CN220585267U - 一种铁铬液流电池电解液再生系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种铁铬液流电池电解液再生系统，包括再生釜、副反应釜，所述再生釜的一侧连接有进气管，所述再生釜的另一侧连接有再生泵，所述再生釜的上部连接有第一水力喷射器，所述再生泵与第一水力喷射器之间第一循环管；所述再生泵与再生釜中部连接有再循环管；所述第一循环管上设有ORP计；所述再生釜顶部设有尾气连通管，所述尾气连通管与副反应釜的上方连接。本实用新型装置结构简单，设备成本低；同时生产条件容易实现，能实现大规模应用实施；再生成本低，无尾气处理问题且无危废产生，具备很高的经济价值。
Description
技术领域
本实用新型属于电解液再生设备技术领域，具体涉及一种铁铬液流电池电解液再生系统。
背景技术
液流电池技术有大规模储能的天然优势：储电量的大小与电解液体积成线性正比，充放电功率由电堆尺寸及数量决定，所以能按照需求，设计出从kW到MW级别不同的充放电功率，可持续放电1小时到数天的不同储能体量的液流电池。基于常用无机酸，无机盐的电解液化学成分稳定，储存方便，对环境影响小，自放电系数极低，适合长期的电能储存。电池反应温度为常温至70℃，电解液流动过程是自然的水基循环散热系统，安全性能极高，事故影响远低于其他大型储能方案。由于其稳定可靠的充放电循环，理论充放电次数没有上限。
铁铬液流电池运行中，难以避免地处于过充或过放状态，对于铁-铬液流电池，负极反应的电位较低，平衡电位相对于标准氢电极为0 .41V。这样在充电时且过电位偏大的情况下，在负极会有氢气析出，因为析氢不可逆反应发生，造成了正极反应物二价铁离子的损失。在电池长期运行过程中，正极电解液荷电状态会逐渐升高，导致正极电解液和负极电解液的荷电状态不匹配，造成电池容量衰减。
为应对铁铬液流电池容量衰减，需要对于铁铬电解液进行再生。在再生的过程中，需要一种专门的系统，以满足高效再生的需求。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种铁铬液流电池电解液再生系统。
本实用新型的技术方案为：
一种铁铬液流电池电解液再生系统，其特征在于，包括再生釜、副反应釜，所述再生釜的一侧连接有进气管，所述再生釜的另一侧连接有再生泵，所述再生釜的上部连接有第一水力喷射器，所述再生泵与第一水力喷射器之间第一循环管，所述再生泵与再生釜中部连接有再循环管；
所述第一循环管上设有ORP计，用于监测再生釜中的电解液再生程度；
所述再循环管进入再生釜中心，并且管口向下，用于停止通气体后，液体通过打循环流动有利于液相中夹带的气体尽快扩散至气相中；
所述再生釜顶部设有尾气连通管，所述尾气连通管与副反应釜的上方连接，用于将再生釜中过多的气体引入至副反应釜中再生电解液；
所述副反应釜的一侧连接有副反应泵，所述副反应釜上部有排空阀，所述副反应釜的上部连接有第二水力喷射器，所述副反应泵与第二水力喷射器之间设有第二循环管；
所述副反应釜的上部连接有第一进料管，所述副反应泵的一侧连接有第二进料管，所述第二进料管与第一循环管连接；
还包括出料管，所述出料管的一侧与第一循环管连接。
进一步的，所述出料管的另一侧连接有压滤机，用于分离再生完成后电解液中的固体单质硫。
进一步的，所述再生釜设有第一液位计；所述副反应釜设有第二液位计。
进一步的，所述再生釜于第一水力喷射器的一侧设有第一压力表，所述副反应釜于第二水力喷射器的一侧设有第二压力表。
进一步的，所述进气管与再生釜之间设有进气阀。
进一步的，所述尾气连通管与副反应釜之间设有气相连通阀。
进一步的，所述再生釜与再生泵之间设有第一出料阀，所述再生泵与出料管之间设有第二出料阀。
进一步的，所述再生泵与第一循环管之间设有第一循环管阀。
进一步的，所述副反应泵与第二循环管之间设有第二循环管阀。
进一步的，所述副反应釜与副反应泵之间设有第三出料阀，所述副反应泵与第二进料管之间设有第四出料阀。
本实用新型的工作过程为：
（1）首次启动时，打开副反应釜上部排空阀、副反应进料阀、副反应泵、副反应泵出料阀，副反应釜、再生釜同时进料至指定液位，关闭副反应进料阀、副反应泵、副反应泵出料阀、排空阀；
（2）开启再生泵，同时进硫化氢气体，期间，副反应釜不工作，气相连通阀关闭；
（2）当再生釜ORP达到设定要求时，硫化氢进气停止，再生泵继续工作，打开再循环管上阀门，关闭第一循环管上阀门，气相连通阀打开；副反应泵开始工作，当副反应塔的第二压力表检测到压力达到设定值时，视为再生釜铁铬电解液中夹带H2S气体已挥发完全并已被副反应釜中物料吸收完全，副反应泵停止工作、副反应泵后第四出料阀关闭；此时再循环管阀门关闭，第一出料阀打开，出料至压滤机进行压滤，得合格再生电解液；
（3）当再生釜液位降低到低位时，再生泵停止工作，第一出料阀关闭；
（4）再生釜出料停止后，副反应泵启动、副反应出料阀打开给再生釜进料。
（5）当副反应釜检测到液位低位时，副反应泵跳停、第三出料阀关闭，然后外界给副反应釜进待再生电解液。
（6）副反应釜进料至指定液位时，停止进料，气相连通阀关闭；
（7）再生釜循环泵启动、第一循环管阀门打开；
（8）当再泵在工作且ORP值高于设定值（副反应进料导致管道里的ORP值高于再生合格品）时，进气阀打开通入硫化氢，此时系统再次进入再生状态。
