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一种铝空气电池电解液循环回收利用装置及回收利用方法 

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申请/专利权人:深圳市锐劲宝能源电子有限公司

摘要:本发明涉及机械技术领域,尤其为一种铝空气电池电解液循环回收利用装置及回收利用方法,包括固液分离装置,所述固液分离装置的一侧设有回收电解液箱,所述回收电解液箱和固液分离装置之间设有第三连管,固液分离装置的另一侧设有沉淀收集箱,所述回收电解液箱上方设有电解液储液箱,所述电解液储液箱和固液分离装置之间连接有第一连管,所述沉淀收集箱的上方设有双氧水加液箱,所述双氧水加液箱的侧面设有第二连管,所述第二连管的末端设有支管,所述支管的末端设有雾状喷头。本发明利用局部的快速酸碱中和反应生成氢氧化铝沉淀,立即均速地漂出沉淀,实现氢氧化铝的快速分离,从而实现电解液的循环利用。

主权项:1.一种铝空气电池电解液循环回收利用装置,包括固液分离装置5,其特征在于:所述固液分离装置5的一侧设有回收电解液箱3,所述回收电解液箱3和固液分离装置5之间设有第三连管16,固液分离装置5的另一侧设有沉淀收集箱9,所述回收电解液箱3上方设有电解液储液箱1,所述电解液储液箱1和固液分离装置5之间连接有第一连管10,所述沉淀收集箱9的上方设有双氧水加液箱8,所述双氧水加液箱8的侧面设有第二连管13,所述第二连管13的末端设有支管14,所述支管14的末端设有雾状喷头15;所述固液分离装置5包括分离箱体501,所述分离箱体501内部设有不锈钢网盘502,所述分离箱体501的侧面设有进液口503和出液口504,所述进液口503和第一连管10的末端连通,出液口504和第三连管16的末端连通,所述分离箱体501上设有提升机构505;所述提升机构505包括安装于分离箱体501其中一端的螺杆5051和安装于分离箱体501另外一端的导向杆5056,所述螺杆5051上套设有螺套5052,二者之间螺纹连接,所述螺套5052上套设有轴承5053,所述导向杆5056上套设有套筒5055,所述提升机构505还包括两个分别连接在不锈钢网盘502两端的连杆5054。

全文数据:一种铝空气电池电解液循环回收利用装置及回收利用方法技术领域本发明涉及机械技术领域,具体为一种铝空气电池电解液循环回收利用装置及回收利用方法。背景技术金属燃料电池又称金属复合燃料电池、金属空气电池是一种将如铁、钙、锂、锌、镁和铝等活性金属作为负极能源材料,空气或氧气在空气电极发生氧化还原反应,以中性盐水或碱性氢氧化钠、氢氧化钾溶液作为电解液的发电装置,以电解液的添加循环触发而对外输出电能。本发明针对铝空气电池电堆在运行过程中,以碱性氢氧化钠或氢氧化钾为电解液,在其运行过程中,随电堆运行时间的增加,氢氧化铝电解液体系中从一开始的增加电解液的电导率降低内阻,电堆达到性能达到最大,然后氢氧化铝浓度达到饱和,有固体沉淀析出,改变电解液的流动方式,沉积在铝空气电池单体的局部,造成单体均衡性下降,局部电流有回充现象出现,其次电解液粘度增大,电堆内阻增大,电堆性能整体严重下降,随时间的延续,电堆因局部氢氧化铝的沉积而阻塞管道,单体因膨胀而破裂,电堆发生不可逆的停止工作,因此电解液体系中的氢氧化铝沉淀的及时快速分离成为制约铝空气电池商业化的关键技术。目前国内针对铝空气电池电解液的使用情况主要是当电堆性能下降到一定程度后更换新的电解液,对氢氧化铝沉淀的及时分离研究报道很少。鉴于此,我们提出一种铝空气电池电解液循环回收利用装置及回收利用方法。发明内容本发明的目的在于提供一种铝空气电池电解液循环回收利用装置及回收利用方法,以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的,一方面本发明提供如下技术方案:一种铝空气电池电解液循环回收利用装置,包括固液分离装置,所述固液分离装置的一侧设有回收电解液箱,所述回收电解液箱和固液分离装置之间设有第三连管,固液分离装置的另一侧设有沉淀收集箱,所述回收电解液箱上方设有电解液储液箱,所述电解液储液箱和固液分离装置之间连接有第一连管,所述沉淀收集箱的上方设有双氧水加液箱,所述双氧水加液箱的侧面设有第二连管,所述第二连管的末端设有支管,所述支管的末端设有雾状喷头。