一種電解水煤漿脫硫制氫的裝置制造方法
【專利摘要】一種電解水煤漿脫硫制氫裝置，目的是在煤炭脫硫同時生產(chǎn)氫氣而且脫硫速度快；本實用新型包括配料系統(tǒng)、電解系統(tǒng)、氣體回收系統(tǒng)、煤炭回收系統(tǒng)；配料系統(tǒng)包括有漏斗給料機(jī)、微波烘干機(jī)、皮帶輸送機(jī)、磨粉機(jī)、配料漏斗、干粉攪拌機(jī)、漿液攪拌機(jī)；電解系統(tǒng)包括攪拌箱、電解槽、直流脈沖電源柜、微波輻照裝置、超聲振動棒、電極和管網(wǎng)；兩個攪拌箱中間的隔板中裝有液下泵，泵出口經(jīng)電解液管與電解槽底部管網(wǎng)連通；電極垂直放在電解槽中央，電極是由四組電極板圍成封閉的口字形狀；電解槽內(nèi)電極的兩側(cè)裝有超聲振動棒；氣體回收系統(tǒng)包括有二氧化碳儲存罐、氫氣儲存罐及壓力表、流量計、單向閥、截止閥、閘閥、氫氣分析儀、放空閥、緩沖罐、增壓泵。
【專利說明】一種電解水煤漿脫硫制氫的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型型涉及一種水煤漿電解脫硫制氫的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]水煤漿電解脫硫制氫是通過水煤漿電解液在電解槽進(jìn)行直流脈沖電流電解，分別在陰極和陽極產(chǎn)生氫氣和二氧化碳?xì)怏w；同時脫除煤中的無機(jī)硫和有機(jī)硫，產(chǎn)生低硫精煤或水煤漿。在能源短缺和環(huán)境污染的雙重倒逼下，氫能早已被納入各國科學(xué)界的重點突破領(lǐng)域。從國內(nèi)外報道看，該技術(shù)的研宄大多仍然停留在實驗室中，尚缺乏高效的水煤漿電解脫硫制氫的專用裝置，利用水煤漿電解脫硫制氫的工藝及裝置都較為復(fù)雜，成本較高，難以推廣普及。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型目的是克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種在煤炭脫硫同時可生產(chǎn)出氫氣、而且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、脫硫速度快的電解水煤漿脫硫制氫裝置。
[0004]本實用新型包括配料系統(tǒng)、電解系統(tǒng)、氣體回收系統(tǒng)、煤炭回收系統(tǒng)；配料系統(tǒng)包括有漏斗給料機(jī)、微波烘干機(jī)、皮帶輸送機(jī)、磨粉機(jī)、配料漏斗、干粉攪拌機(jī)、漿液攪拌機(jī)；皮帶輸送機(jī)有多個，漏斗給料機(jī)及微波烘干機(jī)均裝在皮帶輸送機(jī)I上方，磨粉機(jī)裝在皮帶輸送機(jī)I出口下方；在磨粉機(jī)出口處裝有皮帶輸送機(jī)II，配料漏斗裝在皮帶輸送機(jī)II出口下方；配料漏斗下方安裝有自動稱重皮帶機(jī)，自動稱重皮帶機(jī)出口下方裝有干粉攪拌機(jī)，把各種配料攪拌均勻；漿液攪拌機(jī)裝在干粉攪拌機(jī)下方，在漿液攪拌機(jī)上方裝有供水管道和電解液回收管道；各種配料經(jīng)過漿液攪拌機(jī)攪拌均勻后進(jìn)入電解系統(tǒng)攪拌箱。
