CN114744228A - 一种易氧化废液收集回收装置及其回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种易氧化废液收集回收装置及其回收方法,其技术方案要点是所述回收装置包括：排放点、过滤器、氮气装置、电解液循环泵和电解液收集槽，其中，排放点分别设置有顶部排气口和底部排液口，所述顶部排气口与氮气装置相连，所述底部排液口与过滤器入口相连，氮气装置排气口与过滤器入口气相排气口相连，过滤器出口与电解液循环泵前入口相连，电解液循环泵后出口管路与电解液收集槽底部进口相连。该系统装置及其回收方法通过采用氮气密闭隔绝空气，循环泵循环液体以及密闭收集槽组合形式，实现了分散泄露或排放的电解液集中收集、集中储存、集中回收的目的。该回收方法可有效解决了资源浪费等问题，提高了人员、设备的安全性。

Description

一种易氧化废液收集回收装置及其回收方法

技术领域

本发明属于储能技术及资源回收技术领域，具体涉及一种易氧化废液收集回收装置及其回收方法。

背景技术

在液流电池储能领域，储能电池的核心部分是其电解液，正负极电解液是酸性的腐蚀性液体，是参与主要充放电化学反应的物质。近年来，由于电解液的矿物原料价格上涨，也给液流电池储能领域的进一步发展带来了一定的影响。电解液一方面需要降低制造成本、一方面需要研发更具优势的电解液特性、另一方面需要在电解液的回收利用层面开展研究。通过电解液的回收再利用，以全方面、不同角度，降低综合成本。

当前，无论是化工领域、原料生产领域还是储能领域，仅考虑了原材料在生产过程、储运过程的节约和保护，而在实际应用过程中，一方面，平日少量的泄露不能引起重视，积少成多，造成了大量的资源浪费；另一方面，电解液易氧化、腐蚀性强，容易造成车间厂房内人员和设备的安全影响。目前，以液流电池储能项目而言，这种易氧化的电解液，在电池系统调试、运行期间，可能存在电池系统的工艺管道、泵设备、电池堆、储罐等部分的部分泄露或者是人为排液、排气等情况。该种情况会造成厂房内环境的污染、人员的安全风险和设备的损坏。一般情况下，用塑料桶封闭后集中处理，没有考虑随时随地的循环再利用，增加了一定的运输、后处理费用。因此，针对易氧化的腐蚀性液体的收集回收，需要进一步选择更加合理更加便捷的方式进行。电解液的回收技术在环境保护的同时，收获了经济效益。随着我国节能减排和环境保护的进一步严格，资源回收技术将会起到很重要的节能环保意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易氧化废液收集回收装置及其回收方法，通过收集回收装置，可实现易氧化废液、特别是大规模储能系统的液流电池电解液的收集和回收，属于资源环保领域，通过本发明技术，减少了废液外排而造成的人身安全、设备腐蚀、资源浪费，增强了项目的综合经济性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种易氧化废液回收装置，所述回收装置包括：排放点、过滤器、氮气装置、电解液循环泵和电解液收集槽，其中，

排放点分别设置有顶部排气口和底部排液口，所述顶部排气口与氮气装置相连，所述底部排液口与过滤器入口相连，氮气装置排气口与过滤器入口气相排气口相连，过滤器出口与电解液循环泵前入口相连，电解液循环泵后出口管路与电解液收集槽底部进口相连。

优选的，所述顶部排气口设置阀门V4，所述底部排液口设置阀门V1。

优选的，所述氮气装置排气口与过滤器入口气相排气口管道设置阀门V8，所述过滤器出口与电解液循环泵入口管路设置阀门V2。

优选的，所述电解液循环泵前设置高点排气口，设置阀门V3，电解液循环泵后设置高点排气口，设置阀门V5。

优选的，所述电解液收集槽顶部设置压力监测装置和液位监测装置，所述排放点与电解液收集槽底部进口管道相连，所述管道与电解液循环泵并联设置，同时，管道上设置阀门V7。

优选的，所述电解液收集槽顶部设置排气口，设置阀门V6。

优选的，所述氮气装置为氮气钢瓶或氮气发生装置。

本发明还提供了一种易氧化废液回收方法，所述方法应用于权利要求1-7任一所述的易氧化废液回收装置，所述方法包括以下步骤：

充氮、进液；

将氮气装置打开，开启阀门V2、V3、V5、V6、V7、V8、V9，关闭V1、V4，将整个循环管路的空气进行氮气置换，隔绝空气后关闭阀门V3、V5、V6、V7、V8；进液打开阀门V1，打开阀门V4,电解液流至管道中；