作为本发明的优选,所述固液分离装置包括分离箱体,所述分离箱体内部设有不锈钢网盘,所述分离箱体的侧面设有进液口和出液口,所述进液口和第一连管的末端连通,出液口和第三连管的末端连通,所述分离箱体上设有提升机构。作为本发明的优选,所述提升机构包括安装于分离箱体其中一端的螺杆和安装于分离箱体另外一端的导向杆,所述螺杆上套设有螺套,二者之间螺纹连接,所述螺套上套设有轴承,所述导向杆上套设有套筒,所述提升机构还包括两个分别连接在不锈钢网盘两端的连杆。作为本发明的优选,所述电解液储液箱的底端设有第一支架,所述电解液储液箱通过第一支架支撑在地面上,所述双氧水加液箱的底端设有第二支架,所述双氧水加液箱通过第二支架支撑在地面上。作为本发明的优选,所述第一连管其中一端伸入至电解液储液箱内部,另外一端伸入至分离箱体内部,所述第一连管上设有第一单向阀。作为本发明的优选,所述第二连管的其中一端伸入至双氧水加液箱内部,另外一端和支管连通,且第二连管上设有第三单向阀和空气压缩机,支管呈Y型,且支管的两个末端分别和雾状喷头之间连通。作为本发明的优选,所述第三连管的其中一端伸入至回收电解液箱内部,另外一端伸入至分离箱体内,所述第三连管上设有第二单向阀。另一方面,本发明还提供一种铝空气电池电解液循环回收利用方法,包括如下步骤:步骤一、将运行一段时间后性能下降的电解液收集到电解液储液箱内,打开第一单向阀使的电解液流向固液分离装置内,关闭第二单向阀和第三单向阀,控制液面高度,高于不锈钢网盘内表面50mm;步骤二、在双氧水加液箱内注入34体积的10%30%双氧水;步骤三、固液分离装置的液面静止10min使的电解液不再旋流,一次打开空气压缩机和第三单向阀,使的双氧水经雾状喷头,雾状注入电解液表面的水层,时间控制在40s,然后关闭第三单向阀和与空气压缩机;步骤四、匀速拉起不锈钢网盘,然后将沉淀转移到沉淀收集箱内。此操作后搅动固液分离装置中的电解液使的电解液浓度均匀;步骤五、搅动固液分离装置中的电解液后,静止10min,将不锈钢网盘降到液面50mm处,重新喷雾双氧水与偏铝酸根离子反应,匀速转移氢氧化铝沉淀;步骤六、按上述步骤分离氢氧化铝沉淀4次后,保持固液分离装置中的进液第一单向阀关闭,第二单向阀打开,使得分离后的电解液流向回收电解液箱中,按上述操作分离氢氧化铝沉淀,得到含有双氧水的全新电解液;步骤七、将回收电解液箱内的含双氧水的电解液重新导入铝空气电池体系中循环利用。与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明利用局部快速的酸碱中和反应生成氢氧化铝沉淀后,立即将生成的沉淀均速地漂出,实现氢氧化铝的固液分离。酸选用具有强氧化性的双氧水H2O2,双氧水不同于其他酸对在电解液中引入其酸根离子,影响电解液的性能,且可以与偏铝酸根离子反应生成沉淀、水和氧气,氢氧化铝沉淀是在局部快速生成,可在不搅动电解液的情况下,可将氢氧化铝沉淀分离出来,反应生成的氧气可以增加电解液中的含氧量,还可以被氢氧化铝沉淀吸收而悬浮,便于固液分离。回收电解液中残余的双氧水会被空气极片中的催化剂分解,提高催化剂周围电解液中含氧量,有利于铝空气电池性能的提升。附图说明图1为本发明整体结构示意图;图2为本发明固液分离装置结构示意图;图3为本发明提升机构结构示意图。图中:电解液储液箱1、第一单向阀2、回收电解液箱3、第二单向阀4、固液分离装置5、分离箱体501、不锈钢网盘502、进液口503、出液口504、提升机构505、螺杆5051、螺套5052、轴承5053、连杆5054、套筒5055、导向杆5056、第三单向阀6、空气压缩机7、双氧水加液箱8、沉淀收集箱9、第一连管10、第一支架11、第二支架12、第二连管13、支管14、雾状喷头15、第三连管16。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。