RU2690013C1 - Система и способ производства ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности - Google Patents
Система и способ производства ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690013C1 RU2690013C1 RU2018130746A RU2018130746A RU2690013C1 RU 2690013 C1 RU2690013 C1 RU 2690013C1 RU 2018130746 A RU2018130746 A RU 2018130746A RU 2018130746 A RU2018130746 A RU 2018130746A RU 2690013 C1 RU2690013 C1 RU 2690013C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- vanadium
- pipeline
- electrolyte
- mass
- Prior art date
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 80
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 80
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 26
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- JBIQAPKSNFTACH-UHFFFAOYSA-K vanadium oxytrichloride Chemical compound Cl[V](Cl)(Cl)=O JBIQAPKSNFTACH-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 53
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- 229910001456 vanadium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 201
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 71
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 59
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 35
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 28
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 23
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 18
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 17
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium group Chemical group [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 4
- 239000006199 nebulizer Substances 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 18
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 13
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 3
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N Butyraldehyde Chemical compound CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010613 Electrolyte Activity Effects 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000004176 ammonification Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010063493 Premature ageing Diseases 0.000 description 1
- 208000032038 Premature aging Diseases 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QUEDYRXQWSDKKG-UHFFFAOYSA-M [O-2].[O-2].[V+5].[OH-] Chemical compound [O-2].[O-2].[V+5].[OH-] QUEDYRXQWSDKKG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- -1 etc. Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- HGBOYTHUEUWSSQ-UHFFFAOYSA-N valeric aldehyde Natural products CCCCC=O HGBOYTHUEUWSSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
- H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
- H01M8/188—Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J14/00—Chemical processes in general for reacting liquids with liquids; Apparatus specially adapted therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0006—Controlling or regulating processes
- B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/245—Stationary reactors without moving elements inside placed in series
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
- B01J8/0055—Separating solid material from the gas/liquid stream using cyclones
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
- B01J8/1827—Feeding of the fluidising gas the fluidising gas being a reactant
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/26—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G31/00—Compounds of vanadium
- C01G31/02—Oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00743—Feeding or discharging of solids
- B01J2208/00752—Feeding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00743—Feeding or discharging of solids
- B01J2208/00761—Discharging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00002—Chemical plants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
- H01M2300/0005—Acid electrolytes
- H01M2300/0011—Sulfuric acid-based
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системе и способу получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности. Согласно изобретению система и способ получения ванадиевого электролита включает преобразование высокочистого окситрихлорида ванадия в соль аммония в псевдоожиженном слое (2) путем аммонизации газовой фазы, восстановление соли аммония в оксиде ванадия низкой валентности со средней валентностью ванадия 3,5 в другом псевдоожиженном слое (3), добавление чистой воды и серной кислоты для растворения и последующую активацию ультразвуком для получения ванадиевого электролита с валентностью 3,5, который можно непосредственно использовать в новой полностью ванадиевой проточной редокс-аккумуляторной батарее. Способ получения соли аммония с содержанием ванадия в псевдоожиженном слое (2) путем аммонизации газовой фазы занимает мало времени и отличается высокой эффективностью. Точное регулирование валентного состояния продукта восстановления осуществляют путем размещения внутреннего элемента в псевдоожиженном слое (3) восстановления, а ионы ванадия активируют ультразвуком, что значительно повышает активность электролита. Техническим результатом является высокая эффективность, качество и хорошая чистота продукта, экономическая и социальная выгода. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 пр., 1 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к областям получения энергии и химической технологии, в частности, к системе и способу получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Стандартное ископаемое топливо всегда было основным источником энергии, тем не менее длительное и интенсивное использование привело к истощению ресурсов и серьезному загрязнению окружающей среды. Внимание общества постепенно привлекало развитие и использование источников чистой возобновляемой энергии, такие как ветер, вода, солнце, приливы и отливы. Тем не менее, источники возобновляемой энергии представляют сложность для использования существующими системами управления энергией в связи с присущим им непостоянством доступности.
Технология хранения энергии является одним из путей решения таких проблем. В различных типах систем хранения энергии полностью ванадиевый проточный редокс-аккумулятор ПРА (VRB) является перспективным устройством хранения. Важнейшим преимуществом ПРА является его гибкость - емкость по мощности и по энергии независимы друг от друга. Мощность ПРА зависит от количества аккумуляторных элементов и полезной площади электродов аккумуляторных элементов, в то время как энергоемкость зависит от концентрации активного материала в электролите и объема электролита. Каждый аккумуляторный элемент состоит из двух электродных камер (камеры положительного и отрицательного электрода), разделенных протонообменной мембраной. Электролит, являющийся сульфатным раствором ванадия, используют для хранения энергии. Когда электролит протекает через аккумуляторный элемент, в камерах положительного и отрицательного электролита происходят окислительно-восстановительные реакции V(IV)/V(V) и V(II)/V(III), соответственно. Ванадиевый электролит является неотъемлемым компонентов полностью ванадиевого проточного редокс-аккумулятора.
Новый комплект ванадиевых аккумуляторов обычно сконфигурирован с использованием смешанного электролита с соотношением концентраций V(III) к V(IV), равным 1:1, чтобы средняя валентность ионов ванадия в электролите составляла 3,5. Такой электролит может быть непосредственно добавлен для использования в камеры положительного и отрицательного электрода, что упрощает использование. Чистота ванадиевого электролита играет важную роль для характеристик аккумулятора, а высокая концентрация примесей в электролите приведет к следующим проблемам: (1) Конкурирующая реакция между ионами примесей и ионами ванадия, что снижает эффективность аккумулятора. (2) В камере положительного электрода ионы примесей откладываются на электроде из графитового фетра, что приводит к блокировке зазора в графитовом фетре и уменьшению определенной площади поверхности графитового фетра, что таким образом влияет на эффективность зарядки и разрядки. (3) В камере отрицательного электрода ионы примесей будут влиять на перенапряжение выделения водорода, и образование газа будет влиять на баланс давления внутри аккумулятора. (4) Ионы примесей сокращают срок службы протонообменной мембраны. (5) Ионы примесей влияют на устойчивость ионов ванадия, что приводит к преждевременному старению электролита.
Активность ванадиевого электролита относится к эффективной концентрации ионов ванадия в электролите, которые могут быть использованы для зарядки и разрядки. На ионы ванадия в электролите влияет температура, примеси и т.д., и возникает кислородная мостиковая связь, что приводит к образованию поликонденсации и снижению электрохимической активности. Таким образом, увеличение активности ванадиевого электролита может значительно увеличить эффективность ванадиевых ресурсов, что снизит стоимость ванадиевого аккумулятора.
