一种制备高纯钒电解液的系统及方法

摘要

本发明公开了一种制备高纯钒电解液的系统及方法，以三氯氧钒为原料，通过铵盐沉淀、流态化还原制备低价钒氧化物，在超声波辅助溶解及活化的条件下，配加硫酸溶液和洁净水低温制备出高纯钒电解液。通过铵盐与还原尾气换热、还原产物与流化氮气换热实现热量高效利用，通过回收还原尾气中的氨气用于沉钒实现氨气循环利用，在还原流化床内设置内构件实现还原产物价态的精准调控，并利用超声波辅助溶解及活化，实现低温配制钒电解液，大幅度提高电解液活性。本发明具有流程短、高效清洁、产品质量稳定等优点，适用于大规模工业化生产，具有良好的经济效益和社会效益。

主权项

一种制备高纯钒电解液的系统，其特征在于，所述系统包括三氯氧钒储罐(1)、铵盐沉淀装置(2)、铵盐加料装置(3)、预热系统(4)、还原流化床(5)、冷却系统(6)、二级冷却装置(7)、低价钒氧化物加料装置(8)、溶解活化反应釜(9)；所述铵盐沉淀装置(2)包括铵盐沉淀反应罐(2‑1)和洗涤过滤器(2‑2)；所述铵盐加料装置(3)包括铵盐料仓(3‑1)和铵盐螺旋加料器(3‑2)；所述预热系统(4)包括一级旋风预热器(4‑1)、文丘里预热器(4‑2)、二级旋风预热器(4‑3)、第一旋风分离器(4‑4)；所述还原流化床(5)包括进料器(5‑1)、床体(5‑2)、排料器(5‑3)、气体加热器(5‑4)、气体净化器(5‑5)、氯化铵沉降塔(5‑6)；所述冷却系统(6)包括文丘里冷却器(6‑1)、旋风冷却器(6‑2)、第二旋风分离器(6‑3)；所述低价钒氧化物加料装置(8)包括低价钒氧化物料仓(8‑1)和低价钒氧化物螺旋加料器(8‑2)；所述三氯氧钒储罐(1)底部的出料口与所述铵盐沉淀反应罐(2‑1)的氯化物进料口通过管道相连；所述铵盐沉淀反应罐(2‑1)的氨水溶液入口与纯化氨水总管及所述第一旋风分离器(4‑4)的出气口通过管道相连；所述铵盐沉淀反应罐(2‑1)的烟气出口与尾气处理系统通过管道相连；所述铵盐沉淀反应罐(2‑1)的浆料出口与所述洗涤过滤器(2‑2)的浆料入口通过管道相连；所述洗涤过滤器(2‑2)的清水入口与洁净水总管通过管道相连；所述洗涤过滤器(2‑2)的洗涤液出口与废水处理单元通过管道相连；所述洗涤过滤器(2‑2)的固体物料出口与所述铵盐料仓(3‑1)的进料口通过管道相连；所述铵盐料仓(3‑1)底部的出料口与所述铵盐螺旋加料器(3‑2)的进料口相连接；所述铵盐螺旋加料器(3‑2)的出料口与所述文丘里预热器(4‑2)的进料口通过管道相连；所述文丘里预热器(4‑2)的进气口与所述一级旋风预热器(4‑1)的出气口通过管道相连；所述文丘里预热器(4‑2)的出料口与所述二级旋风预热器(4‑3)的进气口通过管道相连；所述二级旋风预热却器(4‑3)的出气口与所述第一旋风分离器(4‑4)的进气口通过管道相连；所述二级旋风冷却器(4‑3)的出料口与所述一级旋风冷却器(4‑1)的进气口通过管道相连；所述第一旋风分离器(4‑4)的出气口与所述铵盐沉淀反应罐(2‑1)的氨水溶液入口通过管道相连；所述第一旋风分离器(4‑4)的出料口与所述一级旋风预热器(4‑1)的进气口通过管道相连；所述一级旋风预热器(4‑1)的进气口与所述氯化铵沉降塔(5‑6)的出气口通过管道相连；所述一级旋风预热器(4‑1)的出料口与所述进料器(5‑1)的进料口通过管道相连；所述进料器(5‑1)的出料口与所述床体(5‑2)的进料口通过管道相连；所述进料器(5‑1)的松动风入口与净化氮气总管通过管道相连；所述床体(5‑2)的高温烟气出口与所述氯化铵沉降塔(5‑6)的进气口通过管道相连；所述氯化铵沉降塔(5‑6)的出气口与所述一级旋风预热器(4‑1)的进气口通过管道相连；所述床体(5‑2)的进气口与所述气体加热器(5‑4)的出气口通过管道相连；所述气体加热器(5‑4)的进气口分别与所述第二旋风分离器(6‑3)及所述气体净化器(5‑5)的出气口通过管道相连；所述气体加热器(5‑4)的助燃风入口与压缩空气总管相连；所述气体加热器(5‑4)燃料入口与燃料总管相连；所述气体净化器(5‑5)的进气口与还原气体总管相连；所述文丘里冷却器(6‑1)的进气口与净化氮气总管相连；所述文丘里冷却器(6‑1)的出气口与所述旋风冷却器(6‑2)的进气口通过管道相连；所述旋风冷却器(6‑2)的出气口与所述第二旋风分离器(6‑3)的进气口通过管道相连；所述旋风冷却器(6‑2)的出料口与所述二级冷却装置(7)的进料口通过管道相连；所述第二旋风分离器(6‑3)的出气口与所述气体加热器(5‑4)的进气口通过管道相连；所述第二旋风分离器(6‑3)的出料口与所述二级冷却装置(7)的进料口通过管道相连；所述二级冷却装置(7)的出料口与所述低价钒氧化物料仓(8‑1)的进料口通过管道相连；所述二级冷却装置(7)的工艺水入口与工艺水总管相连；所述二级冷却装置(7)的工艺水出口与水冷却系统相连；所述低价钒氧化物料仓(8‑1)底部的出料口与所述低价钒氧化物螺旋加料器(8‑2)的进料口相连接；所述低价钒氧化物螺旋加料器(8‑2)的出料口和与所述溶解活化反应釜(9)的进料口通过管道相连接；所述溶解活化反应釜(9)的洁净水入口与洁净水总管相连；所述溶解活化反应釜(9)的硫酸溶液入口与硫酸溶液总管连接；所述溶解活化反应釜(9)的气体出口与尾气处理系统相连。