排气、过滤；

打开V3、V5、V6，随着电解液的通过，排出管道内多余氮气,然后关闭阀门V3、V5；

加压、排气、储存；

当电解液循环泵前压力较低时，进行系统加压，增大氮气装置的出气压力，将管道排放点的内部电解液通过氮气进行吹净，尽可能保证内部仅剩氮气，直至排放点排液口无液体出现，则关闭电解液循环泵、关闭阀门V1、V2、V9，实现废液的收集。

优选的，在执行排气、过滤步骤后还包括：启泵、逐步收集；

启动循环泵，将排放点的电解液输送至电解液收集箱。

优选的，在执行加压、排气、储存步骤中，当排放点还有残余液体，则增大氮气装置的出气压力，将管道排放点的内部电解液通过氮气进行吹净，尽可能保证内部仅剩氮气，直至排放点排液口无液体出现，则关闭电解液循环泵、关闭阀门V1、V7、V9，实现废液的收集。

本发明的技术效果和优点：

本发明提出一种易氧化废液收集回收装置及其回收方法。其目的在于解决现有化工储能等领域的易氧化废液的收集和回收再利用问题。实现易氧化废液的资源再回收，有效提高储能等领域的综合经济效益、环保效益及安全效益。本发明的一个目的在于提供一种易氧化废液的回收方法，依次包括，充氮、排气、进液、过滤、启泵、逐步收集、加压、排气、储存等步骤。通过该方法采用采用氮气密闭隔绝空气，循环泵循环液体以及密闭收集槽组合形式，实现了分散泄露或排放的电解液集中收集、集中储存、集中回收的目的。该回收方法可应用于易氧化液体的零星收集、原材料加注等情况。有效解决了资源浪费等问题，提高了人员、设备的安全性，降低了储能系统的初投资和运维成本。

附图说明

图1为本发明的易氧化废液收集回收装置结构图；

图2为本发明实施例2的结构原理图；

图3为本发明实施例3的结构原理图；

图4为本发明实施例4的结构原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有易氧化废液收集回收技术的限制和不足，本发明提出一种易氧化废液收集回收装置及其回收方法。该系统装置及其回收方法通过采用氮气密闭隔绝空气，循环泵循环液体以及密闭收集槽组合形式，实现了分散泄露或排放的电解液集中收集、集中储存、集中回收的目的。该回收方法可应用于易氧化液体的零星收集、原材料加注等情况。有效解决了资源浪费等问题，提高了人员、设备的安全性。

本发明提供了一种易氧化废液收集回收装置，包括氮气装置、排放单元、过滤器、电解液循环泵、电解液收集槽、管道、阀门、仪表、控制系统。所述氮气装置为氮气钢瓶或氮气发生装置；所述排放单元为储能系统的某节管道或者某个储罐等。排放点分别设置有顶部排气口和底部排液口，顶部排气口设置阀门V4，底部排液口设置阀门V1；所述回收装置氮气装置排气口与排放点顶部排气口相连；氮气装置排气口与过滤器前管道气相排气口相连；排放点排液口与过滤器入口相连；过滤器出口与电解液循环泵前入口相连；电解液循环泵前设置高点排气口，设置阀门V3；电解液循环泵后出口管路与电解液收集槽底部进口相连，电解液循环泵后设置高点排气口，设置阀门V5；所述电解液收集槽顶部设置排气口，设置阀门V6。所述电解液收集槽顶部有压力监测装置和液位监测装置；排放点排气口与电解液收集槽底部进口还可以一条管道相连，该管道与电解液循环泵并联设置，管道上布置阀门V7。

本发明还公开了一种利用上述易氧化废液收集回收装置的回收方法，其特征在于包括如下步骤：

当储能系统某处管道需要排液或者有漏点时，利用本发明装置的回收方法主要依次包括，充氮、进液、排气、过滤、启泵、逐步收集、加压、排气、储存等步骤。

充氮、进液：

将氮气装置打开，开启阀门V2、V3、V5、V6、V7、V8、V9，关闭V1、V4，将整个循环管路的空气进行氮气置换，隔绝空气后关闭阀门V3、V5、V6、V7、V8。所述进液打开阀门V1，打开阀门V4,电解液流至管道中

排气、过滤：

打开V3、V5、V6，随着电解液的通过，排出管道内多余氮气,然后关闭阀门V3、V5。在电解液流动过程中，通过在电解液循环泵前设置的过滤器，实现电解液中杂质的过滤。