Способы получения электролита ПРА следующие: (1) способ VOSO4: В патенте США US 849094 раскрыт смешанный электролит с соотношением концентраций V(III) к V(IV), равным 1:1, полученный посредством растворения VOSO4 в растворе серной кислоты, а затем - электрохимического регулирования валентного состояния. Основной проблемой данного способа является более сложный процесс получения VOSO4 и высокая стоимость, что не способствует крупномасштабному применению в ПРА. Для VOSO4 сложно достичь высокой степени очистки, поэтому электролит, полученный за счет такого процесса, содержит больше примесей. Для регулирования соотношения концентраций V(III) к V(IV) до 1:1 требуется электрохимическая обработка, чтобы средняя валентность ионов ванадия в электролите составляла 3,5. (2) Способ химического восстановления: В китайской патентной заявке CN 101562256 раскрыт смешанный ванадиевый электролит из V(III) и V(IV), полученный за счет добавления восстановителя, например, щавелевой кислоты, масляного альдегида и т.д., в смешанную систему V2O5 и раствора серной кислоты, и выдерживания смеси при 50-100°C в течение 0,5-10 часов для химического восстановления. Основной проблемой способа является то, что нелегко достичь точного контроля за степенью восстановления. Для V2O5, полученного существующим способом, сложно достичь высокой степени очистки, и электролит, полученный за счет такого процесса, содержит больше примесей. За счет добавления восстановителя в систему ванадиевого электролита будет введена новая примесь, что повлияет на чистоту электролита. (3) Электролитический способ: В международном патенте РСТ AKU88/000471 раскрыт смешанный электролит с соотношением концентраций V(III) и V(IV), равным 1:1, полученный посредством добавления активированного V2O5 в раствор серной кислоты, а затем - выполнения электролиза при постоянном токе. Получение ванадиевого электролита электролитическим способом подходит для крупномасштабного производства электролита, но процесс требует предварительной активирующей обработки, для чего необходимо дополнительное электролитическое устройство, и расходует электроэнергию. Также проблема состоит в том, что электролит содержит больше примесей. (4) Способ за счет растворения оксида ванадия низкой валентности: В китайской патентной заявке CN 101728560 A раскрыто, что V2O3 используют в качестве сырья и растворяют в соотношении 1:1 в разбавленной серной кислоте при температуре 80-150°C, чтобы получить раствор V2(SO4)3, используемый как электролит отрицательного электрода. Основной проблемой процесса является то, что он выполняется при температуре 80-150°C (при которой V(III) гидрат иона ванадия предрасположен к формированию кислородной мостиковой связи, что приводит к поликонденсации и пониженной активности электролита) и в нем отсутствует этап активации. Данный способ может быть применен только для получения электролита отрицательного электрода с узкой областью применения. Несмотря на то, что промышленный V2O3 высокой чистоты, используемый в патенте, имеет общее содержание ванадия 67% (соответствующее чистоте 98,5%), он все еще содержит множество ионов примесей. В китайской патентной заявке CN 102468509 A раскрыт способ для получения электролита для ванадиевого аккумулятора, содержащий: получение V2O3 посредством сегментного кальцинирования при 200-300°C и 600-700°C с использованием метаванадата аммония и бикарбоната аммония в качестве сырья, растворение V2O3 в разбавленной серной кислоте и осуществление реакции в течение 5-20 часов при 50-120°C для получения раствора V2(SO4)3, и растворение V2O5 в растворе V2(SO4)3 и осуществление реакции в течение 1-3 часов при 80-110°C, чтобы получить электролит для ванадиевого аккумулятора со средней валентностью иона ванадия, равной 3,5. В данном патенте раствор V2(SO4)3 получают как электролит отрицательного электрода. Основной проблемой способа является длительное осуществление растворения при высокой температуре (при которой V(III) гидрат иона ванадия предрасположен к формированию кислородной мостиковой связи, что приводит к поликонденсации и пониженной активности электролита) и отсутствие этапа активации, а также невысокая чистота электролита. В китайской патентной заявке CN 103401010 A раскрыт способ для получения электролита для полностью ванадиевого проточного редокс-аккумулятора, содержащий: снижение количества порошка V2O5 в водороде для получения порошка V2O4 и порошка V2O3, растворение V2O4 и V2O3 в концентрированной серной кислоте, соответственно, чтобы получить электролиты положительного и отрицательного электрода ванадиевого аккумулятора. Основная проблема патента состоит в том, что не указан определенный процесс восстановления. Порошок V2O4 получают за счет снижения количества V2O5 в водороде, тем не менее в процессе имеет тенденцию происходить чрезмерное восстановление или недостаточное восстановление, и процесс может быть достигнут только за счет точного контроля, но в патенте не представлены мероприятия для точного контроля восстановления. Кроме того, чистота низкая. В китайских патентных заявках CN 101880059 А и CN 102557134 А раскрыта печь для восстановления в кипящем слое и способ восстановления для получения триоксида ванадия высокой чистоты, где внутренний элемент передачи тепла добавляют в псевдоожиженный слой для достижения повышенной передачи тепла; и циклонное предварительное нагревание применяют для увеличения степени использования энергии и эффективного получения V2O3. Тем не менее, так как системы не оснащены функцией точного контроля восстановления, способы, раскрытые в этих двух патентных заявках, подходят только для получения V2O3 и не подходят для получения других оксидов ванадия низкой валентности.
Таким образом, в уровне техники существует острая необходимость в устранении недостатков процесса и технологии получения электролита для полностью ванадиевого проточного редокс-аккумулятора, чтобы упростить процесс получения, увеличить чистоту и активность электролита и увеличить простоту получения и использования электролита.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Принимая во внимание вышеизложенное, настоящее изобретение предлагает систему и способ для получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности, чтобы упростить процесс получения, увеличить чистоту и активность электролита, увеличить простоту получения электролита и способствовать его приготовлению и использованию. Для достижения данных целей настоящее изобретение основано на следующих технических решениях.
Настоящее изобретение предлагает систему для производства ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности, содержащую бак 1 для хранения окситрихлорида ванадия, псевдоожиженный слой 2 аммонизации газовой фазы, псевдоожиженный слой 3 восстановления, устройство 4 предварительного охлаждения, вторичное устройство 5 охлаждения, устройство 6 подачи оксида ванадия низкой валентности, реактор 7 для растворения и устройство 8 активации;
в которой псевдоожиженный слой 2 аммонизации газовой фазы содержит испаритель 2-1 окситрихлорида ванадия, испаритель 2-2 очищенного водного аммиака, распылитель 2-3 хлорида, массу 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы, первый циклонный сепаратор 2-5 и осадительную колонну 2-6 хлорида аммония;
псевдоожиженный слой 3 восстановления содержит клапан 3-1 материала, массу 3-2 слоя, отводящее устройство 3-3, газовый нагреватель 3-4, очиститель 3-5 газа и вторичный циклонный сепаратор 3-6;
устройство 4 предварительного охлаждения содержит циклонный охладитель 4-1 и третий циклонный сепаратор 4-2;
устройство 6 подачи оксида ванадия низкой валентности содержит загрузочную воронку 6-1 оксида ванадия низкой валентности и шнековый питатель 6-2 оксида ванадия низкой валентности;
в которой вывод сырья на дне бака 1 для хранения окситрихлорида ванадия соединен с вводом сырья испарителя 2-1 окситрихлорида ванадия через трубопровод; ввод сырья испарителя 2-1 окситрихлорида ванадия соединен с основной трубой очищенного газообразного азота через трубопровод; вывод газа испарителя 2-1 окситрихлорида ванадия соединен с вводом газа распылителя 2-3 хлорида через трубопровод; ввод сырья испарителя 2-2 очищенного водного аммиака соединен с основной трубой очищенного водного аммиака и основной трубой очищенного газообразного азота, соответственно, через трубопроводы; вывод газа испарителя 2-2 очищенного водного аммиака соединен с вводом газа на дне массы 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы через трубопровод; вывод сырья в верхней части массы 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы соединен с вводом сырья клапана 3-1 материала через трубопровод; первый циклонный сепаратор 2-5 расположен в центре верхней части расширительного участка массы 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы; вывод газа первого циклонного сепаратора 2-5 соединен с вводом газа осадительной колонны 2-6 хлорида аммония через трубопровод; и вывод газа осадительной колонны 2-6 хлорида аммония соединен с вводом газа системы абсорбции остаточного газа через трубопровод;
вывод сырья клапана 3-1 материала соединен с вводом сырья массы 3-2 слоя через трубопровод; вход воздуха аэрации клапана 3-1 материала соединен с основной трубой газообразного азота через трубопровод; вывод сырья массы 3-2 слоя соединен с вводом отводящего устройства 3-3 через трубопровод; вывод сырья отводящего устройства 3-3 соединен с вводом сырья третьего циклонного сепаратора 4-2 через трубопровод; ввод газа массы 3-2 слоя соединен с выводом газа нагревателя 3-4 газа через трубопровод; ввод газа нагревателя 3-4 газа соединен с выводом газа очистителя 3-5 газа и выводом газа третьего циклонного сепаратора 4-2, соответственно, через трубопроводы; ввод воздуха для горения нагревателя 3-4 газа соединен с основной трубой сжатого воздуха через трубопровод; ввод топлива нагревателя 3-4 газа соединен с основной трубой топлива через трубопровод; ввод газа очистителя 3-5 газа соединен с основной трубой восстановительного газа через трубопровод; второй циклонный сепаратор 3-6 расположен в центре верхней части расширительного участка массы 3-2 слоя; и вывод газа второго циклонного сепаратора 3-6 соединен с вводом газа на дне массы 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы через трубопровод;
ввод газа циклонного охладителя 4-1 соединен с основной трубой очищенного газообразного азота через трубопровод; вывод сырья циклонного охладителя 4-1 соединен с вводом сырья вторичного охлаждающего устройства 5; вывод газа циклонного охладителя 4-1 соединен с вводом газа третьего циклонного сепаратора 4-2 через трубопровод; и вывод сырья третьего циклонного сепаратора 4-2 соединен с вводом газа циклонного охладителя 4-1 через трубопровод;
вывод сырья вторичного охлаждающего устройства 5 соединен с вводом сырья загрузочной воронки 6-1 оксида ванадия низкой валентности через трубопровод; ввод технологической воды вторичного охлаждающего устройства 5 соединен с основной трубой технологической воды через трубопровод; и вывод отработанной воды вторичного охлаждающего устройства 5 соединен с системой охлаждения воды через трубопровод;
вывод сырья на дне загрузочной воронки 6-1 оксида ванадия низкой валентности соединен с вводом сырья шнекового питателя 6-2 для оксида ванадия низкой валентности; и вывод сырья шнекового питателя 6-2 оксида ванадия соединен с вводом сырья реактора 7 для растворения через трубопровод;
ввод очищенной воды реактора 7 для растворения соединен с основной трубой очищенной воды через трубопровод; ввод серной кислоты реактора 7 для растворения соединен с основной трубой серной кислоты через трубопровод; вывод газа реактора 7 растворения соединен с системой абсорбции остаточного газа; и вывод первичного электролита реактора 7 растворения соединен с вводом первичного устройства 8 активации через трубопровод.