请参阅图1-3,一方面本发明提供一种技术方案:一种铝空气电池电解液循环回收利用装置,包括固液分离装置5,固液分离装置5的一侧设有回收电解液箱3,回收电解液箱3和固液分离装置5之间设有第三连管16,固液分离装置5的另一侧设有沉淀收集箱9,回收电解液箱3上方设有电解液储液箱1,电解液储液箱1和固液分离装置5之间连接有第一连管10,沉淀收集箱9的上方设有双氧水加液箱8,双氧水加液箱8的侧面设有第二连管13,第二连管13的末端设有支管14,支管14的末端设有雾状喷头15。本实施例中,固液分离装置5包括分离箱体501,分离箱体501内部设有不锈钢网盘502,分离箱体501的侧面设有进液口503和出液口504,进液口503和第一连管10的末端连通,出液口504和第三连管16的末端连通,分离箱体501上设有提升机构505。本实施例中,提升机构505包括安装于分离箱体501其中一端的螺杆5051和安装于分离箱体501另外一端的导向杆5056,螺杆5051上套设有螺套5052,二者之间螺纹连接,螺套5052上套设有轴承5053,导向杆5056上套设有套筒5055,提升机构505还包括两个分别焊接固定在不锈钢网盘502两端的连杆5054。值得说明的是,分离箱体501和螺杆5051之间以及分离箱体501和导向杆5056之间均焊接固定,轴承5053的内圈和螺套5052焊接固定,轴承5053的外圈和其中一个连杆5054焊接固定,另外一个连杆5054的末端和套筒5055焊接固定,导向杆5056表面光滑,套筒5055能够在导向杆5056上自由上下移动,在需要提升或下降不锈钢网盘502时,手动操作转动转动螺套5052,由于螺套5052和螺杆5051之间螺纹连接,因此转动螺套5052的同时其必定会上下移动,而由于轴承5053的存在,螺套5052转动的同时不会带动不锈钢网盘502转动,且在螺套5052上下移动时会带动不锈钢网盘502同步上下移动,通过这种方式就能够很好的实现不锈钢网盘502的放入或取出。本实施例中,电解液储液箱1的底端设有第一支架11,电解液储液箱1通过第一支架11支撑在地面上,双氧水加液箱8的底端设有第二支架12,双氧水加液箱8通过第二支架12支撑在地面上。本实施例中,第一连管10其中一端伸入至电解液储液箱1内部,另外一端伸入至分离箱体501内部,第一连管10上设有第一单向阀2。本实施例中,第二连管13的其中一端伸入至双氧水加液箱8内部,另外一端和支管14连通,且第二连管13上设有第三单向阀6和空气压缩机7,支管14呈Y型,且支管14的两个末端分别和雾状喷头15之间连通,其中雾状喷头15位于不锈钢网盘502的正上方,喷雾全覆盖电解液上方。本实施例中,第三连管16的其中一端伸入至回收电解液箱3内部,另外一端伸入至分离箱体501内,第三连管16上设有第二单向阀4。另一方面,本发明还提供一种铝空气电池电解液循环回收利用方法,包括如下步骤:步骤一、将运行一段时间后性能下降的电解液收集到电解液储液箱1内,打开第一单向阀2使的电解液流向固液分离装置5内,关闭第二单向阀4和第三单向阀6,控制液面高度,高于不锈钢网盘502内表面50mm。步骤二、在双氧水加液箱8内注入34体积的30%双氧水。步骤三、固液分离装置5的液面静止10min使的电解液不再旋流,一次打开空气压缩机7和第三单向阀6,使的双氧水经雾状喷头15,雾状注入电解液表面的水层,时间控制在40s,然后关闭第三单向阀6和与空气压缩机7。步骤四、匀速拉起不锈钢网盘502,然后将沉淀转移到沉淀收集箱9内。此操作后搅动固液分离装置5中的电解液使的电解液浓度均匀。步骤五、搅动固液分离装置5中的电解液后,静止10min,将不锈钢网盘502降到液面50mm处,重新喷雾双氧水与偏铝酸根离子反应,匀速转移氢氧化铝沉淀。步骤六、按上述步骤分离氢氧化铝沉淀4次后,保持固液分离装置5中的进液第一单向阀2关闭,第二单向阀4打开,使得分离后的电解液流向回收电解液箱3中,按上述操作分离氢氧化铝沉淀,得到含有双氧水的电解液。步骤七、将回收电解液箱3内的含双氧水的电解液重新导入铝空气电池体系中循环利用。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例,并不用来限制本发明,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