启泵、逐步收集：

启动循环泵，利用循环泵的动力，实现电解液的循环，将排放点的电解液输送至电解液收集箱。

加压、排气、储存：

当电解液循环泵前压力较低时，需要进行系统加压，增大氮气装置的出气压力，将管道排放点的内部电解液通过氮气进行吹净，尽可能保证内部仅剩氮气，直至排放点排液口无液体出现，则关闭电解液循环泵、关闭阀门V1、V2、V9，实现废液的收集。

本发明还公开了另一种利用上述易氧化废液收集回收装置的回收方法，包括如下步骤：

当储能系统排放点高于回收装置时，利用本发明装置的回收方法主要依次包括，充氮、进液、排气、过滤、逐步收集、加压、排气、储存等步骤。

充氮、进液：

将氮气装置打开，开启阀门V2、V3、V5、V6、V7、V8、V9，关闭V1、V4，将整个循环管路的空气进行氮气置换，隔绝空气后关闭阀门V3、V5、V6、V7、V8。所述进液打开阀门V1，打开阀门V4，打开阀门V7,电解液重力作用下流至管道中

排气、过滤：

打开V3、V5、V6，随着电解液的通过，排出管道内多余氮气,然后关闭阀门V3、V5。在电解液流动过程中，通过在电解液循环泵前设置的过滤器，实现电解液中杂质的过滤。通过重力作用，将排放点的电解液输送至电解液收集箱。

加压、排气、储存：

如果排放点还有残余液体，则增大氮气装置的出气压力，将管道排放点的内部电解液通过氮气进行吹净，尽可能保证内部仅剩氮气，直至排放点排液口无液体出现，则关闭电解液循环泵、关闭阀门V1、V7、V9，实现废液的收集。

实施例1

第一种实施方式，如前文所述，为最普遍意义上的实施方式，通过启泵或者跨线管路重力输送，结合氮气加压等方式，实现排放点的电解液隔绝空气回收利用，实现了排放点的电解液回收再利用。所述氮气装置为氮气钢瓶或氮气发生装置；所述排放单元排放点为储能系统的某节管道或者某个储罐等。排放点分别设置有顶部排气口和底部排液口，顶部排气口设置阀门V4，底部排液口设置阀门V1；所述回收装置氮气装置排气口与排放点顶部排气口相连；氮气装置排气口与过滤器前管道气相排气口相连；排放点排液口与过滤器入口相连；过滤器出口与电解液循环泵前入口相连；电解液循环泵前设置高点排气口，设置阀门V3；电解液循环泵后出口管路与电解液收集槽底部进口相连，电解液循环泵后设置高点排气口，设置阀门V5；所述电解液收集槽顶部设置排气口，设置阀门V6。所述电解液收集槽顶部有压力监测装置和液位监测装置；排放点排气口与电解液收集槽底部进口还可以一条管道相连，该管道与电解液循环泵并联设置，管道上布置阀门V7。

实施例2

第二种实施方式为利用本回收方法的电解液灌装模式。通过该回收方法，可将电解液槽车内部的电解液隔绝空气罐装至储罐中。其基本回收原理和回收方法为本专利权利要求范围内。如图2所示，为第二种实施方式的原理图。所述氮气装置为氮气钢瓶或氮气发生装置；所述电解液槽车顶部与氮气装置排气口相连。排放点分别设置有顶部排气口和底部排液口，顶部排气口设置阀门V4，底部排液口设置阀门V1；所述回收装置氮气装置排气口与排放点顶部排气口相连；电解液槽车底部排液口与电解液循环泵入口相连；所述电解液循环泵前设置高点排气口，设置阀门V4；电解液循环泵后设置高点排气口，设置阀门V5；所述电解液循环泵为本系统的最低点布置，有利于电解液回收的彻底性；氮气装置也可通过管道与电解液循环泵入口相连，管道设置阀门为V2；电解液循环泵出口与储罐底部进液口相连；储罐顶部气相管路一分为二路，其一通过管道阀门V6连接大气，其二通过管道连接至电解液槽车顶部入口，所述管道设置阀门V7。所述储罐顶部有压力监测装置和液位监测装置。

本专利回收方法应用于本实施例的具体方法为：①打开阀门V1、V2、V3、V4、V5，开启氮气装置，氮气通过管道将系统内部控制置换；②打开储罐根部阀门V8，将电解液回流填充管道，待填充完毕后，关闭阀门V2、V4、V5；③开启电解液循环泵，将电解液槽车的电解液泵送至储罐；④时刻监测储罐顶部压力装置及液位装置，当压力高于一定值后，开启阀门V7，实现储罐与电解液槽车的气相联通，在一定程度上节约氮气使用量。⑤当灌注到最后阶段时，可通过加大氮气装置的压力和流量实现电解液的回收罐装。

