公布日：2022.07.29
申請日：2022.03.15
分類號(hào)：C25B9/60(2021.01)I;C25B9/65(2021.01)I;C25B15/02(2021.01)I;C25B15/08(2006.01)I;C25B9/00(2021.01)I;C25B1/50(2021.01)I;
C25B1/04(2021.01)I;C02F1/461(2006.01)I
摘要
一種含鹽廢水光伏電解脫鹽制氫系統(tǒng)和工藝，能夠?qū)⒑}廢水脫鹽工藝與電解制氫工藝運(yùn)用于同一電化學(xué)工藝中，以含鹽廢水作為電解對象，一方面可以解決含鹽廢水脫鹽的問題，對含鹽廢水進(jìn)行處理；另一方面可以解決電解制氫工藝中純水電導(dǎo)率低，導(dǎo)電性能差的問題，強(qiáng)化電解制氫過程中的電解活性，降低電解制氫過程的起始電壓，節(jié)約能源，降低成本。另外電能是采用太陽能光伏發(fā)電而來，由此可見，本發(fā)明是一種節(jié)能、環(huán)保、無污染的含鹽廢水處理技術(shù)。
權(quán)利要求書
1.一種含鹽廢水光伏電解脫鹽制氫系統(tǒng)，其特征在于，包括待脫鹽濃水儲(chǔ)存池，光伏電源裝置，電解制氫單元，氫氣收儲(chǔ)裝置，以及除鹽單元，所述電解制氫單元分別連接所述待脫鹽濃水儲(chǔ)存池、所述光伏電源裝置、所述氫氣收儲(chǔ)裝置和所述除鹽單元，所述電解制氫單元包括插入待脫鹽濃水中的鈦基陽極板和復(fù)合層陰極板，所述鈦基陽極板連接所述光伏電源裝置的正極，所述復(fù)合層陰極板連接所述光伏電源裝置的負(fù)極，所述復(fù)合層陰極板包括鎳基金屬基體層和覆蓋層，所述覆蓋層為過渡金屬碳化物或過渡金屬氮化物或過渡金屬磷化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鹽廢水光伏電解脫鹽制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述覆蓋層呈孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鹽廢水光伏電解脫鹽制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述待脫鹽濃水儲(chǔ)存池具有待脫鹽濃水進(jìn)水口，所述待脫鹽濃水進(jìn)水口連接海水淡化系統(tǒng)的濃鹽水輸出口，或膜分離法水處理系統(tǒng)的濃鹽水輸出口，或機(jī)械蒸發(fā)再壓縮法水處理系統(tǒng)的濃鹽水輸出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鹽廢水光伏電解脫鹽制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述待脫鹽濃水儲(chǔ)存池通過水泵連接所述電解制氫單元以將待脫鹽濃水泵入所述電解制氫單元的電解槽中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鹽廢水光伏電解脫鹽制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述除鹽單元包括設(shè)置于除鹽槽體邊側(cè)底部的鹽分收集裝置連接口，和設(shè)置于除鹽槽體頂部或邊側(cè)上部的上清液回流輸出口，所述上清液回流輸出口連接所述電解制氫單元的上清液回流輸入口，所述電解制氫單元的邊側(cè)底部連接所述所述除鹽單元的邊側(cè)底部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鹽廢水光伏電解脫鹽制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏電源裝置包括直接迎向太陽光照射的太陽能電池板，所述太陽能電池板通過太陽能電源控制器分別連接蓄電池和主控制器，所述主控制器連接所述蓄電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鹽廢水光伏電解脫鹽制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣收儲(chǔ)裝置包括氫氣儲(chǔ)氣罐，所述氫氣儲(chǔ)氣罐通過氫氣干燥器連接氫氣收集器，所述氫氣收集器連接所述電解制氫單元。