Настоящее изобретение дополнительно предлагает способ для получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности на основе вышеуказанной системы, содержащий следующие этапы:
испарение и подогрев окситрихлорида ванадия в баке 1 для хранения окситрихлорида ванадия и газообразного азота из основной трубы очищенного газообразного азота в испарителе 2-1 окситрихлорида ванадия с последующим введением массы 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы через распылитель 2-3 хлорида; испарение и подогрев очищенного водного аммиака и очищенного газообразного азота в испарителе 2-2 очищенного водного аммиака с последующим объединением с остаточным газом высокой температуры из второго циклонного сепаратора 3-6 при псевдоожиженном слое восстановления и совместной передачей в массу 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы, в результате чего окситрихлорид ванадия аммонизируется, а порошковый материал поддерживается в псевдоожиженном состоянии с образованием порошковой соли аммония и остаточного газа с высоким содержанием хлорида аммония; отведение порошковой соли аммония в массу 3-2 слоя через клапан 3-1 материала; и удаление пыли из остаточного газа в первом циклонное сепараторе 2-5 с последующим направлением в осадительную колонну 2-6 хлорида аммония и транспортировки остаточного газа после осаждения в систему абсорбции остаточного газа;
последовательное введение очищенного газообразного азота из основной трубы очищенного газообразного азота в циклонный охладитель 4-1 и третий циклонный сепаратор 4-2 с последующим объединением с восстановительным газом, очищенным в очистителе 3-5 газа, и подогрев газовой смеси нагревателем 3-4 газа с последующей передачей в массу 3-2 слоя, в результате чего соль аммония вступает в реакцию восстановления, а порошковый материал поддерживается в псевдоожиженном состоянии, и удаление пыли из полученного остаточного газа во втором циклонном сепараторе 3-6 с последующим объединением с газом из испарителя 2-2 очищенного водного аммиака и совместной передачей в массу 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы; последовательное введение полученного оксида ванадия с низкой валентностью в отводящее устройство 3-3, третий циклонный сепаратор 4-2, циклонный охладитель 4-1, вторичное охлаждающее устройство 5, загрузочную воронку 6-1 оксида ванадия низкой валентности, и введение в реактор 7 растворения через шнековый питатель 6-2 оксида ванадия низкой валентности с последующим вступлением в реакцию растворения вместе с чистой водой из основной трубы чистой воды и серной кислотой из основной трубы серной кислоты с целью получения первичного ванадиевого электролита; передача полученных кислотных паров в систему обработки остаточного газа; и активация первичного электролита с помощью устройства 8 для активации с целью получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности.
Вторая характеристика настоящего изобретения состоит в том, что сырьевой материал окситрихлорида ванадия обладает чистотой 99%-99,9999%, т.е., 2N-6N.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения в испарителе 2-1 окситрихлорида ванадия рабочая температура составляет 40-240°C, а молярное соотношение газообразного азота и окситрихлорида ванадия при испарении составляет 0,10-10,00.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения в испарителе 2-2 очищенного водного аммиака рабочая температура составляет 40-240°C, массовое соотношение газообразного азота и водного аммиака составляет 0,10-10,00, а концентрация водного аммиака при испарении составляет 15 моль/л.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения в массе 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы получают соль аммония с содержанием ванадия путем аммонизации газовой фазы окситрихлорида ванадия, причем во время аммонизации газовой фазы массовое соотношение введенного водного аммиака и окситрихлорида ванадия составляет 1,00-10,00, рабочая температура составляет 350-450°C, а среднее время выдержки порошка составляет 30-180 мин.
Согласно пятому аспекту настоящего изобретения, полученная в массе 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы соль аммония представляет собой поливанадат аммония и/или метаванадат аммония и/или хлорид аммония.
Шестая характеристика настоящего изобретения заключается в том, что в массе 3-2 псевдоожиженного слоя восстановления рабочая температура составляет 450-700°C при восстановлении, и после очищения газа восстановления очистителем 3-5 содержание органических веществ составляет менее 1 мг/Нм3, общее содержание твердых частиц составляет менее 2 мг/Нм3, объемное содержание газа восстановления в смеси введенного газообразного азота и газа восстановления составляет 10%-90%, а среднее время выдерживания порошка составляет 30-90 мин.
Седьмая характеристика настоящего изобретения состоит в том, что ванадиевый электролит является смешанным электролитом с соотношением молярной концентрации ионов ванадия V(III) и V(IV), равным 1:1, и средней валентностью ионов ванадия 3,5, и электролит ванадия может быть использован непосредственно в новом комплекте полностью ванадиевых проточных редокс-аккумуляторов.
Согласно восьмому аспекту настоящего изобретения в устройстве 8 активации ионы ванадия активируют ультразвуком, причем время растворения и активации составляет 30-300 минут, температура растворения и активации - 20-45°C, плотность потока мощности микроволн - 10-300 Вт/л и частота микроволн - 28 кГц, 40 кГц или 60 кГц.
Электролит, полученный в соответствии с данным изобретением, обладает высокой чистотой, высокой активностью и простой совокупностью компонентов. Настоящее изобретение обеспечивает следующие отличительные преимущества:
(1) Высокая чистота: окситрихлорид ванадия, легко поддающийся глубокой очистке, используется в качестве сырьевого материала, и легко получить окситрихлорид ванадия высокой чистоты с чистотой 2N-6N. Возьмем, например, окситрихлорид ванадия 5N, оксид ванадия низкой валентности с чистотой 4N5 (т.е. с чистотой 99,995%) может быть получен за счет настоящего изобретения, и, таким образом, может быть получен электролит высокой чистоты. В дополнение к эффективным компонентам общее содержание примесей составляет менее 5 мкг/г.
(2) Аммонизация газовой фазы в псевдоожиженном слое: процесс занимает непродолжительное время, а производительность высока, что удобно для использования в промышленности.
(3) Точный контроль восстановления: прямоугольный мульти-резервуарный псевдоожиженный слой используется для достижения точного контроля за восстановлением валентного состояния.
