控制储能液进行放电，将储能液的储存能量释放离子价态，暴露出失效的三价铁离子；
[0008]步骤二：取样检测正极储能液中三价铁含量，测得的三价铁含量记为amol/L；
[0009]步骤三：将储能液通过泵入反应釜内，启动搅拌装置并将储能液加热升温至45℃～80℃；
[0010]步骤四：向反应釜内注入惰性气体做保护气体，向反应釜中按照一定速率加入还原剂，投料过程中控制反应液的温度，反应釜上部设有冷凝回流装置回流挥发的水和挥发性物质，反应结束后将反应液通过过滤装置过滤得到溶液A；
[0011]步骤五：将溶液A进行降温处理，取样检测溶液A中Fe
2+
、Cr
3+
、H
+
含量，通过与离子目标浓度进行比对计算后补入酸、二价铁盐、三价铬盐等，再通过蒸发水分或补入纯水调节溶液中Cr
3+
浓度1mol/L～1.4mol/L、Fe
2+
浓度1mol/L～1.4mol/L、H
+
浓度2mol/L～3mol/L得到储能液B；
[0012]步骤六：将储能液B转入储存装置，通入惰性气体后密封储存。
[0013]优选的是，通过负载放电的放电下限为0.5V，通过负载放电可将未失活的三价铁还原二价铁，从而有效还原失活的三价铁，减少水合肼的用量。
[0014]优选的是，用EDTA滴定测得溶液中三价铁含量为0.75mol/L～1mol/L。
[0015]优选的是，反应釜通过热气加热方式加热，控制储能液温度为45℃～80℃。
[0016]优选的是，二级冷凝回流装置中冷凝温度为15℃～40℃。
[0017]优选的是，反应所用的还原剂为水合肼(80％)。
[0018]优选的是，还原剂使用量为溶液中Fe
3+
物质的量0.2～a倍。
[0019]优选的是，水合肼按30wt％～60wt％/h的速率加入反应釜。
[0020]优选的是，使用水合肼还原三价铁会产生大量氮气，反应过程中需保持气体流通，防止反应釜压力过大。
[0021]优选的是，水合肼投料完毕后继续搅拌反应3～6小时。
[0022]优选的是，反应完全后的储能液亚铁含量为0.9mol/L～1.06mol/L。
[0023]优选的是，反应完全后溶液用精度为0.45μm的pp过滤器过滤。
[0024]优选的是，恢复每升储能液需补入7g～16g盐酸(36％)。
[0025]优选的是，根据溶液中所需离子浓度采用再蒸发或补水方式调节。
[0026]优选的是，正负极储能液的保护气为氮气，并确保容器内氧含量低于0.1％。
[0027]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0028]本专利技术可有效解决正极储能液中铁离子失活后的恢复，避免处理储能液过程中造成环境污染，本专利技术提出的一种铁铬液流电池正极储能液的恢复方法，采用高纯度的水合肼(80％)，其中杂质含量低、还原性强可有效还原三价铁，反应过程中会生成水和氮气，补入盐酸调节溶液酸度，恢复后的正极储能液性质稳定，容量衰减率为0.27％。该方法工艺简单、操作方便、恢复成本低、反应不会引入新的杂质、恢复率高，适用于正极储能液失效后的恢复。
[0029]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0030]图1为本专利技术一种铁铬液流电池正极储能液的恢复方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0032]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0033]实施例1：
[0034]恢复一方铁铬液流电池正极储能液，其中，三氯化铬、氯化亚铁、盐酸需要恢复的目标摩尔浓度的比值为1:1:3，具体包括以下步骤：
[0035]步骤一：通过充放电设备控制一方的储能液进行负载放电，放电截止电压下限为0.5V；
[0036]步骤二：储能液放电后，通过EDTA滴定取样检测其中三价铁含量，测得的三价铁含量为0.82mol/L；
[0037]步骤三：将一方的储能液泵入反应釜内，启动搅拌装置并利用配置在反应釜内的
夹套加热装置加热升温，其中搅拌速率为200r/min，加热温度为50℃；
[0038]步骤四：向反应釜内注入氮气做保护气体并保持流通，将10.25kg水合肼(80％)按6kg/h的速率加入反应釜，投料完毕后继续搅拌反应3h，并利用反应釜上部的冷凝回流装置回流挥发的水和挥发性物质，冷凝温度为30℃，反应完成后用0.45μm的pp过滤器过滤得到溶液A。
[0039]步骤五：将溶液A进行降温处理至40℃，通过EDTA法滴定取样检测溶液A中Fe
2+
、Cr
3+
、H
+
含量，测得溶液A中Cr
3+
浓度0.988mol/L、Fe
2+
浓度0.988mol/L、H
+
浓度2.88mol/L；
[0040]再根据以下公式：
[0041]B＝(1～1.5
‑
b)
×
L，B为需要补充的氯化亚铁质量，b为上述Fe
2+
浓度，L为反应釜中储能液体积；
[0042]C＝(1～1.5
‑
c)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁铬液流电池正极储能液的恢复方法，具体步骤如下：步骤一、通过充放电设备控制储能液进行放电，释放储能液内剩余储存能量；步骤二、取样检测放电后的储能液中三价铁含量，测得的三价铁含量记为a mol/L；步骤三、将放电后的储能液泵入反应釜内，启动搅拌装置并将储能液加热升温；步骤四、向反应釜内注入惰性气体做保护气体，按照一定速率在反应釜内加入还原剂，投料过程中通过换热装置控制反应液的温度，反应釜上部设有冷凝回流装置回流挥发的水和挥发性物质，反应结束后将反应液通过过滤装置过滤得到溶液A；步骤五：将溶液A通过换热器降温，取样检测溶液A中Fe
2+
、Cr
3+
、H
+
含量，通过与离子目标浓度进行比对；计算补入酸、二价铁盐、三价铬盐，再通过蒸发水分或补入纯水调节至指定浓度得到储能液B；步骤六：将储能液B转入储存装置，通入惰性气体后密封储存。2.如权利要求书1所述的铁铬液流电池正极储能液的恢复方法，其特征在于，步骤一中，通过充放电设备控制储能液负载放电至截止电压，截止电压为0.4V～0.8V。3.如权利要求书1所述的铁铬液流电池正极储能液的恢复方法，其特征在于，步骤二中，通过EDTA滴定的方法测定三价铁含量，测定的三价铁含量记为a mol/L。4.如权利要求书1所述的铁铬液流电池正极储能液的恢复方法，其特征在于，步骤三中，反应釜内装载有换热装置，所述换热装置包括但不限于夹套加热装置、内置加热盘管或电加热装置；加热升温储能液温度控制至40℃～80℃。5.如权利要求书1所述的铁铬液流电池正极储能液的恢复方法，其特征在于，步骤四中，采用的还原剂为水合肼、草酸、高纯铁粉、甲醇中的一种或多种混合；还原剂使用量为(0.2a～2a)*L，a为步骤三储能液中三价铁的摩尔浓度，L为反应釜中储能液体积；过滤装置为耐腐蚀精密过滤器，包括但不限于钛材精密过滤器或pp精密过滤器，过滤精度为0.22μm～5μm。6.如权利要求书1所述的铁铬液流电池正极储能液的恢复方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷建军，范兴木，王晟懿，余云材，杨聪，罗明，
申请(专利权)人：四川省绵阳市华意达化工有限公司，
类型：发明
国别省市：