[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用廢舊SCR催化劑制備全釩液流電池電解液的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810619909.3
• 申請(qǐng)日: 2018-06-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108878943A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉松濤;郭靜娟;袁園;楊海寬;孫若晨;張優(yōu);陳傳敏;張茹婷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司西北分公司;華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類(lèi)號(hào): H01M8/18
• 分類(lèi)號(hào): H01M8/18
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發(fā)明提供了一種利用廢舊SCR催化劑制備全釩液流電池電解液的方法，其包括以下步驟：①取失活的廢舊SCR催化劑，用壓縮空氣對(duì)其表面進(jìn)行吹掃；②將步驟①吹掃后的催化劑機(jī)械粉粹，粒徑小于2毫米；③將步驟②粉碎后的催化劑粉末放入H₂SO₄和Na₂SO₃的混合溶液中，加熱，攪拌，過(guò)濾；④將步驟③所得濾液加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH＝7，加熱，攪拌，過(guò)濾；⑤將步驟④所得濾渣加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH＝13，加入NaClO₃氧化劑，加熱，攪拌，過(guò)濾；⑥將步驟⑤所得濾液加入NH₄Cl固體，調(diào)節(jié)pH＝8，加熱，攪拌，過(guò)濾；⑦將步驟⑥所得濾渣放入由H₂SO₄、草酸還原劑和鉬酸鈉穩(wěn)定劑組成的混合溶液，加熱，攪拌，然后電解，得到V(Ⅲ)和V(Ⅳ)摩爾比為1:1的混合電解液。本發(fā)明方法的V元素浸出率高達(dá)96.2％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全釩液流電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及利用廢舊SCR催化劑制備全釩液流電池電解液的方法。

背景技術(shù)

全釩液流電池(VFB)是一種新型無(wú)污染化學(xué)儲(chǔ)能電源，具有壽命長(zhǎng)、可深度充放電、易操作和維護(hù)的特點(diǎn)。VFB主要應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等大規(guī)模可再生能源發(fā)電的儲(chǔ)能系統(tǒng)以及電廠調(diào)峰平衡負(fù)荷等領(lǐng)域。

電解液是VFB電化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)，是電能的載體，其質(zhì)量直接決定了VFB的儲(chǔ)能能力。根據(jù)不同的應(yīng)用配置，電解液的成本能夠占到儲(chǔ)能系統(tǒng)的30％～60％。傳統(tǒng)電解液制備方法采用VOSO₄直接溶解在H₂SO₄中配制而成，由于VOSO₄價(jià)格較高，不利于全釩液流電池的大規(guī)模推廣，因此尋求一條有效的制備電解液的路徑，降低VFB的生產(chǎn)成本，對(duì)推進(jìn)加快VFB商業(yè)化和實(shí)用化的速度十分重要。SCR脫硝技術(shù)是電廠中脫除氮氧化物的主要技術(shù)，每年都會(huì)產(chǎn)生大量的廢舊失活催化劑，廢舊SCR脫硝催化劑中含有大量有毒有害物質(zhì)，若直接丟棄對(duì)我國(guó)的土壤和水體構(gòu)成巨大的環(huán)境壓力，五氧化二釩是SCR脫硝催化劑中的主要成分，如果能分離并回收用于制作全釩液流電池電解液，不僅可以解決相應(yīng)的一系列潛在的環(huán)境污染問(wèn)題，而且制作成本低，能有效推動(dòng)全釩液流電池技術(shù)的的推廣和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用廢舊SCR催化劑制備全釩液流電池電解液的方法，以解決廢舊SCR催化劑對(duì)環(huán)境帶來(lái)的危害及全釩液流電池電解液制備成本高，穩(wěn)定性差和電化學(xué)活性低的問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種利用廢舊SCR催化劑制備全釩液流電池電解液的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)取失活的廢舊SCR催化劑，用壓力為0.3-0.5MPa的壓縮空氣對(duì)所述廢舊SCR催化劑表面進(jìn)行吹掃；

2)經(jīng)1)吹掃后的催化劑進(jìn)行機(jī)械粉粹，粒徑小于2毫米；

3)經(jīng)2)粉碎后的催化劑粉末放入由H₂SO₄和Na₂SO₃組成的混合溶液中，加熱至90℃，恒溫?cái)嚢?.5h后過(guò)濾，反應(yīng)如下：

V₂O₅+Na₂SO₃+2H₂SO₄→2VOSO₄+Na₂SO₄+2H₂O

4)在經(jīng)3)過(guò)濾后的濾液內(nèi)加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH＝7，加熱至70℃，恒溫?cái)嚢?00min后過(guò)濾，反應(yīng)如下：

2VOSO₄+4NaOH→V₂O₂(OH)₄↓+2Na₂SO₄