(4) Повторное использование остаточного высокотемпературного газа с высоким содержанием аммиака из псевдоожиженного слоя восстановления: благодаря поступлению остаточного газа высокой температуры, полученного из псевдоожиженного слоя восстановления, в псевдоожиженный слой аммонизации газовой фазы через трубопровод, физическую теплоту остаточного газа высокой температуру можно использовать при повторном использовании газообразного аммиака.
(5) Высокая активность: ионы ванадия активируются ультразвуком, значительно повышая активность электролита.
Удобство транспортировки: процесс получения электролита короткий и подходит для компоновки ванадиевых аккумуляторов на месте установки, оксид ванадия низкой валентности может быть транспортирован, что значительно снижает затраты на транспортировку.
Электролит с валентностью 3,5: электролит подходит для компоновки нового комплекта ванадиевых аккумуляторов и может быть непосредственно добавлен для использования в камеры положительного и отрицательного электрода, что упрощает использование.
Настоящее изобретение обеспечивает преимущества низкого энергопотребления при производстве и низких операционных затрат, высокой чистоты продукта, стабильного качества, простого получения электролита и компоновки и т.д., а также подходит для крупномасштабного промышленного производства электролита для полностью ванадиевого проточного редокс-аккумулятора с экономическими и социальными выгодами.
КРАТКОЕ РАСКРЫТИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Прилагаемый чертеж использован для обеспечения дополнительной иллюстрации настоящего изобретения и составляет часть раскрытия. Он использован для пояснения настоящего изобретения совместно с примерами настоящего изобретения, но не для ограничения настоящего изобретения.
Фиг. 1 представляет собой схему, иллюстрирующую конфигурацию системы получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности согласно настоящему изобретению.
Ссылочные позиции:
1 Бак для хранения окситрихлорида ванадия
2 Псевдоожиженный слой газофазной аммонификации
2-1 Испаритель для окситрихлорида ванадия
2-2 Испаритель очищенного водного аммиака
2-3 Распылитель хлорида
2-4 Масса псевдоожиженного слоя газофазной аммонификации
2-5 Первичный циклонный сепаратор
2- 6 Осадительная колонна хлорида аммония
3 Псевдоожиженный слой восстановления
3-1 Клапан материала
3-2 Масса слоя
3-3 Отводящее устройство
3-4 Газонагреватель
3-5 Очиститель газа
3-6 Вторичный циклонный сепаратор
4 Устройство предварительного охлаждения
4-1 Циклонный охладитель
4-2 Третичный циклонный сепаратор
5 Вторичное устройство охлаждения
6 Устройство подачи оксида ванадия низкой валентности
6-1 Загрузочная воронка оксида ванадия низкой валентности
6-2 Шнековый питатель оксида ванадия низкой валентности
7 Реактор растворения
8 Устройство активации
ПОДРОБНОЕ РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для того чтобы прояснить цель, техническое решение и преимущества настоящего изобретения, в примерах настоящего изобретения техническое решение будет раскрыто ясно и полностью ниже со ссылкой на прилагаемый чертеж примеров настоящего изобретения. Очевидно, раскрытые примеры представляют собой лишь часть примеров настоящего изобретения, а не все примеры. Стоит отметить, что примеры использованы лишь для иллюстрации технического решения настоящего изобретения, а не ограничения настоящего изобретения. Фиг. 1 представляет собой схему, иллюстрирующую конфигурацию системы получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности согласно настоящему изобретению.
Пример 1
Как показано со ссылкой на ФИГ. 1, система для производства ванадиевого электролита высокой чистоты с валентностью 3,5, используемая в данном примере, содержит бак 1 для хранения окситрихлорида ванадия, псевдоожиженный слой 2 аммонизации газовой фазы, псевдоожиженный слой 3 восстановления, устройство 4 предварительного охлаждения, вторичное устройство 5 охлаждения, устройство 6 подачи оксида ванадия низкой валентности, реактор 7 растворения и устройство 8 активации.
Псевдоожиженный слой 2 аммонизации газовой фазы содержит испаритель 2-1 окситрихлорида ванадия, испаритель 2-2 очищенного водного аммиака, распылитель 2-3 хлорида, массу 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы, первый циклонный сепаратор 2-5 и осадительную колонну 2-6 хлорида аммония.
Псевдоожиженный слой 3 восстановления содержит питатель 3-1, массу 3-2 слоя, отводящее устройство 3-3, газовый нагреватель 3-4, очиститель 3-5 газа и первичный циклонный сепаратор 3-6.
Устройство 4 предварительного охлаждения содержит циклонный охладитель 4-1 и третий циклонный сепаратор 4-2.
Устройство 6 подачи оксида ванадия низкой валентности содержит загрузочную воронку 6-1 оксида ванадия низкой валентности и шнековый питатель 6-2 оксида ванадия низкой валентности.
Вывод сырья на дне бака 1 для хранения окситрихлорида ванадия соединен с вводом сырья испарителя 2-1 окситрихлорида ванадия через трубопровод; ввод сырья испарителя 2-1 окситрихлорида ванадия соединен с основной трубой очищенного газообразного азота через трубопровод; вывод газа испарителя 2-1 окситрихлорида ванадия соединен с вводом газа распылителя 2-3 хлорида через трубопровод; ввод сырья испарителя 2-2 очищенного водного аммиака соединен с основной трубой очищенного водного аммиака и основной трубой очищенного газообразного азота, соответственно, через трубопроводы; вывод газа испарителя 2-2 очищенного водного аммиака соединен с вводом газа на дне массы 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы через трубопровод; вывод сырья в верхней части массы 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы соединен с вводом сырья клапана 3-1 материала через трубопровод; первый циклонный сепаратор 2-5 расположен в центре верхней части расширительного участка массы 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы; вывод газа первого циклонного сепаратора 2-5 соединен с вводом газа осадительной колонны 2-6 хлорида аммония через трубопровод; и вывод газа осадительной колонны 2-6 хлорида аммония соединен с вводом газа системы абсорбции остаточного газа через трубопровод.
Вывод сырья клапана 3-1 материала соединен с вводом сырья массы 3-2 слоя через трубопровод; вход воздуха аэрации клапана 3-1 материала соединен с основной трубой газообразного азота через трубопровод; вывод сырья массы 3-2 слоя соединен с вводом отводящего устройства 3-3 через трубопровод; вывод сырья отводящего устройства 3-3 соединен с вводом сырья третьего циклонного сепаратора 4-2 через трубопровод; ввод газа массы 3-2 слоя соединен с выводом газа нагревателя 3-4 газа через трубопровод; ввод газа нагревателя 3-4 газа соединен с выводом газа очистителя 3-5 газа и выводом газа третьего циклонного сепаратора 4-2, соответственно, через трубопроводы; ввод воздуха для горения нагревателя 3-4 газа соединен с основной трубой сжатого воздуха через трубопровод; ввод топлива нагревателя 3-4 газа соединен с основной трубой топлива через трубопровод; ввод газа очистителя 3-5 газа соединен с основной трубой восстановительного газа через трубопровод; второй циклонный сепаратор 3-6 расположен в центре верхней части расширительного участка массы 3-2 слоя; и вывод газа второго циклонного сепаратора 3-6 соединен с вводом газа на дне массы 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы через трубопровод.
Ввод газа циклонного охладителя 4-1 соединен с основной трубой очищенного газообразного азота через трубопровод; вывод сырья циклонного охладителя 4-1 соединен с вводом сырья вторичного охлаждающего устройства 5; вывод газа циклонного охладителя 4-1 соединен с вводом газа третьего циклонного сепаратора 4-2 через трубопровод; и вывод сырья третьего циклонного сепаратора 4-2 соединен с вводом газа циклонного охладителя 4-1 через трубопровод.
Вывод сырья вторичного охлаждающего устройства 5 соединен с вводом сырья загрузочной воронки 6-1 оксида ванадия низкой валентности через трубопровод; ввод технологической воды вторичного охлаждающего устройства 5 соединен с основной трубой технологической воды через трубопровод; и вывод воды вторичного охлаждающего устройства 5 соединен с системой охлаждения воды через трубопровод.