[0005]煤炭經(jīng)過漏斗給料機(jī)均勻漏入皮帶輸送機(jī)I皮帶上，很快進(jìn)入微波烘干機(jī)烘干；烘干后進(jìn)入磨粉機(jī)入口，把煤炭磨至粒徑? 120目時，從磨粉機(jī)出口進(jìn)入皮帶輸送機(jī)II，運送到配料漏斗，配料漏斗有多個料倉，每個料倉均配有自動稱重皮帶機(jī)。自動稱重皮帶機(jī)通過計算機(jī)控制，按配方計量把所有的材料和添加劑計重后再運送到干粉攪拌機(jī)內(nèi)。經(jīng)干粉攪拌機(jī)攪拌均勻后流入漿液攪拌機(jī)內(nèi)，用四計把水質(zhì)化驗好后計量加入到漿液攪拌機(jī)內(nèi)攪拌。如果配加循環(huán)電解液時一定要先化驗后按需配加。
[0006]電解系統(tǒng)包括攪拌箱、電解槽、直流脈沖電源柜、微波輻照裝置、超聲振動棒、電極和管網(wǎng)；攪拌箱是兩個連接在一起不封頂?shù)娜芤合?，由塑料板、金屬板等耐酸堿的材料制成；攪拌箱形狀可根據(jù)位置而定；漿液攪拌機(jī)出口至兩個溶液箱上方均安裝有輸液管道，輸液管道上安裝有遙控浮球閥；控制攪拌箱電解液的流入與關(guān)斷。在兩個攪拌箱中間的隔板中裝有一個型氟塑料合金液下泵，型氟塑料合金液下泵為長軸立式離心泵，其接觸液體部分全部由氟塑料合金壓制而成，泵出口經(jīng)電解液管與電解槽底部管網(wǎng)連通，兩個溶液箱底部均通過聯(lián)通管道與電解槽底部接通；溶液箱內(nèi)液體經(jīng)液下泵加壓進(jìn)入電解槽底部管網(wǎng)噴入電解槽內(nèi)的液體中，電解槽內(nèi)的液體經(jīng)過電解處理后再通過底部聯(lián)通管道回流至溶液箱。
[0007]電解槽是由耐酸堿絕緣材料制成的密封容器，形狀可以自定。與電解槽相匹配的直流脈沖電源柜要隔離安裝在電解槽最近的位置，不能讓靜電或電火花接近電解槽。電解槽底部管網(wǎng)由電解液壓力排放管道組成，電解液壓力排放管道按電解槽底部的幾何形狀均稱地分布在電解槽底部，電解液壓力排放管道上設(shè)有許多排放小眼，排放小眼的位置和大小根據(jù)管網(wǎng)管道的直徑和壓力來確定。電極垂直放在電解槽中央，電極是由四塊電極板圍成封閉的口字形狀，電極板的外側(cè)是作為正極的有電催化劑涂層(涂有釕銥)的鈦基網(wǎng)狀金屬板，電極板內(nèi)側(cè)是作為負(fù)極的泡沫鎳，內(nèi)外側(cè)中間采用質(zhì)子交換膜為隔膜，正負(fù)電極距離接近零。在電解槽頂蓋上裝有氫氣和二氧化碳排放管，氫氣排放管下端口位于電極中央的單獨腔體中，二氧化碳排放管下端口位于電極外圍；電解液管上裝有微波輻照設(shè)備，微波輻照設(shè)備采用不銹鋼箱體密封包裹，不能有微波泄漏；電解槽內(nèi)電極的兩側(cè)裝有兩根超聲振動棒，超聲振動棒為立式，與電極平行安裝。
[0008]電解液在漿液攪拌機(jī)拌勻后流入溶液箱，開啟液下泵，溶液經(jīng)微波輻照后經(jīng)電解液管進(jìn)入電解槽底部的管網(wǎng)，在壓力作用下，電解液從管網(wǎng)管道的小孔內(nèi)噴出，由于眼小孔多，噴出方向不同，促使電解槽內(nèi)液體被“攪拌”的更均稱。這時微波輻照供給的熱分解能力也顯示出來，促進(jìn)電解液分解。電解槽內(nèi)口字型電極旁安裝有兩根超聲振動棒，它們發(fā)出的超聲破解產(chǎn)生的空穴能夠產(chǎn)生極端的條件和微環(huán)境的高溫高壓，能產(chǎn)生活性中間體，使反應(yīng)迅速進(jìn)行。超聲還可以沖洗消除附著在電極表面的氣泡和殘渣。兩臺溶液箱可交替使用。
