基于多源互补的铝空气电池发电与循环利用一体化系统技术方案

本实用新型专利技术的基于多源互补的铝空气电池发电与循环利用一体化系统，通过安装电磁阀和液泵的管道顺次连接电解液注液罐、铝空气电池、电解液发电产物沉淀罐，及安装电磁阀和液泵的管道连接电解液发电产物沉淀罐与电池发电产物回收罐，构成了铝空气电池发电和发电产物沉排出的受控路径，有效控制电解液循环流动并防止发电产物沉落在电极材料上；并将电池发电产物废液经添加晶种和搅拌清洗以及沉淀和水分蒸发，并经煅烧烘培制成高纯氧化铝制品，以及由系统控制器实时调控，通过风光储及电网多能互补的绿色电力及水循环利用系统和余热回收的设备，实现“铝发电

【技术实现步骤摘要】
基于多源互补的铝空气电池发电与循环利用一体化系统


[0001]本专利技术属于铝空气电池发电与废液再生利用
，具体涉及一种基于多源互补的铝空气电池发电与循环利用一体化系统。

技术介绍

[0002]金属空气电池特别是铝空气电池作为一种清洁电池，具有比能量高、适应性强、安全性高、质量轻等优点。随着金属空气电池技术的发展，铝空气电池产品逐渐应用并逐渐扩大应用领域，目前已在野外照明、小型应急供电、便携式电源以及充电宝等一些用电场景中得到应用，但是应用数量有限，规模不大；铝空气电池未能规模化用于的主要原因是：
[0003]1)发电供电成本较高，铝空电池为例，目前铝空气电池产品发电能力为1kg铝可发电4kWh左右，因此铝空气电池发电成本中，仅铝的成本产生的度电成本就达5元/kWh之多，用户难以接受，铝空气电池发电用电成本高，造成推广困难。
[0004]2)现有铝空气电池产品及系统的功率及容量规模比较小，不适于大功率、大容量持续发电供电的应用需求；而且铝空气电池产品发电过程中产生发电产物Al(OH)3絮状沉淀物分散在电解液并在重力的作用下，部分沉落在电极材料上，影响了发电效率，以及大功率铝空气电池产品不具备黑启动能力并且其发电供电过程遇负荷功率波动时难以快速响应，影响了铝空气电池的适用性，阻碍了铝空气电池的广泛应用。
[0005]随着铝空气电池应用范围和使用量的不断扩大，需要研究一种能够持续发电供电的铝空气电池产品及系统，并通过电解液循环路径构造及循环流速控制，克服发电过程中产生Al(OH)3沉落在电极材料上的缺陷，提高发电效率；另一方面，废弃电解液发电产生物废液的回收再利用成为了铝空气电池应用领域迫在眉睫的问题。即：将电解液发电产生物废液进行有效利用，使铝空气电池发电后的废液形成循环产业，实现“铝发电
→
发电产生物废液+绿色电力
→
氧化铝”商业化循环经济的良性循环。