Вывод сырья на дне загрузочной воронки 6-1 оксида ванадия низкой валентности соединен с вводом сырья шнекового питателя 6-2 для оксида ванадия низкой валентности; и вывод сырья шнекового питателя 6-2 оксида ванадия соединен с вводом сырья реактора 7 для растворения через трубопровод.
Ввод очищенной воды реактора 7 для растворения соединен с основной трубой очищенной воды через трубопровод; ввод концентрированной серной кислоты реактора 7 для растворения соединен с основной трубой концентрированной серной кислоты через трубопровод; вывод газа реактора 7 растворения соединен с системой обработки остаточного газа; и вывод первичного электролита реактора 7 растворения соединен с вводом первичного электролита устройства (8) активации через трубопровод.
Пример 2
Вышеописанную систему используют в данном примере для получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности. Способ, в частности, содержит следующие этапы.
Окситрихлорид ванадия в баке 1для хранения окситрихлорида ванадия и газообразный азот из основной трубы очищенного газообразного азота испаряют и подогревают в испарителе 2-1 окситрихлорида ванадия, а затем подают в массу 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы через распылитель 2-3 хлорида. Очищенный водный аммиак и очищенный газообразный азот испаряют и подогревают в испарителе 2-2 очищенного водного аммиака, после чего объединяют с остаточным газом высокой температуры из второго циклонного сепаратора 3-6 псевдоожиженного слоя восстановления и совместно передают в массу 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы, в результате чего окситрихлорид ванадия аммонизируется, а порошковый материал поддерживается в псевдоожиженном состоянии с образованием порошковой соли аммония и остаточного газа с высоким содержанием хлорида аммония. Порошок соли аммония выгружают в массу 3-2 слоя через клапан 3-1 материала. Из остаточного газа удаляют пыль в первом циклонном сепараторе 2-5, после чего подают в осадительную колонну 2-6 хлорида аммония, а остаточный газ после осаждения транспортируют в систему абсорбции остаточного газа.
Очищенный газообразный азот из основной трубы очищенного газообразного азота последовательно подают в циклонный охладитель 4-1 и третий циклонный сепаратор 4-2, после чего объединяют с восстановительным газом, очищенным в очистителе 3-5 газа; газовую смесь предварительно нагревают нагревателем 3-4 газа, после чего передают в массу 3-2 слоя, в результате чего соль аммония вступает в реакцию восстановления, а порошковый материал поддерживается в псевдоожиженном состоянии; из полученного остаточного газа удаляют пыль во втором циклонном сепараторе 3-6, после чего объединяют с газом из испарителя 2-2 очищенного водного аммиака и совместно передают в массу 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы. Полученный оксид ванадия низкой валентности последовательно вводят в отводящее устройство 3-3, третий циклонный сепаратор 4-2, циклонный охладитель 4-1, вторичное охлаждающее устройство 5 и загрузочную воронку 6-1 оксида ванадия низкой валентности, а также в реактор 7 растворения через шнековый питатель 6-2 оксида ванадия низкой валентности, после чего подвергают реакции растворения вместе с чистой водой из основной трубы чистой воды и серной кислоты из основной трубы серной кислоты для получения первичного ванадиевого электролита. Образовавшийся кислотный газ передают в систему обработки остаточного. Первичный электролит активируют в устройства 8 активации в целях получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности.
Пример 3
В этом примере окситрихлорид ванадия (с чистотой более 2N) был использован как сырьевой материал, и производительность составляла 3 кг/ч. В испарителе 2-1 окситрихлорида ванадия рабочая температура составила 40°C, а молярное соотношение газообразного азота и окситрихлорида ванадия при испарении составило 10:1. В испарителе 2-2 очищенного водного аммиака рабочая температура составила 40°C, а массовое соотношение газообразного азота и водного аммиака при испарении составила 10:1. В массе 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы массовое соотношение жидкого аммиака и окситрихлорида ванадия составило 10:1 во время аммонизации газовой фазы, рабочая температура составила 350°C, а среднее время выдержки порошка - 180 минут во время аммонизации газовой фазы; была получена соль аммония с содержанием ванадия. В псевдоожиженном слое 3 восстановления введенным газом восстановления был газообразный водород, объемная доля газообразного водорода в смешанном газе из газообразного водорода и угольного газа, введенных в псевдоожиженный слой 3 восстановления, составляла 10%, среднее время выдерживания порошка составляло 90 мин., рабочая температура составляла 350°C, и был получен оксид ванадия низкой валентности со средней валентностью 3,5, и была достигнута чистота 98,5%. Для получения первичного электролита в реактор для растворения добавили концентрированную серную кислоту электронной чистоты и очищенную воду (с сопротивлением 15,0 МОм⋅см), температура растворения составила 90°C. В устройстве 8 активации активация проводилась в течение 300 минут при температуре 20°C, с плотностью ультразвуковой энергии 10 Вт/л и частотой 28 кГц, имея целью получить ванадиевый электролит с общим содержанием примесей менее 0,5% (за исключением действующих компонентов).
Пример 4
В этом примере окситрихлорид ванадия (с чистотой более 3N) был использован как сырьевой материал, и производительность составляла 30 кг/ч. В испарителе 2-1 окситрихлорида ванадия рабочая температура составила 240°C, а молярное соотношение газообразного азота и окситрихлорида ванадия при испарении составило 1:10. В испарителе 2-2 очищенного водного аммиака рабочая температура составила 240°C, а массовое соотношение газообразного азота и водного аммиака при испарении составила 1:10. В массе 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы массовое соотношение жидкого аммиака и окситрихлорида ванадия составило 1:1 во время аммонизации газовой фазы, рабочая температура составила 450°C, а среднее время выдержки порошка - 30 минут во время аммонизации газовой фазы; была получена соль аммония с содержанием ванадия. В псевдоожиженном слое 3 восстановления введенным газом восстановления был угольный газ, объемная доля угольного газа в смешанном газе из угольного газа и газообразного азота, введенных в псевдоожиженный слой 90 восстановления, составляла 30%, среднее время выдерживания порошка составляло 700 мин., рабочая температура составляла 3.5°C, и был получен оксид ванадия низкой валентности со средней валентностью 99,5, и была достигнута чистота 99,85%. Для получения первичного электролита в реактор для растворения добавили концентрированную серную кислоту электронной чистоты и очищенную воду (с сопротивлением 18,0 МОм⋅см), температура растворения составила 90°C. В устройстве 8 активации активация проводилась в течение 30 минут при температуре 45°C, с плотностью ультразвуковой энергии 300 Вт/л и частотой 40 кГц, имея целью получить ванадиевый электролит высокой чистоты с общим содержанием примесей менее 0,05% (за исключением действующих компонентов).
Пример 5
В этом примере окситрихлорид ванадия (с чистотой более 4N) был использован как сырьевой материал, и производительность составляла 300 кг/ч. В испарителе 2-1 окситрихлорида ванадия рабочая температура составила 200°C, а молярное соотношение газообразного азота и окситрихлорида ванадия при испарении составило 1:5. В испарителе 2-2 очищенного водного аммиака рабочая температура составила 200°C, а массовое соотношение газообразного азота и водного аммиака при испарении составила 1:5. В массе 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы массовое соотношение жидкого аммиака и окситрихлорида ванадия составило 1:5 во время аммонизации газовой фазы, рабочая температура составила 400°C, а среднее время выдержки порошка - 30 минут во время аммонизации газовой фазы; была получена соль аммония с содержанием ванадия. В псевдоожиженном слое 3 восстановления введенным газом восстановления был угольный газ, объемная доля угольного газа в смешанном газе из угольного газа и газообразного азота составляла 90%, среднее время выдерживания порошка составляло 45 мин, рабочая температура составляла 600°C в псевдоожиженном слое восстановления, и был получен оксид ванадия низкой валентности со средней валентностью 3,5, и была достигнута чистота 99,95%. Для получения первичного электролита в реактор для растворения добавили концентрированную серную кислоту электронной чистоты и очищенную воду (с сопротивлением 18,0 МОм⋅см), температура растворения составила 90°C. В устройстве 8 активации активация проводилась в течение 200 минут при температуре 35°C, с плотностью ультразвуковой энергии 200 Вт/л и частотой 60 кГц, имея целью получить ванадиевый электролит высокой чистоты с общим содержанием примесей менее 0,005% (за исключением действующих компонентов).