[0009]？?。?！型氟塑料合金液下泵耐腐蝕范圍廣，效率高，重量輕，不需灌液即能抽送，維修方便。液下泵的揚(yáng)程以25米左右為好。液下泵的出水管道由上而下進(jìn)入電解槽底部的由壓力排放管道組成的管網(wǎng)內(nèi)?？谧中螤畹碾娂壏旁陔娊獠鄣闹醒?，擴(kuò)大了電解的面積，增大的電解電流直接加快了電解速度，提高了用電效率。
[0010]氣體回收系統(tǒng)包括有二氧化碳儲存罐、氫氣儲存罐及壓力表、流量計、單向閥、截止閥、閘閥、氫氣分析儀、放空閥、緩沖罐、增壓泵；在壓力表旁還裝有一個電接點壓力表，發(fā)現(xiàn)氫氣壓力不足時打開帶排放截止閥并更換攪拌箱，讓電解液進(jìn)入高效離心脫水機(jī)內(nèi)開始固液分離，并讓新的電解液進(jìn)入電解槽內(nèi)保持不間斷生產(chǎn)。
[0011]二氧化碳儲存罐與二氧化碳排放管連接，氫氣儲存罐與氫氣排放管連接；在氫氣排放管路上依次裝有壓力表、流量計、單向閥、帶排放口截止閥、閘閥、緩沖罐、增壓泵；在帶排放口截止閥的排放口上連接有排放管，排放管上裝有氫氣分析儀、閘閥和放空閥。
[0012]電極正極區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)的(1)2氣體用泵吸入儲存罐封存?zhèn)溆?。電極負(fù)極區(qū)域在電解前就必須抽為真空并充入氮氣再開始生產(chǎn)。在生產(chǎn)開始后必須先接入氫氣分析儀檢測氫氣的純度，達(dá)標(biāo)后再進(jìn)入增壓泵增壓，最后進(jìn)入儲存罐封存。
[0013]煤炭回收系統(tǒng)包括有截止閥、高效離心脫水機(jī)、壓濾洗滌除塵機(jī)、高頻電磁振網(wǎng)篩、低硫精煤池。攪拌箱的兩個溶液箱，通過截止閥與高效離心脫水機(jī)和壓濾洗滌除塵機(jī)連接，壓濾洗滌除塵機(jī)分別與高頻電磁振網(wǎng)篩和電解液循環(huán)管連接，高頻電磁振網(wǎng)篩與低硫精煤池連接，電解液循環(huán)管與配料系統(tǒng)漿液攪拌機(jī)連接，電解液中的液體回到漿液攪拌機(jī)循環(huán)使用，電解液中的固體送到低硫精煤池儲存；含有硫酸鹽的雜質(zhì)從壓濾洗滌除塵機(jī)排除，達(dá)到脫硫目的。
[0014]本實用新型以煤炭粉為原料，通過磨粉復(fù)配成水煤漿，加入偏硼酸鈉、氫氧化鈉、添加劑后成電解液，通過電解后脫除煤中的無機(jī)硫和有機(jī)硫，同時產(chǎn)生氫氣。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，在常溫常壓下工作，無附加條件，大小隨意，成本低廉。化學(xué)脫硫速度快，脫硫效率高。整個生產(chǎn)是在常溫常壓下進(jìn)行，裝置流程簡單；陰極制成的氫氣純度高，無需進(jìn)一步純化。陽極產(chǎn)生的二氧化碳可直接利用或封存處理；電解煤漿使用少量的還原劑，而且電解液是循環(huán)利用，節(jié)約時間和資源，反應(yīng)溫和，操作便捷，可以克服硼氫化鈉反應(yīng)不完全及處理后帶來的二次污染。