8.一種含鹽廢水光伏電解脫鹽制氫工藝，其特征在于，包括以含鹽廢水作為電解對象，將所述含鹽廢水中作為溶劑的水分子通過電解生成氫氣和氧氣，所述氫氣進(jìn)入氫氣收儲(chǔ)裝置，對濃縮后的鹽分進(jìn)行回收；所述電解在電解制氫單元中進(jìn)行，所述電解制氫單元由光伏電源裝置驅(qū)動(dòng)，所述電解制氫單元包括插入含鹽廢水中的鈦基陽極板和復(fù)合層陰極板，所述鈦基陽極板連接所述光伏電源裝置的正極，所述復(fù)合層陰極板連接所述光伏電源裝置的負(fù)極，所述復(fù)合層陰極板包括鎳基金屬基體層和覆蓋層，所述覆蓋層為過渡金屬碳化物或過渡金屬氮化物或過渡金屬磷化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的含鹽廢水光伏電解脫鹽制氫工藝，其特征在于，所述含鹽廢水為海水淡化濃鹽水，或膜分離法濃鹽水，或機(jī)械蒸發(fā)再壓縮法濃鹽水。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的含鹽廢水光伏電解脫鹽制氫工藝，其特征在于，所述過渡金屬碳化物或過渡金屬氮化物或過渡金屬磷化物，以其較低析氫電位作為電解制氫過程的水分子電解催化劑助力屏蔽其他離子電解干擾。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明提供一種含鹽廢水光伏電解脫鹽制氫系統(tǒng)和工藝。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：
一種含鹽廢水光伏電解脫鹽制氫系統(tǒng)，其特征在于，包括待脫鹽濃水儲(chǔ)存池，光伏電源裝置，電解制氫單元，氫氣收儲(chǔ)裝置，以及除鹽單元，所述電解制氫單元分別連接所述待脫鹽濃水儲(chǔ)存池、所述光伏電源裝置、所述氫氣收儲(chǔ)裝置和所述除鹽單元，所述電解制氫單元包括插入待脫鹽濃水中的鈦基陽極板和復(fù)合層陰極板，所述鈦基陽極板連接所述光伏電源裝置的正極，所述復(fù)合層陰極板連接所述光伏電源裝置的負(fù)極，所述復(fù)合層陰極板包括鎳基金屬基體層和覆蓋層，所述覆蓋層為過渡金屬碳化物或過渡金屬氮化物或過渡金屬磷化物。
所述覆蓋層呈孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
所述待脫鹽濃水儲(chǔ)存池具有待脫鹽濃水進(jìn)水口，所述待脫鹽濃水進(jìn)水口連接海水淡化系統(tǒng)的濃鹽水輸出口，或膜分離法水處理系統(tǒng)的濃鹽水輸出口，或機(jī)械蒸發(fā)再壓縮法水處理系統(tǒng)的濃鹽水輸出口。
所述待脫鹽濃水儲(chǔ)存池通過水泵連接所述電解制氫單元以將待脫鹽濃水泵入所述電解制氫單元的電解槽中。
所述除鹽單元包括設(shè)置于除鹽槽體邊側(cè)底部的鹽分收集裝置連接口，和設(shè)置于除鹽槽體頂部或邊側(cè)上部的上清液回流輸出口，所述上清液回流輸出口連接所述電解制氫單元的上清液回流輸入口，所述電解制氫單元的邊側(cè)底部連接所述所述除鹽單元的邊側(cè)底部。
所述光伏電源裝置包括直接迎向太陽光照射的太陽能電池板，所述太陽能電池板通過太陽能電源控制器分別連接蓄電池和主控制器，所述主控制器連接所述蓄電池。
所述氫氣收儲(chǔ)裝置包括氫氣儲(chǔ)氣罐，所述氫氣儲(chǔ)氣罐通過氫氣干燥器連接氫氣收集器，所述氫氣收集器連接所述電解制氫單元。
一種含鹽廢水光伏電解脫鹽制氫工藝，其特征在于，包括以含鹽廢水作為電解對象，將所述含鹽廢水中作為溶劑的水分子通過電解生成氫氣和氧氣，所述氫氣進(jìn)入氫氣收儲(chǔ)裝置，對濃縮后的鹽分進(jìn)行回收；所述電解在電解制氫單元中進(jìn)行，所述電解制氫單元由光伏電源裝置驅(qū)動(dòng)，所述電解制氫單元包括插入含鹽廢水中的鈦基陽極板和復(fù)合層陰極板，所述鈦基陽極板連接所述光伏電源裝置的正極，所述復(fù)合層陰極板連接所述光伏電源裝置的負(fù)極，所述復(fù)合層陰極板包括鎳基金屬基體層和覆蓋層，所述覆蓋層為過渡金屬碳化物或過渡金屬氮化物或過渡金屬磷化物。
所述含鹽廢水為海水淡化濃鹽水，或膜分離法濃鹽水，或機(jī)械蒸發(fā)再壓縮法濃鹽水。
所述過渡金屬碳化物或過渡金屬氮化物或過渡金屬磷化物，以其較低析氫電位作為電解制氫過程的水分子電解催化劑助力屏蔽其他離子電解干擾。
本發(fā)明的技術(shù)效果如下：本發(fā)明一種含鹽廢水光伏電解脫鹽制氫系統(tǒng)和工藝，能夠?qū)⒑}廢水脫鹽工藝與電解制氫工藝運(yùn)用于同一電化學(xué)工藝中，以含鹽廢水作為電解對象，一方面可以解決含鹽廢水脫鹽的問題，對含鹽廢水進(jìn)行處理；另一方面可以解決電解制氫工藝中純水電導(dǎo)率低，導(dǎo)電性能差的問題，強(qiáng)化電解制氫過程中的電解活性，降低電解制氫過程的起始電壓，節(jié)約能源，降低成本。另外電能是采用太陽能光伏發(fā)電而來，由此可見，本發(fā)明是一種節(jié)能、環(huán)保、無污染的含鹽廢水處理技術(shù)。
（發(fā)明人：劉彥華;宋煥明;韋少松;張利利;史玉）
