[发明专利]一种利用废杂铝制氢的系统及方法

说明书

本发明实施例公开了一种利用废杂铝制氢的系统及方法，涉及可再生能源技术领域。所述系统包括破碎机、焙烧炉、固态电解单元、低温电解单元、感应炉、雾化单元和制氢单元。破碎机用于将废杂铝破碎为废杂铝颗粒；焙烧炉用于除去所述废杂铝颗粒中的可燃烧杂质；固态电解单元用于对除去可燃烧杂质后的废杂铝颗粒进行电解，形成固态铝；低温电解单元，用于电解氧化铝形成液态铝；氧化铝是在使用铝粉制备氢气的过程中产生的；感应炉用于加热所述固态铝形成液态铝；雾化单元用于将液态铝雾化为铝粉；制氢单元用于制备氢气并产生氧化铝。本发明不仅实现了对废杂铝再利用制取氢气的目的，而且产生的氧化铝可以循环利用，减少了资源浪费。

技术领域

本发明涉及可再生能源技术领域，特别是涉及一种利用废杂铝制氢的系统及方法。

背景技术

现在，金属铝都是由电解铝土矿中的氧化铝得到。铝土矿属于不可再生资源，我国铝土矿资源可开采年限已不足10年，每年需要进口大量的氧化铝。随着铝土矿资源日渐匮乏，电解铝生产成本不断增加，废杂铝资源再生的优势日趋凸显。再生铝能耗仅为电解铝的3％～5％，每生产1吨再生铝，二氧化碳和硫氧化物排放量分别较电解铝生产工艺少0.8吨和0.06吨，水资源节约10.5吨，废渣、废液及固体废料也大幅减少，节能减排优势显著；此外再生铝工艺流程短，建设投资费用仅为原铝生产的十分之一。废杂铝资源再生行业是国家支持发展的绿色循环经济产业，该产业未来将有广阔的发展空间。但是，每年我国有大约400万吨废杂铝难以循环利用，只能降级使用，如果使用不当，将会造成安全问题，同时也造成资源浪费。

同时，氢能也是国家鼓励发展的可再生能源。可以利用废杂铝制成铝粉，运输到需要的地方再分布式制氢。铝制氢后副产的氧化铝再进行电解得到金属铝，循环利用。因此，需要一种利用废杂铝制氢的方法和系统，实现对废杂铝的循环再利用，减少资源浪费。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种利用废杂铝制氢的系统及方法，以实现对废杂铝再利用制取氢气的目的，同时产生的氧化铝可以循环利用，减少资源浪费。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下方案：

一种利用废杂铝制氢的系统，包括：

破碎机，用于将废杂铝破碎为废杂铝颗粒；

焙烧炉，与所述破碎机连接，用于除去所述废杂铝颗粒中的可燃烧杂质；

固态电解单元，与所述焙烧炉连接，用于对除去可燃烧杂质后的废杂铝颗粒进行电解，形成固态铝；

低温电解单元，用于电解氧化铝形成液态铝；其中，所述氧化铝是在使用铝粉制备氢气的过程中产生的；

感应炉，用于加热所述固态铝形成液态铝；

雾化单元，用于将液态铝雾化为铝粉；

制氢单元，与所述雾化单元连接，用于制备氢气并产生氧化铝。

可选地，所述利用废杂铝制氢的系统还包括：

可再生能源发电系统，用于为所述破碎机、所述焙烧炉、所述固态电解单元、所述低温电解单元、所述感应炉和所述雾化单元供电；

铝电池储能系统，用于当所述可再生能源发电系统发出的电能大于负荷消耗的电能，吸收电能；当所述可再生能源发电系统发出的电能小于负荷消耗的电能，释放电能；所述铝电池储能系统还用于为所述破碎机、所述焙烧炉、所述固态电解单元、所述低温电解单元、所述感应炉和所述雾化单元供电。

可选地，所述铝电池储能系统包括多个串联的铝离子电池；所述铝离子电池包括正极、固体电解质和负极。

可选地，所述正极材料包括四硫化三钴，导电剂，粘合剂，钽片和钼片；所述固体电解质包括铝盐和聚合物基体；所述负极材料为铌铝合金。