[发明专利]电解污水制取氢气和氧气的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制取氢气和氧气的系统及方法，特别是涉及一种电解污水制取氢气和氧气的系统及方法。

背景技术

氢气的应用领域很广，其中作为一种重要的石油化工原料，用于生产甲醇以及石油炼制过程的加氢反应，此外在电子工业，冶金工业，食品加工业，精细化工合成，航空航天工业领域应用。氢气用量最大的用处是合成氨，世界上60％的氢用在合成氨上，中国的比例更高，为了改善环境的要求，目前国内外对汽柴油的质量要求在不断提高，炼油过程的加氢制精过程也需要大量的氢气。特别是煤转柴油也需要大量的氢气。中安顾问在《2012-2016年中国氢气行业发展及预测报告》中指出：2008-2011年，氢气行业需求量进一步发展增长，2011年我国氢气需求量达到1407万吨。未来我国氢气的需求量将大幅增长，预计2016年，氢气需求量将达到2802万吨。

目前，从技术上讲，各种制氢业已发展成熟的方法很多，如水煤气法制氢，这种方法制氢成本较低、产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法；由石油热裂的合成气和天然气制氢，此种方法制造成本较高，但在可开发性方面，却尚未发现比电解水制氢更为优越的方法，因而电解水制氢最具有应用前景的一种方法，它具有产品纯度高，操作简便，无污染，无噪音，可循环利用等优点。但电解水制氢，需要消耗大量的地下水资源，由于水资源有限，因此，电解水制氢受到限制。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种电解污水制取氢气和氧气的系统。

本发明的第二个目的在于提供一种电解污水制取氢气和氧气的方法。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施，一种电解污水制取氢气和氧气的系统，其包括一次沉淀池、A剂加药装置、A剂搅拌装置、B剂加药装置、B剂搅拌装置、二次沉淀池、树脂过滤器、RO反渗透净水机、纯水蓄水池和电解水装置，所述一次沉淀池与所述A剂搅拌装置的进水口管道连接，连接所述A剂搅拌装置进水口处管道上设有所述A剂加药装置，所述A剂搅拌装置出水口与所述B剂搅拌装置的进水口管道连接，连接所述B剂搅拌装置进水口处的管道上设有所述B剂加药装置，所述B剂搅拌装置的出水口与所述二次沉淀池管道连接，所述二次沉淀池与所述树脂过滤器的进水口管道连接，所述树脂过滤器的出水口与所述RO反渗透净水机的进水口管道连接，所述RO反渗透净水机的出水口与所述纯水蓄水池的进水口连接，所述纯水蓄水池的出水口与所述电解水装置的进水口连接。

所述A剂搅拌装置为A剂自流平搅拌机，所述B剂搅拌装置为B剂自流平搅拌机。

本发明的第二个目的由如下技术方案实施，一种电解污水制取氢气和氧气的方法，其包括如下步骤：(1)污水一次沉淀；(2)向经过一次沉淀后的污水中添加A剂和B剂；(3)污水二次沉淀；(4)经树脂过滤器过滤；(5)经RO反渗透净水机制得纯水；(6)纯水电解制得氢气和氧气；

(1)污水一次沉淀：将污水排入所述一次沉淀池内静置，使得污水中的泥沙、大颗粒状的污垢和各种漂浮物沉淀于所述一次沉淀池底部；

(2)向经过一次沉淀后的污水中添加A剂和B剂：一次沉淀后的污水流经连接所述一次沉淀池与所述二次沉淀池的管道时，由所述A剂加药装置和所述B剂加药装置向经过一次沉淀后的污水中添加A剂和B剂，并经所述A剂搅拌装置和所述B剂搅拌装置搅拌均匀，其中A剂与污水的质量比为0.5∶1000-0.5∶900，B剂与污水的质量比为0.5∶1000-0.5∶900，污水顺管道先与A剂混合，再与B剂混合，然后流入所述二次沉淀池；

(3)污水二次沉淀；添加药剂的污水流入所述二次沉淀池，静置2小时-4小时后，使污水出现分层，上层为透明干净并达到排放标准的清水，下层为沉淀下的大块状颗粒和絮状化合物；添加A剂可与污水中的铬离子、钙离子、铁离子和镁离子发生氧化还原反应，速凝成大块颗粒后沉淀于池底；添加B剂可与污水中碳素(如红色、蓝色、黑色等)反应，进一步处理掉各种阴、阳离子。大块状颗粒和絮状化合物用于制作空心砖的建筑材料。

(4)经树脂过滤器过滤；经二次沉淀后制得的上层清水再经所述树脂过滤器过滤，将水中游离的钙离子、镁离子、钠离子、氯离子以及一些重金属铬离子、铁离子、锰离子、铅离子和汞离子过滤掉；

(5)经RO反渗透净水机进一步净化制得纯水：过滤后的清水经所述RO反渗透净水机进一步净化制得纯水；

(6)纯水电解制得氢气和氧气：将制得的纯水存入所述纯水蓄水池中，然后将所述纯水蓄水池中的纯水通入所述电解水装置中进行电解，制得氢气和氧气。