[0015]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0016]圖1為本實用新型電解槽結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實用新型攪拌箱結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1、微波輻照設(shè)備，2、電解液管，3、氫氣排放管，4、電極，5、二氧化碳排放管，6、超聲振動棒，7、管網(wǎng)，8、聯(lián)通管道，9、頂蓋，10、遙控浮球閥，11、輸液管道，12、液下泵，13、溶液箱，14、隔板。

【具體實施方式】
[0019]配料系統(tǒng)包括有漏斗給料機(jī)、微波烘干機(jī)、皮帶輸送機(jī)、磨粉機(jī)、配料漏斗、干粉攪拌機(jī)、漿液攪拌機(jī)；皮帶輸送機(jī)有多個，漏斗給料機(jī)及微波烘干機(jī)均裝在皮帶輸送機(jī)I上方，磨粉機(jī)裝在皮帶輸送機(jī)I出口下方；在磨粉機(jī)出口處裝有皮帶輸送機(jī)II，配料漏斗裝在皮帶輸送機(jī)II出口下方；配料漏斗下方安裝有自動稱重皮帶機(jī)，自動稱重皮帶機(jī)出口下方裝有干粉攪拌機(jī)，漿液攪拌機(jī)裝在干粉攪拌機(jī)下方，在漿液攪拌機(jī)上方裝有供水管道和電解液回收管道；電解系統(tǒng)攪拌箱是兩個連接在一起不封頂?shù)娜芤合?3，漿液攪拌機(jī)出口至兩個溶液箱上方均安裝有輸液管道11，輸液管道上安裝有遙控浮球閥10 ；在兩個攪拌箱中間的隔板14中間裝有一個型氟塑料合金液下泵12，泵出口經(jīng)電解液管2與電解槽底部管網(wǎng)7連通，兩個溶液箱13底部均通過聯(lián)通管道8與電解槽底部連通；電解槽底部管網(wǎng)7管道上設(shè)有許多排放小眼，電極4垂直放在電解槽中央，電極4是由四組電極板圍成封閉的口字形狀，電極板的外側(cè)為正極的有電催化劑涂層的鈦基網(wǎng)板，電極板內(nèi)側(cè)是作為負(fù)極的泡沫鎳，內(nèi)外側(cè)中間采用質(zhì)子交換膜為隔膜；在電解槽頂蓋9上裝有氫氣排放管3和二氧化碳排放管5，氫氣排放管下端口位于電極4中央的單獨腔體中，二氧化碳排放管5下端口位于電極4外圍；電解液管2上裝有微波輻照設(shè)備；電解槽內(nèi)電極4的兩側(cè)裝有兩根超聲振動棒6 ；氣體回收系統(tǒng)包括有二氧化碳儲存罐、氫氣儲存罐及壓力表、流量計、單向閥、截止閥、閘閥、氫氣分析儀、放空閥、緩沖罐、增壓泵；在壓力表旁還裝有一個電接點壓力表；二氧化碳儲存罐與二氧化碳排放管連接，氫氣儲存罐與氫氣排放管連接；在氫氣排放管路上依次裝有壓力表、流量計、單向閥、帶排放口截止閥、閘閥、緩沖罐、增壓泵；在帶排放口截止閥的排放口上連接有排放管，排放管上裝有氫氣分析儀、閘閥和放空閥。煤炭回收系統(tǒng)包括有截止閥、高效離心脫水機(jī)、壓濾洗滌除塵機(jī)、高頻電磁振網(wǎng)篩、低硫精煤池。攪拌箱的兩個溶液箱，通過截止閥與高效離心脫水機(jī)和壓濾洗滌除塵機(jī)連接，壓濾洗滌除塵機(jī)分別與高頻電磁振網(wǎng)篩和電解液循環(huán)管連接，高頻電磁振網(wǎng)篩與低硫精煤池連接，電解液循環(huán)管與配料系統(tǒng)漿液攪拌機(jī)連接。
【權(quán)利要求】
