[發明專利]一種利用廢舊SCR催化劑制備全釩液流電池電解液的方法

在審

• 申請號: 201810619909.3
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108878943A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 劉松濤;郭靜娟;袁園;楊海寬;孫若晨;張優;陳傳敏;張茹婷
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司西北分公司;華北電力大學（保定）
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發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，用壓縮空氣對其表面進行吹掃；②將步驟①吹掃后的催化劑機械粉粹，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，過濾；④將步驟③所得濾液加入NaOH溶液，調節pH＝7，加熱，攪拌，過濾；⑤將步驟④所得濾渣加入NaOH溶液，調節pH＝13，加入NaClO₃氧化劑，加熱，攪拌，過濾；⑥將步驟⑤所得濾液加入NH₄Cl固體，調節pH＝8，加熱，攪拌，過濾；⑦將步驟⑥所得濾渣放入由H₂SO₄、草酸還原劑和鉬酸鈉穩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。本發明方法的V元素浸出率高達96.2％。

技術領域

本發明涉及全釩液流電池技術領域，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

全釩液流電池(VFB)是一種新型無污染化學儲能電源，具有壽命長、可深度充放電、易操作和維護的特點。VFB主要應用于風力發電、太陽能發電等大規模可再生能源發電的儲能系統以及電廠調峰平衡負荷等領域。

電解液是VFB電化學反應的活性物質，是電能的載體，其質量直接決定了VFB的儲能能力。根據不同的應用配置，電解液的成本能夠占到儲能系統的30％～60％。傳統電解液制備方法采用VOSO₄直接溶解在H₂SO₄中配制而成，由于VOSO₄價格較高，不利于全釩液流電池的大規模推廣，因此尋求一條有效的制備電解液的路徑，降低VFB的生產成本，對推進加快VFB商業化和實用化的速度十分重要。SCR脫硝技術是電廠中脫除氮氧化物的主要技術，每年都會產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，若直接丟棄對我國的土壤和水體構成巨大的環境壓力，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，不僅可以解決相應的一系列潛在的環境污染問題，而且制作成本低，能有效推動全釩液流電池技術的的推廣和發展。

發明內容

本發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催化劑對環境帶來的危害及全釩液流電池電解液制備成本高，穩定性差和電化學活性低的問題。

本發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的壓縮空氣對所述廢舊SCR催化劑表面進行吹掃；

2)經1)吹掃后的催化劑進行機械粉粹，粒徑小于2毫米；

3)經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℃，恒溫攪拌2.5h后過濾，反應如下：

V₂O₅+Na₂SO₃+2H₂SO₄→2VOSO₄+Na₂SO₄+2H₂O

4)在經3)過濾后的濾液內加入NaOH溶液，調節pH＝7，加熱至70℃，恒溫攪拌100min后過濾，反應如下：

2VOSO₄+4NaOH→V₂O₂(OH)₄↓+2Na₂SO₄