实施例3

第三种实施方式为利用本回收方法的电解液收集槽灌装模式。通过该回收方法，可将电解液收集槽内部的电解液隔绝空气罐装至储罐中。其基本回收原理和回收方法为本专利权利要求范围内。如图3所示，为第三种实施方式的原理图。所述氮气装置为氮气钢瓶或氮气发生装置；所述电解液收集槽顶部与氮气装置排气口相连。排放点分别设置有顶部排气口和底部排液口，顶部排气口设置阀门V4，底部排液口设置阀门V1；所述回收装置氮气装置排气口与排放点顶部排气口相连；电解液收集槽底部排液口与电解液循环泵入口相连；所述电解液循环泵前设置高点排气口，设置阀门V4；电解液循环泵后设置高点排气口，设置阀门V5；所述电解液循环泵为本系统的最低点布置，有利于电解液回收的彻底性；氮气装置也可通过管道与电解液循环泵入口相连，管道设置阀门为V2；电解液循环泵出口与储罐底部进液口相连；储罐顶部气相管路一分为二路，其一通过管道阀门V6连接大气，其二通过管道连接至电解液收集槽顶部入口，所述管道设置阀门V7。所述储罐顶部有压力监测装置和液位监测装置。

本专利回收方法应用于本实施例的具体方法为：①打开阀门V1、V2、V3、V4、V5，开启氮气装置，氮气通过管道将系统内部控制置换；②打开储罐根部阀门V8，将电解液回流填充管道，待填充完毕后，关闭阀门V2、V4、V5；③开启电解液循环泵，将电解液收集槽的电解液泵送至储罐；④时刻监测储罐顶部压力装置及液位装置，当压力高于一定值后，开启阀门V7，实现储罐与电解液收集槽的气相联通，在一定程度上节约氮气使用量。⑤当灌注到最后阶段时，可通过加大氮气装置的压力和流量实现电解液的回收罐装。

实施例4

第四种实施方式为利用本回收方法的电解液收集及灌装一体化应用模式。通过该一体化装置及其回收方法，可将储能系统的电解液排放处的电解液隔绝空气收集并罐装至储罐中，实现电解液的回收利用。其基本回收原理和回收方法为本专利权利要求范围内。如图4所示，为第四种实施方式的原理图。所述氮气装置为氮气钢瓶或氮气发生装置；所述电解液收集槽车顶部、储罐顶部分别与氮气装置排气口相连。排放点分别设置有顶部排气口和底部排液口，顶部排气口设置阀门V11，底部排液口设置阀门V12；所述回收装置氮气装置排气口与排放点顶部排气口相连；排放点底部出口与第一电解液循环泵入口相连，第一电解液循环泵出口与电解液收集槽底部进液口相连；所述第一电解液循环泵前设置高点排气口，设置阀门V10；电解液循环泵后设置高点排气口，设置阀门V9；电解液收集槽底部排液口与第二电解液循环泵入口相连；所述第二电解液循环泵前设置高点排气口，设置阀门V4；第二电解液循环泵后设置高点排气口，设置阀门V5；所述第一、第二电解液循环泵为本系统的最低点布置，有利于电解液回收的彻底性；氮气装置也可通过管道与第二电解液循环泵入口相连，管道设置阀门为V2；电解液循环泵出口与储罐底部进液口相连；储罐顶部气相管路一分为二路，其一通过管道阀门V6连接大气，其二通过管道连接至电解液收集槽顶部入口，所述管道设置阀门V7。所述储罐及电解液收集槽有压力监测装置和液位监测装置。

本专利回收方法应用于本实施例的具体方法为：

①打开阀门V1、V2、V3、V4、V5、V9、V10、V11，开启氮气装置，氮气通过管道将系统内部控制置换；

②关闭阀门V1、V2，将排放点电解液回流填充管道；

③待自流填充完毕后，开启第一电解液循环泵，将排放点的电解液泵送至电解液收集槽中；

④时刻监测储罐顶部压力装置及液位装置，当压力高于一定值后，开启阀门V7，实现储罐与电解液收集槽的气相联通，在一定程度上节约氮气使用量。

⑤当灌注到最后阶段时，可通过加大氮气装置的压力和流量实现电解液的回收罐装。最终实现电解液收集槽的液体收集。

⑥打开储罐根部阀门V8，将电解液回流填充管道，待填充完毕后，关闭阀门V4、V5；

⑦开启第二电解液循环泵，将电解液收集槽的电解液泵送至储罐；

⑧时刻监测储罐顶部压力装置及液位装置；

⑨当灌注到最后阶段时，可通过加大氮气装置的压力和流量实现电解液的回收罐装。实现电解液收集槽液体回收罐装至储罐。

有益效果：本专利实现了分散泄露或排放的易氧化废液如储能电池的电解液集中收集、集中储存、集中回收的目的。该回收方法可应用于易氧化液体的零星收集、原材料加注情况。有效解决了资源浪费等问题，提高了人员、设备的安全性，降低了储能系统的初投资和运维成本，降低了系统检修难度。