Пример 6
В этом примере окситрихлорид ванадия (с чистотой более 5N) был использован как сырьевой материал, и производительность составляла 3000 кг/ч. В испарителе 2-1 окситрихлорида ванадия рабочая температура составила 210°C, а молярное соотношение газообразного азота и окситрихлорида ванадия при испарении составило 1:1. В испарителе 2-2 очищенного водного аммиака рабочая температура составила 210°C, а массовое соотношение газообразного азота и водного аммиака при испарении составило 1:2. В массе 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы массовое соотношение жидкого аммиака и окситрихлорида ванадия составило 1:3 во время аммонизации газовой фазы, рабочая температура составила 450°C, а среднее время выдержки порошка - 60 минут во время аммонизации газовой фазы; была получена соль аммония с содержанием ванадия. В псевдоожиженном слое 3 восстановления введенным газом восстановления был угольный газ, объемная доля угольного газа в смешанном газе из угольного газа и газообразного азота составляла 90%, среднее время выдерживания порошка составляло 60 мин, рабочая температура составляла 550°C в псевдоожиженном слое восстановления, и был получен оксид ванадия низкой валентности со средней валентностью 3,5, и была достигнута чистота 4N5 (т.е. 99,995%). Для получения первичного электролита в реактор для растворения добавили концентрированную серную кислоту электронной чистоты и очищенную воду (с сопротивлением 18,0 МОм⋅см), температура растворения составила 80°C. В устройстве 8 активации активация проводилась в течение 100 минут при температуре 25°C, с плотностью ультразвуковой энергии 100 Вт/л и частотой 40 кГц, имея целью получить ванадиевый электролит высокой чистоты с общим содержанием примесей менее 5 мкг/г (за исключением действующих компонентов).
Пример 7
В этом примере окситрихлорид ванадия (с чистотой более 6N) был использован как сырьевой материал, и производительность составляла 3000 кг/ч. В испарителе 2-1 окситрихлорида ванадия рабочая температура составила 210°C, а молярное соотношение газообразного азота и окситрихлорида ванадия при испарении составило 1:1. В испарителе 2-2 очищенного водного аммиака рабочая температура составила 210°C, а массовое соотношение газообразного азота и водного аммиака при испарении составило 1:2. В массе 2-4 псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы массовое соотношение жидкого аммиака и окситрихлорида ванадия составило 1:3 во время аммонизации газовой фазы, рабочая температура составила 450°C, а среднее время выдержки порошка - 60 минут во время аммонизации газовой фазы; была получена соль аммония с содержанием ванадия. В псевдоожиженном слое 3 восстановления введенным газом восстановления был угольный газ, объемная доля угольного газа в смешанном газе из угольного газа и газообразного азота составляла 90%, среднее время выдерживания порошка составляло 60 мин, рабочая температура составляла 550°C в псевдоожиженном слое восстановления, и был получен оксид ванадия низкой валентности со средней валентностью 3,5, и была достигнута чистота 5N5 (т.е. 99,9995%). Для получения первичного электролита в реактор для растворения добавили концентрированную серную кислоту электронной чистоты и очищенную воду (с сопротивлением 18,0 МОм⋅см), температура растворения составила 80°C. В устройстве 8 активации активация проводилась в течение 100 минут при температуре 25°C, с плотностью ультразвуковой энергии 100 Вт/л и частотой 40 кГц, имея целью получить ванадиевый электролит высокой чистоты с общим содержанием примесей менее 1 мкг/г (за исключением действующих компонентов).
Содержание, подробно не проиллюстрированное в настоящем изобретении, относится к хорошо известным в данной области технологиям.
Конечно, настоящее изобретение также может предусматривать разнообразные примеры. Согласно раскрытию настоящего изобретения специалисты в данной области могут внести разнообразные соответствующие изменения и модификации в пределах сущности и существа настоящего изобретения. Тем не менее, все соответствующие изменения и модификации должны соответствовать объему притязаний формулы изобретения настоящего изобретения.
Claims (22)
1. Система для производства ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности, содержащая бак (1) для хранения окситрихлорида ванадия, псевдоожиженный слой (2) аммонизации газовой фазы, псевдоожиженный слой (3) восстановления, устройство (4) предварительного охлаждения, вторичное устройство (5) охлаждения, устройство (6) подачи оксида ванадия низкой валентности, реактор (7) для растворения и устройство (8) активации;
в которой псевдоожиженный слой (2) аммонизации газовой фазы содержит испаритель (2-1) окситрихлорида ванадия, испаритель (2-2) очищенного водного аммиака, распылитель (2-3) хлорида, массу (2-4) псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы, первый циклонный сепаратор (2-5) и осадительную колонну (2-6) хлорида аммония;
псевдоожиженный слой (3) восстановления содержит питатель (3-1) сырья, массу (3-2) слоя, отводящее устройство (3-3), газовый нагреватель (3-4), очиститель (3-5) газа и второй циклонный сепаратор (3-6);
устройство (4) предварительного охлаждения содержит циклонный охладитель (4-1) и третий циклонный сепаратор (4-2);
устройство (6) подачи оксида ванадия низкой валентности содержит загрузочную воронку (6-1) оксида ванадия низкой валентности и шнековый питатель (6-2) оксида ванадия низкой валентности;
в которой вывод сырья на дне бака (1) для хранения окситрихлорида ванадия соединен с вводом сырья испарителя (2-1) окситрихлорида ванадия через трубопровод; ввод сырья испарителя (2-1) окситрихлорида ванадия соединен с основной трубой очищенного газообразного азота через трубопровод; вывод газа испарителя (2-1) окситрихлорида ванадия соединен с вводом газа распылителя (2-3) хлорида через трубопровод; ввод сырья испарителя (2-2) очищенного водного аммиака соединен с основной трубой очищенного водного аммиака и основной трубой очищенного газообразного азота соответственно через трубопроводы; вывод газа испарителя (2-2) очищенного водного аммиака соединен с вводом газа на дне массы (2-4) псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы через трубопровод; вывод сырья в верхней части массы (2-4) псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы соединен с вводом питателя (3-1) сырья через трубопровод; первый циклонный сепаратор (2-5) расположен в центре верхней части расширительного участка массы (2-4) псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы; вывод газа первого циклонного сепаратора (2-5) соединен с вводом газа осадительной колонны (2-6) хлорида аммония через трубопровод и вывод газа осадительной колонны (2-6) хлорида аммония соединен с вводом газа системы абсорбции остаточного газа через трубопровод;
вывод питателя (3-1) сырья соединен с вводом массы (3-2) слоя через трубопровод; вход воздуха аэрации питателя (3-1) сырья соединен с основной трубой газообразного азота через трубопровод; вывод массы (3-2) слоя соединен с вводом отводящего устройства (3-3) через трубопровод; вывод сырья отводящего устройства (3-3) соединен с вводом сырья третьего циклонного сепаратора (4-2) через трубопровод; ввод массы (3-2) слоя соединен с выводом газа нагревателя (3-4) газа через трубопровод; ввод газа нагревателя (3-4) газа соединен с выводом газа очистителя (3-5) газа и выводом газа третьего циклонного сепаратора (4-2) соответственно через трубопроводы; ввод воздуха для горения нагревателя (3-4) газа соединен с основной трубой сжатого воздуха через трубопровод; ввод топлива нагревателя (3-4) газа соединен с основной трубой топлива через трубопровод; ввод газа очистителя (3-5) газа соединен с основной трубой восстановительного газа через трубопровод; второй циклонный сепаратор (3-6) расположен в центре верхней части расширительного участка массы (3-2) слоя и вывод газа второго циклонного сепаратора (3-6) соединен с вводом газа на дне массы (2-4) псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы через трубопровод;
ввод газа циклонного охладителя (4-1) соединен с основной трубой очищенного газообразного азота через трубопровод; вывод сырья циклонного охладителя (4-1) соединен с вводом сырья вторичного охлаждающего устройства (5); вывод газа циклонного охладителя (4-1) соединен с вводом газа третьего циклонного сепаратора (4-2) через трубопровод и вывод сырья третьего циклонного сепаратора (4-2) соединен с вводом газа циклонного охладителя (4-1) через трубопровод;
вывод сырья вторичного охлаждающего устройства (5) соединен с вводом сырья загрузочной воронки (6-1) оксида ванадия низкой валентности через трубопровод; ввод технологической воды вторичного охлаждающего устройства (5) соединен с основной трубой технологической воды через трубопровод и вывод воды вторичного охлаждающего устройства (5) соединен с системой охлаждения воды через трубопровод;
вывод сырья на дне загрузочной воронки (6-1) оксида ванадия низкой валентности соединен с вводом сырья шнекового питателя (6-2) для оксида ванадия низкой валентности и вывод сырья шнекового питателя (6-2) оксида ванадия соединен с вводом сырья реактора (7) для растворения через трубопровод;
ввод очищенной воды реактора (7) для растворения соединен с основной трубой очищенной воды через трубопровод; ввод концентрированной серной кислоты реактора (7) для растворения соединен с основной трубой концентрированной серной кислоты через трубопровод; вывод газа реактора (7) растворения соединен с системой обработки остаточного газа и вывод первичного электролита реактора (7) растворения соединен с вводом первичного электролита устройства (8) активации через трубопровод.
