[发明专利]一种制备钒电池高纯电解液的系统及方法

摘要

本发明公开了一种制备钒电池高纯电解液的系统及方法，以三氯氧钒为原料，通过液相水解、流态化还原制备钒平均价态为3.5的低价钒氧化物，配加洁净水和硫酸溶解，并进一步采用紫外线活化得到钒电解液，可以直接用于全钒液流电池新电堆。通过还原流化床高温尾气燃烧预热粉钒物料回收高温尾气的显热和潜热，还原产物与流化氮气换热回收还原产物的显热，在还原流化床内设置内构件实现还原产物价态的精准调控，并利用紫外线活化钒离子，大幅度提高电解液活性。本发明具有流程短、高效清洁、产品质量稳定等优点，适用于大规模工业化生产，具有良好的经济效益和社会效益。

主权项

1.一种制备钒电池高纯电解液的系统，其特征在于，所述系统包括三氯氧钒储罐(1)、液相水解装置(2)、五氧化二钒加料装置(3)、预热系统(4)、还原流化床(5)、燃烧室(6)、冷却系统(7)、二级冷却装置(8)、低价钒氧化物加料装置(9)、溶解反应釜(10)、活化装置(11)；所述液相水解装置(2)包括液相水解反应罐(2-1)和洗涤过滤器(2-2)；所述五氧化二钒加料装置(3)包括五氧化二钒料仓(3-1)和五氧化二钒螺旋加料器(3-2)；所述预热系统(4)包括文丘里预热器(4-1)、一级旋风预热器(4-2)、二级旋风预热器(4-3)、布袋除尘装置(4-4)；所述还原流化床(5)包括进料器(5-1)、床体(5-2)、排料器(5-3)、气体加热器(5-4)、气体净化器(5-5)、第一旋风分离器(5-6)；所述冷却系统(7)包括文丘里冷却器(7-1)、旋风冷却器(7-2)、第二旋风分离器(7-3)；所述低价钒氧化物加料装置(9)包括低价钒氧化物料仓(9-1)和低价钒氧化物螺旋加料器(9-2)；所述三氯氧钒储罐(1)底部的出料口与所述液相水解反应罐(2-1)的氯化物进料口通过管道相连；所述液相水解反应罐(2-1)的洁净水入口与洁净水总管通过管道相连；所述液相水解反应罐(2-1)的酸气出口与尾气处理系统相连；所述液相水解反应罐(2-1)的浆料出口与所述洗涤过滤器(2-2)的浆料入口通过管道相连；所述洗涤过滤器(2-2)的清水入口与洁净水总管相连；所述洗涤过滤器(2-2)的洗涤液出口与废水处理系统通过管道相连；所述洗涤过滤器(2-2)的固体物料出口与所述五氧化二钒料仓(3-1)的进料口通过管道相连；所述五氧化二钒料仓(3-1)底部的出料口与所述五氧化二钒螺旋加料器(3-2)的进料口相连接；所述五氧化二钒螺旋加料器(3-2)的出料口与所述文丘里预热器(4-1)的进料口通过管道相连；所述文丘里预热器(4-1)的进气口与所述燃烧室(6)的出气口通过管道相连；所述文丘里预热器(4-1)的出气口与所述一级旋风预热器(4-2)的进气口通过管道相连；所述一级旋风预热器的出气口与所述二级旋风预热器的进气口通过管道相连；所述一级旋风预热器(4-2)的出料口与所述进料器(5-1)的进料口通过管道相连；所述二级旋风预热器(4-3)的出气口与所述布袋除尘装置(4-4)的进气口通过管道相连；所述二级旋风预热器(4-3)的出料口与所述进料器(5-1)的进料口通过管道相连；所述布袋除尘装置(4-4)的出气口与尾气处理系统相连；所述布袋除尘装置(4-4)的出料口与所述进料器(5-1)的进料口通过管道相连；所述进料器(5-1)的松动风入口与净化氮气总管相连；所述进料器(5-1)的出料口与所述床体(5-2)的进料口通过管道相连；所述床体(5-2)的进气口与所述气体加热器(5-4)的出气口通过管道相连；所述气体加热器(5-4)的进气口与所述第二旋风分离器(7-3)的出气口及所述气体净化器(5-5)的出气口通过管道相连；所述气体加热器(5-4)的助燃风入口与压缩空气总管相连；所述气体加热器(5-4)的燃料入口与燃料总管相连；所述气体净化器(5-5)的进气口与还原气体总管相连；所述床体(5-2)的出料口与所述排料器(5-3)的进料口通过管道相连；所述排料器(5-3)的松动风入口与净化氮气总管相连；所述排料器(5-3)的出料口与所述文丘里冷却器(7-1)的进料口通过管道相连；所述床体(5-2)的出气口与所述第一旋风分离器(5-6)的进气口通过管道相连；所述第一旋风分离器(5-6)的出料口与所述排料器(5-3)的进料口通过管道相连；所述第一旋风分离器(5-6)的出气口与所述燃烧室(6)的进气口通过管道相连；所述燃烧室(6)的助燃风入口与压缩空气总管相连；所述燃烧室(6)的气体出口与所述文丘里预热器的气体入口通过管道相连；所述文丘里冷却器(7-1)的气体入口与净化氮气总管相连；所述文丘里冷却器(7-1)的出气口与所述旋风冷却器(7-2)的进气口通过管道相连；所述旋风冷却器(7-2)的出气口与所述第二旋风分离器(7-3)的进气口通过管道相连；所述旋风冷却器(7-2)的出料口与所述二级冷却装置(8)的进料口通过管道相连；所述第二旋风分离器(7-3)的气体出口与所述气体加热器(5-4)的气体入口通过管道相连；所述第二旋风分离器(7-3)的排料口与所述二级冷却装置(8)的进料口通过管道相连；所述二级冷却装置(8)的排料口与所述低价钒氧化物料仓(9-1)的进料口通过管道相连；所述二级冷却装置(8)的工艺水入口与工艺水总管通过管道相连；所述二级冷却装置(8)的出水口与水冷却系统通过管道相连；所述低价钒氧化物料仓(9-1)底部的出料口与所述低价钒氧化物螺旋加料器(9-2)的进料口相连接；所述低价钒氧化物螺旋加料器(9-2)的出料口和与所述溶解反应釜(10)的进料口通过管道相连接；所述溶解反应釜(10)的洁净水入口与洁净水总管通过管道相连；所述溶解反应釜(10)的浓硫酸入口与浓硫酸总管通过管道相连；所述溶解反应釜(10)的气体出口与尾气处理系统相连；所述溶解反应釜(10)的初级电解液出口与所述活化装置(11)的初级电解液入口通过管道相连。