1.一種電解水煤漿脫硫制氫裝置，包括配料系統(tǒng)、電解系統(tǒng)、氣體回收系統(tǒng)、煤炭回收系統(tǒng)；其特征是電解系統(tǒng)包括攪拌箱、電解槽、直流脈沖電源柜、微波輻照裝置、超聲振動棒、電極和管網(wǎng)；攪拌箱是兩個連接在一起不封頂?shù)娜芤合洌瑵{液攪拌機(jī)出口至兩個溶液箱上方均安裝有輸液管道，輸液管道上安裝有遙控浮球閥；在兩個攪拌箱中間的隔板中裝有一個FYH型氟塑料合金液下泵，泵出口經(jīng)電解液管與電解槽底部管網(wǎng)連通，電解槽底部管網(wǎng)由電解液壓力排放管道組成，電解液壓力排放管道按電解槽底部的幾何形狀均稱地分布在電解槽底部，電解液壓力排放管道上設(shè)有許多排放小眼；兩個溶液箱底部均通過聯(lián)通管道與電解槽底部接通；電解槽是由耐酸堿絕緣材料制成的密封容器，與電解槽相匹配的直流脈沖電源柜隔離安裝在電解槽附近，電極垂直放在電解槽中央，電極是由四組電極板圍成封閉的口字形狀，電極板的外側(cè)是作為正極的有電催化劑涂層的鈦基網(wǎng)狀金屬板，電極板內(nèi)側(cè)是作為負(fù)極的泡沫鎳，內(nèi)外側(cè)中間采用質(zhì)子交換膜為隔膜；在電解槽頂蓋上裝有氫氣和二氧化碳排放管，氫氣排放管下端口位于電極中央的單獨腔體中，二氧化碳排放管下端口位于電極外圍；電解液管道上裝有微波輻照設(shè)備；電解槽內(nèi)電極的兩側(cè)裝有兩根超聲振動棒；氣體回收系統(tǒng)包括有二氧化碳儲存罐、氫氣儲存罐及壓力表、流量計、單向閥、截止閥、閘閥、氫氣分析儀、放空閥、緩沖罐、增壓泵；在壓力表旁還裝有一個電接點壓力表；二氧化碳儲存罐與二氧化碳排放管連接，氫氣儲存罐與氫氣排放管連接；在氫氣排放管路上依次裝有壓力表、流量計、單向閥、帶排放口截止閥、閘閥、緩沖罐、增壓泵；在帶排放口截止閥的排放口上連接有排放管，排放管上裝有氫氣分析儀、閘閥和放空閥；煤炭回收系統(tǒng)包括有截止閥、高效離心脫水機(jī)、壓濾洗滌除塵機(jī)、高頻電磁振網(wǎng)篩、低硫精煤池；攪拌箱的兩個溶液箱通過截止閥與高效離心脫水機(jī)和壓濾洗滌除塵機(jī)連接，壓濾洗滌除塵機(jī)分別與高頻電磁振網(wǎng)篩和電解液循環(huán)管連接，高頻電磁振網(wǎng)篩與低硫精煤池連接，電解液循環(huán)管與配料系統(tǒng)漿液攪拌機(jī)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電解水煤漿脫硫制氫裝置，其特征是配料系統(tǒng)包括有漏斗給料機(jī)、微波烘干機(jī)、皮帶輸送機(jī)、磨粉機(jī)、配料漏斗、干粉攪拌機(jī)、漿液攪拌機(jī)；皮帶輸送機(jī)有多個，漏斗給料機(jī)及微波烘干機(jī)均裝在皮帶輸送機(jī)I上方，磨粉機(jī)裝在皮帶輸送機(jī)I出口下方；在磨粉機(jī)出口處裝有皮帶輸送機(jī)II，配料漏斗裝在皮帶輸送機(jī)II出口下方；配料漏斗下方安裝有自動稱重皮帶機(jī)，自動稱重皮帶機(jī)出口下方裝有干粉攪拌機(jī)，漿液攪拌機(jī)裝在干粉攪拌機(jī)下方，在漿液攪拌機(jī)上方裝有供水管道和電解液回收管道。
【文檔編號】C10L9/02GK204185446SQ201420668403
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】王號德, 郭正龍, 田麗娜, 呂應(yīng)良 申請人:王號德