本发明提出了以充氮、进液、排气、过滤、启泵、逐步收集、加压排气、储存基本步骤的回收方法，实现了易氧化液体的自动回收，减少了资源浪费。该方法简单高效，易于操作。

本发明涉及的易氧化废液收集回收装置包括回收储存、转运、罐装三种运行模式，可以通过一套装置实现三种模式的高效利用，实现一机多用。特别适用于化工系统、储能系统等易氧化废液资源回收工艺流程应用。

本发明涉及的废液回收系统不仅有利于储能等领域的易氧化废液的回收利用，还可以在大型液流电池储能系统中作为日常运行维护设备进行作业。确保储能电站的安全性。在多个罐区、多个项目上拓展应用，节约了系统造价。同时也节约了液流电池系统的维修和维护成本。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种易氧化废液回收装置，其特征在于，所述回收装置包括：排放点、过滤器、氮气装置、电解液循环泵和电解液收集槽，其中，

排放点分别设置有顶部排气口和底部排液口，所述顶部排气口与氮气装置相连，所述底部排液口与过滤器入口相连，氮气装置排气口与过滤器入口气相排气口相连，过滤器出口与电解液循环泵前入口相连，电解液循环泵后出口管路与电解液收集槽底部进口相连。

2.根据权利要求1所述的一种易氧化废液收集回收装置，其特征在于：所述顶部排气口设置阀门V4，所述底部排液口设置阀门V1。

3.根据权利要求1所述的一种易氧化废液收集回收装置，其特征在于：所述氮气装置排气口与过滤器入口气相排气口管道设置阀门V8，所述过滤器出口与电解液循环泵入口管路设置阀门V2。

4.根据权利要求1所述的一种易氧化废液收集回收装置，其特征在于：所述电解液循环泵前设置高点排气口，设置阀门V3，电解液循环泵后设置高点排气口，设置阀门V5。

5.根据权利要求1所述的一种易氧化废液收集回收装置，其特征在于：所述电解液收集槽顶部设置压力监测装置和液位监测装置，所述排放点与电解液收集槽底部进口管道相连，所述管道与电解液循环泵并联设置，同时，管道上设置阀门V7。

6.根据权利要求1所述的一种易氧化废液收集回收装置，其特征在于：所述电解液收集槽顶部设置排气口，设置阀门V6。

7.根据权利要求1所述的一种易氧化废液收集回收装置，其特征在于：所述氮气装置为氮气钢瓶或氮气发生装置。

8.一种易氧化废液回收方法，其特征在于：所述方法应用于权利要求1-7任一所述的易氧化废液回收装置，所述方法包括以下步骤：

充氮、进液；

将氮气装置打开，开启阀门V2、V3、V5、V6、V7、V8、V9，关闭V1、V4，将整个循环管路的空气进行氮气置换，隔绝空气后关闭阀门V3、V5、V6、V7、V8；进液打开阀门V1，打开阀门V4,电解液流至管道中；

排气、过滤；

打开V3、V5、V6，随着电解液的通过，排出管道内多余氮气,然后关闭阀门V3、V5；

加压、排气、储存；

当电解液循环泵前压力较低时，进行系统加压，增大氮气装置的出气压力，将管道排放点的内部电解液通过氮气进行吹净，尽可能保证内部仅剩氮气，直至排放点排液口无液体出现，则关闭电解液循环泵、关闭阀门V1、V2、V9，实现废液的收集。

9.根据权利要求8所述的一种易氧化废液收集回收方法，其特征在于：

在执行排气、过滤步骤后还包括：启泵、逐步收集；

启动循环泵，将排放点的电解液输送至电解液收集箱。

10.根据权利要求8所述的一种易氧化废液收集回收方法，其特征在于：在执行加压、排气、储存步骤中，当排放点还有残余液体，则增大氮气装置的出气压力，将管道排放点的内部电解液通过氮气进行吹净，尽可能保证内部仅剩氮气，直至排放点排液口无液体出现，则关闭电解液循环泵、关闭阀门V1、V7、V9，实现废液的收集。

Images