权利要求:1.一种铝空气电池电解液循环回收利用装置,包括固液分离装置5,其特征在于:所述固液分离装置5的一侧设有回收电解液箱3,所述回收电解液箱3和固液分离装置5之间设有第三连管16,固液分离装置5的另一侧设有沉淀收集箱9,所述回收电解液箱3上方设有电解液储液箱1,所述电解液储液箱1和固液分离装置5之间连接有第一连管10,所述沉淀收集箱9的上方设有双氧水加液箱8,所述双氧水加液箱8的侧面设有第二连管13,所述第二连管13的末端设有支管14,所述支管14的末端设有雾状喷头15。2.根据权利要求1所述的铝空气电池电解液循环回收利用装置,其特征在于:所述固液分离装置5包括分离箱体501,所述分离箱体501内部设有不锈钢网盘502,所述分离箱体501的侧面设有进液口503和出液口504,所述进液口503和第一连管10的末端连通,出液口504和第三连管16的末端连通,所述分离箱体501上设有提升机构505。3.根据权利要求2所述的铝空气电池电解液循环回收利用装置,其特征在于:所述提升机构505包括安装于分离箱体501其中一端的螺杆5051和安装于分离箱体501另外一端的导向杆5056,所述螺杆5051上套设有螺套5052,二者之间螺纹连接,所述螺套5052上套设有轴承5053,所述导向杆5056上套设有套筒5055,所述提升机构505还包括两个分别连接在不锈钢网盘502两端的连杆5054。4.根据权利要求1所述的铝空气电池电解液循环回收利用装置,其特征在于:所述电解液储液箱1的底端设有第一支架11,所述电解液储液箱1通过第一支架11支撑在地面上,所述双氧水加液箱8的底端设有第二支架12,所述双氧水加液箱8通过第二支架12支撑在地面上。5.根据权利要求1所述的铝空气电池电解液循环回收利用装置,其特征在于:所述第一连管10其中一端伸入至电解液储液箱1内部,另外一端伸入至分离箱体501内部,所述第一连管10上设有第一单向阀2。6.根据权利要求1所述的铝空气电池电解液循环回收利用装置,其特征在于:所述第二连管13的其中一端伸入至双氧水加液箱8内部,另外一端和支管14连通,且第二连管13上设有第三单向阀6和空气压缩机7,支管14呈Y型,且支管14的两个末端分别和雾状喷头15之间连通。7.根据权利要求1所述的铝空气电池电解液循环回收利用装置,其特征在于:所述第三连管16的其中一端伸入至回收电解液箱3内部,另外一端伸入至分离箱体501内,所述第三连管16上设有第二单向阀4。8.根据权利要求1所述的铝空气电池电解液循环回收利用装置,其特征在于:雾状喷头15的个数在2个以上,雾化的双氧水尽可能的全覆盖电解液上表面。9.一种铝空气电池电解液循环回收利用方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一、将运行一段时间后性能下降的电解液收集到电解液储液箱1内,打开第一单向阀2使的电解液流向固液分离装置5内,关闭第二单向阀4和第三单向阀6,控制液面高度,高于不锈钢网盘502内表面50mm;步骤二、在双氧水加液箱8内注入34体积的10%--30%双氧水。步骤三、固液分离装置5的液面静止10min使的电解液不再旋流,一次打开空气压缩机7和第三单向阀6,使的双氧水经雾状喷头15,雾状注入电解液表面的水层,时间控制在40s,然后关闭第三单向阀6和与空气压缩机7;步骤四、匀速拉起不锈钢网盘502,然后将沉淀转移到沉淀收集箱9内。此操作后搅动固液分离装置5中的电解液使的电解液浓度均匀。步骤五、搅动固液分离装置5中的电解液后,静止10min,将不锈钢网盘502降到液面50mm处,重新喷雾双氧水与偏铝酸根离子反应,匀速转移氢氧化铝沉淀;步骤六、按上述步骤分离氢氧化铝沉淀4次后,保持固液分离装置5中的进液第一单向阀2关闭,第二单向阀4打开,使得分离后的电解液流向回收电解液箱3中,按上述操作分离氢氧化铝沉淀,得到含有双氧水的电解液;步骤七、将回收电解液箱3内的含双氧水的电解液重新导入铝空气电池体系中循环利用。

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