2. Способ получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности, основанный на системе по п. 1, включающий в себя следующие этапы:
испарение и подогрев окситрихлорида ванадия в баке (1) для хранения окситрихлорида ванадия и газообразного азота из основной трубы очищенного газообразного азота в испарителе (2-1) окситрихлорида ванадия с последующим введением массы (2-4) псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы через распылитель (2-3) хлорида; испарение и подогрев очищенного водного аммиака и очищенного газообразного азота в испарителе (2-2) очищенного водного аммиака с последующим объединением с остаточным газом высокой температуры из второго циклонного сепаратора (3-6) при псевдоожиженном слое восстановления и совместной передачей в массу (2-4) псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы, в результате чего окситрихлорид ванадия аммонизируется, а порошковый материал поддерживается в псевдоожиженном состоянии с образованием порошковой соли аммония и остаточного газа с высоким содержанием хлорида аммония; отведение порошковой соли аммония в массу (3-2) слоя через питатель (3-1) сырья и удаление пыли из остаточного газа в первом циклонном сепараторе (2-5) с последующим направлением в осадительную колонну (2-6) хлорида аммония и транспортировкой остаточного газа после осаждения в систему абсорбции остаточного газа;
последовательное введение очищенного газообразного азота из основной трубы очищенного газообразного азота в циклонный охладитель (4-1) и третий циклонный сепаратор (4-2) с последующим объединением с восстановительным газом, очищенным в очистителе (3-5) газа, и подогрев газовой смеси нагревателем (3-4) газа с последующей передачей в массу (3-2) слоя, в результате чего соль аммония вступает в реакцию восстановления, а порошковый материал поддерживается в псевдоожиженном состоянии, и удаление пыли из полученного остаточного газа во втором циклонном сепараторе (3-6) с последующим объединением с газом из испарителя (2-2) очищенного водного аммиака и совместной передачей в массу (2-4) псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы; последовательное введение полученного оксида ванадия с низкой валентностью в отводящее устройство (3-3), третий циклонный сепаратор (4-2), циклонный охладитель (4-1), вторичное охлаждающее устройство (5), загрузочную воронку (6-1) оксида ванадия низкой валентности и введение в реактор (7) растворения через шнековый питатель (6-2) оксида ванадия низкой валентности с последующим вступлением в реакцию растворения вместе с чистой водой из основной трубы чистой воды и серной кислотой из основной трубы серной кислоты с целью получения первичного ванадиевого электролита; передача полученных кислотных паров в систему обработки остаточного газа и активация первичного электролита с помощью устройства (8) для активации с целью получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности.
3. Способ получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности по п. 2, в котором сырьевой материал окситрихлорида ванадия имеет чистоту 99%–99,9999%.
4. Способ получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности по п. 2, в котором в испарителе (2-1) окситрихлорида ванадия рабочая температура составляет 40-240 °С, а молярное соотношение газообразного азота и окситрихлорида ванадия при испарении составляет 0,10-10,00.
5. Способ получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности по п. 2, в котором в испарителе (2-2) очищенного жидкого аммиака рабочая температура составляет 40-240 °С, а массовое соотношение газообразного азота и жидкого аммиака при испарении составляет 0,10-10,00.
6. Способ получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности по п. 2, в котором в массе (2-4) псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы получают соль аммония с содержанием ванадия путем аммонизации газовой фазы окситрихлорида ванадия, причем во время аммонизации газовой фазы массовое соотношение введенного водного аммиака и окситрихлорида ванадия составляет 1,00-10,00, рабочая температура составляет 350-450 °C, а среднее время выдержки порошка составляет 30-180 мин.
7. Способ получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности по п. 2, в котором полученная в массе (2-4) псевдоожиженного слоя аммонизации газовой фазы соль аммония представляет собой поливанадат аммония, и/или метаванадат аммония, и/или хлорид аммония.
8. Способ получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности по п. 2, в котором в массе (2-4) псевдоожиженного слоя восстановления рабочая температура составляет 450–700 °С при восстановлении и после очищения газа восстановления очистителем (3-5) содержание органических веществ составляет менее 1 мг/Нм3, общее содержание твердых частиц составляет менее 2 мг/Нм3, объемное содержание газа восстановления в смеси введенного газообразного азота и газа восстановления составляет 10%–90%, а среднее время выдерживания порошка составляет 30–90 мин.
9. Способ получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности по п. 2, в котором ванадиевый электролит представляет собой смешанный электролит с соотношением молярной концентрации ионов ванадия V(III) и V(IV), равным 1:1, причем средняя валентность ионов ванадия составляет 3,5.