（9）当系统检测到再生釜压力高于设定值时，进气阀自动停止工作，当低于设定值时自动进气，当ORP计再次达到设定值时视为再生合格，系统进入步骤（2），如此循环工作。
本实用新型的有益效果在于：
（1）采用物料混合的循环方式代替搅拌方式，并设有喷射泵，物料与H2S以气液逆流的方式进行混合，增大气-液接触面积，提高了气液混合效率，加快反应速度，避免系统顶部积累H2S，导致反应不充分造成浪费。
（2）当需去除液相中夹带的气体时，采用设置在再生釜中心的物料循环管，并开口向下，有利于推动液体流动并使气体容易溢出液相。
（3）设置副反应釜，用待再生电解液作为过量H2S的吸收液，使H2S利用率达100%，无有毒尾气处理问题。
（4）本实用新型系统设有ORP检测、液位检测、压力检测，便于监测物料在反应过程中各参数的变化。
本实用新型系统结构简单，操作流程简便，设备成本低，并可通过自动控制系统实现再生过程，减少人工操作；同时生产条件容易实现，能实现大规模应用实施；再生成本低，无危废产生，具备很高的经济价值。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
一种铁铬液流电池电解液再生系统，其特征在于，包括再生釜1、副反应釜2，所述再生釜的一侧连接有进气管11，所述再生釜的另一侧连接有再生泵12，所述再生釜的上部连接有第一水力喷射器13，所述再生泵与第一水力喷射器之间第一循环管14，所述再生泵与再生釜中部连接有再循环管19；
所述第一循环管上设有ORP计15；
所述再循环管进入再生釜中心，并且管口向下；
所述再生釜顶部设有尾气连通管3，所述尾气连通管与副反应釜的上方连接；
所述副反应副上部有排空阀29，所述副反应釜的一侧连接有副反应泵21，所述副反应釜的上部连接有第二水力喷射器22，所述副反应泵与第二水力喷射器之间设有第二循环管23；
所述副反应釜的上部连接有第一进料管4，所述副反应泵的一侧连接有第二进料管24，所述第二进料管24与第一循环管连接；
还包括出料管25，所述出料管的一侧与第一循环管连接。
进一步的，所述出料管的另一侧连接有压滤机5。
进一步的，所述再生釜设有第一液位计16，所述副反应釜设有第二液位计26。
进一步的，所述再生釜于第一水力喷射器的一侧设有第一压力表17，所述副反应釜于第二水力喷射器的一侧设有第二压力表27。
进一步的，所述进气管与再生釜之间设有进气阀111。
进一步的，所述尾气连通管与副反应釜之间设有气相连通阀31。
进一步的，所述再生釜与再生泵之间设有第一出料阀18，所述再生泵与出料管之间设有第二出料阀121。
进一步的，所述再生泵与第一循环管之间设有第一循环管阀122。
进一步的，所述再生泵与再循环管之间设有再循环管阀191。
进一步的，所述副反应泵与第二循环管之间设有第二循环管阀211。
进一步的，所述副反应釜与副反应泵之间设有第三出料阀28，所述副反应泵与第二进料管之间设有第四出料阀212。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本实用新型中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。
Claims (10)
1.一种铁铬液流电池电解液再生系统，其特征在于，包括再生釜、副反应釜，所述再生釜的一侧连接有进气管，所述再生釜的另一侧连接有再生泵，所述再生釜的上部连接有第一水力喷射器，所述再生泵与第一水力喷射器之间第一循环管，所述再生泵与再生釜中部连接有再循环管；
所述第一循环管上设有ORP计；
所述再循环管进入再生釜中心，并且管口向下；
所述再生釜顶部设有尾气连通管，所述尾气连通管与副反应釜的上方连接；
所述副反应釜的一侧连接有副反应泵，所述副反应釜上部有排空阀，所述副反应釜的上部连接有第二水力喷射器，所述副反应泵与第二水力喷射器之间设有第二循环管；
所述副反应釜的上部连接有第一进料管，所述副反应泵的一侧连接有第二进料管，所述第二进料管与第一循环管连接；
还包括出料管，所述出料管的一侧与第一循环管连接。
2.根据权利要求1所述的铁铬液流电池电解液再生系统，其特征在于，所述出料管的另一侧连接有压滤机。
3.根据权利要求2所述的铁铬液流电池电解液再生系统，其特征在于，所述再生釜设有第一液位计，所述副反应釜设有第二液位计。
4.根据权利要求3所述的铁铬液流电池电解液再生系统，其特征在于，所述再生釜于第一水力喷射器的一侧设有第一压力表，所述副反应釜于第二水力喷射器的一侧设有第二压力表。
5.根据权利要求4所述的铁铬液流电池电解液再生系统，其特征在于，所述进气管与再生釜之间设有进气阀。
6.根据权利要求5所述的铁铬液流电池电解液再生系统，其特征在于，所述尾气连通管与副反应釜之间设有气相连通阀。
7.根据权利要求6所述的铁铬液流电池电解液再生系统，其特征在于，所述再生釜与再生泵之间设有第一出料阀，所述再生泵与出料管之间设有第二出料阀。
8.根据权利要求7所述的铁铬液流电池电解液再生系统，其特征在于，所述再生泵与第一循环管之间设有第一循环管阀。
9.根据权利要求8所述的铁铬液流电池电解液再生系统，其特征在于，所述副反应泵与第二循环管之间设有第二循环管阀。
10.根据权利要求9所述的铁铬液流电池电解液再生系统，其特征在于，所述副反应釜与副反应泵之间设有第三出料阀，所述副反应泵与第二进料管之间设有第四出料阀。
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