技术实现思路

[0006]为使铝空气电池能够在市场上得到广泛使用，克服现有技术的缺陷与不足，本专利技术具体公布了一种基于多源互补的铝空气电池发电与循环利用一体化系统，主要包括：铝空气电池发电系统、高纯氧化铝再生系统、系统控制器、系统配电箱、电网电力线、电网、光伏发电系统、风力发电系统、其他电源、电网接入开关，其中：铝空气电池发电系统与高纯氧化铝再生系统一体化连接，构成铝空气电池发电系统与高纯氧化铝再生系统一体化的持续发电与循环利用系统；
[0007]其特征还在于，由铝空气电池发电系统通过电网电力线连接光伏发电系统、风力发电系统、其他电源、电网接入开关、系统配电箱以及经电网接入开关连接电网；同时系统控制器通过通信网络分别连接铝空气电池发电系统、高纯氧化铝再生系统、系统配电箱、光伏发电系统、风力发电系统、其他电源、电网接入开关，构成新能源发电、铝空气电池发电系统发电及电网受控运行和电力交互的控制路径，以及构成高纯氧化铝再生系统的金属循环
利用系统和可再生能源优化利用的控制路径；
[0008]其特征还在于，在新能源电力和铝空气电池发电与电网及其他电源电力互联的同时，铝空气电池发电系统发电的电池发电产物废液，直接连通高纯氧化铝再生系统，构成可再生能源与金属发电循环利用一体化系统。
[0009]基于多源互补的铝空气电池发电与循环利用一体化系统，所述铝空气电池发电系统，主要包括：铝空电池、变流器、电解液注液罐、电解液发电产物沉淀罐、冷却水池、电解质添加口、注液罐液位传感器、沉淀罐液位传感器、液管电磁阀、黑启动注液管人工操作阀、电解液循环注液管电磁阀、电池排液管电磁阀、电解液注水管电磁阀、电解液注水管输水泵、电解液循环注液输液泵、电池发电产物废液输液泵、电解液循环注液管口挡板、冷却水池液位传感器、黑启动注液管、电解液注液管、电解液循环注液管、电池排液管、电解液注水管、电池发电产物废液输液管、水洗循环回水管、补水管、蒸馏冷却回水管；
[0010]其特征在于，电解液注液罐的下端通过黑启动注液管及黑启动注液管人工操作阀连接铝空电池单体的上端，同时通过电解液注液管及注液管电磁阀连接铝空电池单体的上端，铝空电池单体的下端通过电池排液管及电池排液管电磁阀连接电解液发电产物沉淀罐；电解液发电产物沉淀罐通过电解液循环注液管及电解液循环注液输液泵和电解液循环注液管电磁阀连接电解液注液罐的上端，构成电解液受控循环注液路径，同时电解液注液罐的顶部设有电解质添加口，构成电解液循环系统补充电解质的路径；
[0011]其特征还在于，电解液发电产物沉淀罐通过电解液注水管和电解液注水管电磁阀及电解液注水管输水泵连接冷却水池，构成电解液补水路径；同时电解液发电产物沉淀罐内测连接电解液循环注液管端口的下侧设置电解液循环注液管口挡板并在电解液循环注液管端口设置过滤网，阻挡沉淀物进入电解液循环注液管；
[0012]其特征还在于，电解液注液罐和电解液发电产物沉淀罐分别设置注液罐液位传感器和沉淀罐液位传感器，构成注液罐和沉淀罐的液位监测装置；
[0013]其特征还在于，冷却水池设有冷却水池液位传感器和冷却水池进口具有过滤网的补水管、水洗循环回水管及蒸馏冷却回水管，构成水循环利用和补水的路径；
[0014]其特征还在于，由铝空电池通过变流器连接电网电力线，构成铝空电池发电供电路径；
[0015]其特征还在于，变流器、注液罐液位传感器、沉淀罐液位传感器、注液管电磁阀、电解液循环注液管电磁阀、电池排液管电磁阀、电解液注水管电磁阀、电解液注水管输水泵、电解液循环注液输液泵、电池发电产物废液输液泵以及冷却水池液位传感器，分别通过通信网络连接系统控制器，构成铝空气电池发电系统整体受控并与高纯氧化铝再生系统一体化运行的铝空气电池发电系统控制路径。
[0016]所述基于多源互补的铝空气电池发电与循环利用一体化系统，其特征在于，所述高纯氧化铝再生系统主要包括：水洗搅拌池、水洗过滤池、沸腾蒸馏装置、煅烧烘培装置、余热回收利用装置、高纯氧化铝制品分包装置、晶种添加口、电池发电产物废液输液管电磁阀、水洗循环回水泵、清洗过滤初晶混合液输液泵、水洗过滤池液位传感器、晶种混合清洗沉淀液输液管、清洗过滤初晶沉淀液输液管、高纯氧化铝初晶输送管、余热输送管、高纯氧化铝制品传输装置，其特征在于，水洗搅拌池通过连接设有电池发电产物废液输液管电磁阀的电池发电产物废液输液管，构成电池发电产物废液作为高纯氧化铝制备原料的获取路