10. Способ получения ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности по п. 2, в котором в устройстве (8) активации ионы ванадия активируются ультразвуком, время растворения и активации составляет 30–300 минут, температура растворения и активации – 20-45°C, плотность потока мощности микроволн – 10-300 Вт/л и частота микроволн – 28 кГц, 40 кГц или 60 кГц.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2016100600283 | 2016-01-28 | ||
| CN201610060028.3A CN106257726B (zh) | 2016-01-28 | 2016-01-28 | 一种生产高纯度高活性钒电解液的系统及方法 |
| PCT/CN2017/071205 WO2017128967A1 (zh) | 2016-01-28 | 2017-01-16 | 一种生产高纯度高活性钒电解液的系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2690013C1 true RU2690013C1 (ru) | 2019-05-30 |
Family
ID=57713601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018130746A RU2690013C1 (ru) | 2016-01-28 | 2017-01-16 | Система и способ производства ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10707515B2 (ru) |
| EP (1) | EP3401989A4 (ru) |
| JP (1) | JP6578068B2 (ru) |
| CN (1) | CN106257726B (ru) |
| AU (1) | AU2017211612B2 (ru) |
| CA (1) | CA3012269A1 (ru) |
| NZ (1) | NZ744558A (ru) |
| RU (1) | RU2690013C1 (ru) |
| WO (1) | WO2017128967A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201805712B (ru) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106257726B (zh) * | 2016-01-28 | 2018-03-23 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种生产高纯度高活性钒电解液的系统及方法 |
| CN108622935B (zh) * | 2017-03-17 | 2020-02-18 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种高效清洁氯化法制备高纯低价钒氧化物的系统及方法 |
| CN112354506B (zh) * | 2020-12-02 | 2022-04-19 | 内蒙古农业大学 | 一种复合不育剂的纳米乳液制备装置 |
| CN114335645A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-12 | 大连博融新材料有限公司 | 一种含氯钒电解液晶体、其制备方法及用途 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU130682A1 (ru) * | 1958-12-09 | 1959-11-30 | А.С. Гончаренко | Способ получени четырех-и п тивалентных окислов ванади |
| RU2251763C2 (ru) * | 2000-08-16 | 2005-05-10 | Сквиррел Холдингз Лтд | Приготовление ванадиевого электролита с помощью асимметричных электролизеров восстановления ванадия и использование асимметричного электролизера восстановления ванадия для восстановления баланса состояния заряда электролитов работающей ванадиевой восстановительно-окислительной батареи |
| CN101562256A (zh) * | 2009-05-27 | 2009-10-21 | 青岛武晓集团有限公司 | 一种用于全钒离子氧化还原液流电池的电解液制备方法 |
| CN103401010A (zh) * | 2013-08-13 | 2013-11-20 | 湖南省银峰新能源有限公司 | 一种全钒液流电池电解液的制备方法 |
| WO2015025961A1 (ja) * | 2013-08-23 | 2015-02-26 | 一般社団法人新エネルギー支援機構 | バナジウム電解質、その製造方法及びバナジウムレドックス電池 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US849094A (en) | 1906-09-05 | 1907-04-02 | Oswald F Zahn | Self-righting roller-bearing. |
| WO1989005363A1 (en) * | 1987-12-10 | 1989-06-15 | Unisearch Limited | Vanadium compound dissolution processes |
| JPH1179748A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-23 | Kashimakita Kyodo Hatsuden Kk | 高純度バナジウム電解液の連続的製造法 |
| JP2000247643A (ja) * | 1999-02-24 | 2000-09-12 | Nippon Chem Ind Co Ltd | バナジウム系電解液の製造方法 |
| CA2447681A1 (en) * | 2001-05-18 | 2002-11-28 | Unisearch Limited | Vanadium redox battery electrolyte |
| CN101728560B (zh) | 2009-04-10 | 2012-08-29 | 承德万利通实业集团有限公司 | 一种制备钒电池负极电解液的方法 |
| CN101880059B (zh) * | 2010-06-08 | 2015-02-18 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种采用流化床反应器生产三氧化二钒的方法 |
| CN102468509B (zh) | 2010-11-16 | 2015-05-20 | 中国海洋石油总公司 | 制备钒电池用电解液的方法 |
| WO2013027076A1 (en) * | 2011-08-23 | 2013-02-28 | Squirrel Holdings Ltd. | "in situ" production of electrolyte solution from vanadium pentoxide for use in a flow redox battery storage system |
| CN102557134B (zh) | 2011-12-23 | 2014-07-02 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种生产高纯三氧化二钒的流态化还原炉及生产方法 |
| CN103515642A (zh) * | 2012-06-25 | 2014-01-15 | 中国人民解放军63971部队 | 一种高纯度高浓度钒电池电解液的制备方法 |
| CN103280591B (zh) * | 2013-05-25 | 2015-08-19 | 成都赢创科技有限公司 | 一种钒液流电池用固体电解液的制造方法 |
| CN103427103A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-12-04 | 大连博融新材料有限公司 | 一种全钒液流电池电解液的生产方法 |
| CN103482702B (zh) * | 2013-09-03 | 2015-07-22 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 制备高纯度钒氧化物的方法及钒电池用高纯度电解液 |
| CN103606694B (zh) * | 2013-11-15 | 2015-07-08 | 河北钢铁股份有限公司承德分公司 | 一种商用钒电池电解液的制备方法 |
| CN105984898B (zh) * | 2015-01-30 | 2017-06-13 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种生产高纯四氧化二钒粉体的系统及方法 |
| CN105984897B (zh) * | 2015-01-30 | 2017-05-17 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种生产高纯五氧化二钒粉体的系统及方法 |
| CN105984896B (zh) * | 2015-01-30 | 2017-06-13 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种提纯制备高纯五氧化二钒粉体的系统及方法 |
| CN105984900B (zh) * | 2015-01-30 | 2017-06-13 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种制备高纯五氧化二钒粉体的系统及方法 |
| CN105984899B (zh) * | 2015-01-30 | 2017-05-17 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种提纯五氧化二钒的系统及方法 |
| CN106257726B (zh) * | 2016-01-28 | 2018-03-23 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种生产高纯度高活性钒电解液的系统及方法 |
-
2016
- 2016-01-28 CN CN201610060028.3A patent/CN106257726B/zh active Active
-
2017
- 2017-01-16 WO PCT/CN2017/071205 patent/WO2017128967A1/zh active Application Filing
- 2017-01-16 US US16/073,908 patent/US10707515B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2017-01-16 CA CA3012269A patent/CA3012269A1/en not_active Abandoned
- 2017-01-16 NZ NZ744558A patent/NZ744558A/en not_active IP Right Cessation
- 2017-01-16 AU AU2017211612A patent/AU2017211612B2/en not_active Ceased
- 2017-01-16 JP JP2018539347A patent/JP6578068B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2017-01-16 RU RU2018130746A patent/RU2690013C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2017-01-16 EP EP17743582.3A patent/EP3401989A4/en not_active Withdrawn
-
2018
- 2018-08-27 ZA ZA201805712A patent/ZA201805712B/en unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU130682A1 (ru) * | 1958-12-09 | 1959-11-30 | А.С. Гончаренко | Способ получени четырех-и п тивалентных окислов ванади |
| RU2251763C2 (ru) * | 2000-08-16 | 2005-05-10 | Сквиррел Холдингз Лтд | Приготовление ванадиевого электролита с помощью асимметричных электролизеров восстановления ванадия и использование асимметричного электролизера восстановления ванадия для восстановления баланса состояния заряда электролитов работающей ванадиевой восстановительно-окислительной батареи |
| CN101562256A (zh) * | 2009-05-27 | 2009-10-21 | 青岛武晓集团有限公司 | 一种用于全钒离子氧化还原液流电池的电解液制备方法 |
| CN103401010A (zh) * | 2013-08-13 | 2013-11-20 | 湖南省银峰新能源有限公司 | 一种全钒液流电池电解液的制备方法 |
| WO2015025961A1 (ja) * | 2013-08-23 | 2015-02-26 | 一般社団法人新エネルギー支援機構 | バナジウム電解質、その製造方法及びバナジウムレドックス電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019505072A (ja) | 2019-02-21 |
| NZ744558A (en) | 2019-03-29 |
| CN106257726B (zh) | 2018-03-23 |
| US20190044172A1 (en) | 2019-02-07 |
| EP3401989A4 (en) | 2019-01-09 |
| US10707515B2 (en) | 2020-07-07 |
| JP6578068B2 (ja) | 2019-09-18 |
| CA3012269A1 (en) | 2017-08-03 |
| AU2017211612B2 (en) | 2019-05-16 |
| AU2017211612A1 (en) | 2018-08-09 |
| CN106257726A (zh) | 2016-12-28 |
| ZA201805712B (en) | 2019-11-27 |
| WO2017128967A1 (zh) | 2017-08-03 |
| EP3401989A1 (en) | 2018-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2695083C1 (ru) | Система и способ получения ванадиевого электролита высокой чистоты с валентностью 3,5 | |
| RU2690013C1 (ru) | Система и способ производства ванадиевого электролита высокой чистоты и высокой активности | |
| RU2691058C1 (ru) | Система и способ получения ванадиевого электролита высокой чистоты | |
| RU2691103C1 (ru) | Система и способ получения электролита высокой чистоты для полностью ванадиевого проточного аккумулятора | |
| RU2690012C1 (ru) | Система и способ получения электролита высокой чистоты для ванадиевого аккумулятора |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210117 |