径；同时，水洗搅拌池顶部设置晶种添加口以及底部连接晶种混合清洗沉淀液输液管，并接入水洗过滤池，经水洗形成制备高纯氧化铝的初晶混合液，并通过清洗过滤初晶沉淀液输液管及清洗过滤初晶混合液输液泵连接沸腾蒸馏装置，由沸腾蒸馏装置蒸发初晶混合液水分，以及通过高纯氧化铝初晶输送管接入煅烧烘培装置，由煅烧烘培装置煅烧制成的高纯氧化铝产品通过高纯氧化铝制品传输装置接至高纯氧化铝制品分包装置；
[0017]其特征还在于，水洗搅拌池、水洗过滤池、沸腾蒸馏装置、煅烧烘培装置、余热回收利用装置、高纯氧化铝制品分包装置、电池发电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于多源互补的铝空气电池发电与循环利用一体化系统，主要包括：铝空气电池发电系统、高纯氧化铝再生系统、系统控制器、系统配电箱、电网电力线、电网、光伏发电系统、风力发电系统、其他电源、电网接入开关，其中：铝空气电池发电系统与高纯氧化铝再生系统一体化连接，构成铝空气电池发电系统与高纯氧化铝再生系统一体化的持续发电与循环利用系统；其特征还在于，由铝空气电池发电系统通过电网电力线连接光伏发电系统、风力发电系统、其他电源、电网接入开关、系统配电箱以及经电网接入开关连接电网；同时系统控制器通过通信网络分别连接铝空气电池发电系统、高纯氧化铝再生系统、系统配电箱、光伏发电系统、风力发电系统、其他电源、电网接入开关，构成新能源发电、铝空气电池发电系统发电及电网受控运行和电力交互的控制路径，以及构成高纯氧化铝再生系统的金属循环利用系统和可再生能源优化利用的控制路径；以及，在新能源电力和铝空气电池发电与电网及其他电源电力互联的同时，铝空气电池发电系统发电的电池发电产物废液，直接连通高纯氧化铝再生系统，构成可再生能源与金属发电循环利用一体化系统；同时，所述铝空气电池发电系统，主要包括：铝空电池、变流器、电解液注液罐、电解液发电产物沉淀罐、冷却水池、电解质添加口、注液罐液位传感器、沉淀罐液位传感器、液管电磁阀、黑启动注液管人工操作阀、电解液循环注液管电磁阀、电池排液管电磁阀、电解液注水管电磁阀、电解液注水管输水泵、电解液循环注液输液泵、电池发电产物废液输液泵、电解液循环注液管口挡板、冷却水池液位传感器、黑启动注液管、电解液注液管、电解液循环注液管、电池排液管、电解液注水管、电池发电产物废液输液管、水洗循环回水管、补水管、蒸馏冷却回水管；以及，电解液注液罐的下端通过黑启动注液管及黑启动注液管人工操作阀连接铝空电池单体的上端，同时通过电解液注液管及注液管电磁阀连接铝空电池单体的上端，铝空电池单体的下端通过电池排液管及电池排液管电磁阀连接电解液发电产物沉淀罐；电解液发电产物沉淀罐通过电解液循环注液管及电解液循环注液输液泵和电解液循环注液管电磁阀连接电解液注液罐的上端，构成电解液受控循环注液路径，同时电解液注液罐的顶部设有电解质添加口，构成电解液循环系统补充电解质的路径；同时，电解液发电产物沉淀罐通过电解液注水管和电解液注水管电磁阀及电解液注水管输水泵连接冷却水池，构成电解液补水路径；同时电解液发电产物沉淀罐内测连接电解液循环注液管端口的下侧设置电解液循环注液管口挡板并在电解液循环注液管端口设置过滤网，阻挡沉淀物进入电解液循环注液管；以及，电解液注液罐和电解液发电产物沉淀罐分别设置注液罐液位传感器和沉淀罐液位传感器，构成注液罐和沉淀罐的液位监测装置；以及，冷却水池设有冷却水池液位传感器和冷却水池进口具有过滤网的补水管、水洗循环回水管及蒸馏冷却回水管，构成水循环利用和补水的路径；以及，由铝空电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锡卫，
申请(专利权)人：周锡卫，
类型：新型
国别省市：