公布日：2023.10.20
申請(qǐng)日：2023.08.23
分類號(hào)：C02F1/461(2023.01)I;C02F103/18(2006.01)N
摘要
本公開提供了一種脫硫廢水處理系統(tǒng)，包括電解水箱、氫氯燃料電池及第一電源，電解水箱內(nèi)設(shè)置有相對(duì)應(yīng)的第一陰極板與第一陽極板，電解水箱上設(shè)置有第一入口、第一出口、第二出口、第三出口及第二入口，第三出口與氫氯燃料電池陽極側(cè)的燃料入口連通，第二出口與氫氯燃料電池陰極側(cè)的氣體入口連通，脫硫廢水從第一入口進(jìn)入電解水箱內(nèi)，電解后的脫硫廢水從第一出口排出到脫硫系統(tǒng)，氫氯燃料電池的陽極側(cè)設(shè)置有與第二入口連通的第四出口，同時(shí)提供了一種脫硫廢水處理工藝。本公開結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，處理工藝簡(jiǎn)單，易于建設(shè)實(shí)施，建設(shè)投資小、成本低，能耗低，副產(chǎn)物附加值高，安全性和可靠性高，可適用于多種含鹽廢水的處理領(lǐng)域。
權(quán)利要求書
1.脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括電解水箱(1)、氫氯燃料電池(2)及第一電源(3)，所述電解水箱(1)內(nèi)設(shè)置有相對(duì)應(yīng)的第一陰極板(11)與第一陽極板(12)，所述電解水箱(1)上設(shè)置有第一入口(13)、第一出口(14)、第二出口(15)、第三出口(16)及第二入口(17)，所述第一電源(3)和所述氫氯燃料電池(2)均與所述第一陰極板(11)和所述第一陽極板(12)電連接，所述第二出口(15)與所述第一陽極板(12)相對(duì)應(yīng)，所述第三出口(16)和所述第二入口(17)分別與所述第一陰極板(11)相對(duì)應(yīng)，所述第三出口(16)與所述氫氯燃料電池(2)陽極側(cè)的燃料入口連通，所述第二出口(15)與所述氫氯燃料電池(2)陰極側(cè)的氣體入口連通，脫硫廢水從所述第一入口(13)進(jìn)入所述電解水箱(1)內(nèi)，電解后的脫硫廢水從所述第一出口(14)排出到脫硫系統(tǒng)，所述氫氯燃料電池(2)的陽極側(cè)設(shè)置有與所述第二入口(17)連通的第四出口(21)，所述氫氯燃料電池(2)的陰極側(cè)設(shè)置有第五出口(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一緩沖箱(4)及第一進(jìn)料泵(5)，所述第一緩沖箱(4)內(nèi)設(shè)置有第一攪拌器(41)，所述第一進(jìn)料泵(5)分別與所述第一緩沖箱(4)的出口和所述第一入口(13)連接，所述第一進(jìn)料泵(5)能夠?qū)⑺龅谝痪彌_箱(4)內(nèi)的脫硫廢水輸送至所述電解水箱(1)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一入口(13)處設(shè)置有進(jìn)料控制閥(101)，所述第一出口(14)處設(shè)置有出料控制閥(102)，所述出料控制閥(102)通過管路與脫硫系統(tǒng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述電解水箱(1)上設(shè)置有第一液位計(jì)(103)，所述第一電源(3)連接有電流檢測(cè)儀(104)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第二入口(17)與所述第四出口(21)之間的連接管路上設(shè)置有第一冷卻器(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第五出口(22)通過管路第一儲(chǔ)存罐(7)連通，所述第五出口(22)與所述第一儲(chǔ)存罐(7)之間的連接管路上設(shè)置有第二冷卻器(8)，所述第二冷卻器(8)的出口處設(shè)置有第一液封管(81)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一入口(13)、所述第二出口(15)、所述第三出口(16)和所述第二入口(17)均位于所述電解水箱(1)的頂部，所述第一出口(14)位于所述電解水箱(1)的底部，所述電解水箱(1)的內(nèi)底面朝所述第一出口(14)的位置向下傾斜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述電解水箱(1)內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)第一隔板(18)，每個(gè)所述第一隔板(18)的頂部與所述電解水箱(1)連接，脫硫廢水能夠從所述第一隔板(18)的底部與所述電解水箱(1)的內(nèi)底面之間流通，兩個(gè)所述第一隔板(18)位于所述第一陰極板(11)與所述第一陽極板(12)之間，兩個(gè)所述第一隔板(18)將所述電解水箱(1)的內(nèi)部依次分隔為陽極電解區(qū)、中間過渡區(qū)和陰極電解區(qū)，所述第一陰極板(11)的底部和所述第一陽極板(12)的底部均高于所述第一隔板(18)的底部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中8任一權(quán)利要求所述的脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，兩個(gè)以上所述電解水箱(1)并聯(lián)或者串聯(lián)。
10.脫硫廢水處理工藝，其特征在于，應(yīng)用權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的脫硫廢水處理系統(tǒng)，包括以下步驟：待處理的脫硫廢水從電解水箱的第一入口進(jìn)入，第一電源為電解水箱內(nèi)的第一陰極板與第一陽極板的供電，脫硫廢水在電解水箱內(nèi)進(jìn)行電解反應(yīng)；脫硫廢水中的氫離子在第一陰極板處被電解生成氫氣，并從電解水箱的第三出口排出到氫氯燃料電池，脫硫廢水中的金屬陽離子在第一陰極板處被電解生成堿性物質(zhì)的沉淀，脫硫廢水中的氯離子及少量氫氧根離子在第一陽極板處被電解生成氯氣和少量氧氣，并從電解水箱的第二出口排出到氫氯燃料電池；第三出口排出氫氣從氫氯燃料電池的燃料入口進(jìn)入氫氯燃料電池的陽極，第二出口排出的氯氣和少量氧氣從氫氯燃料電池的氣體入口進(jìn)入氫氯燃料電池的陰極，氯氣和少量氧氣在氫氯燃料電池的陰極電化學(xué)反應(yīng)生成HCl和H2O，并產(chǎn)生電能；氫氯燃料電池陽極的氫氣從第四出口排出，第四出口排出的氫氣再從電解水箱的第二入口進(jìn)入第一陰極板處，氫氯燃料電池產(chǎn)生的HCl和H2O從第五出口排出收集，氫氯燃料電池產(chǎn)生的電能能夠補(bǔ)充一部分電解水箱電解反應(yīng)所消耗的電量；電解水箱內(nèi)電解后的脫硫廢水從第一出口排出到脫硫系統(tǒng)循環(huán)利用。
發(fā)明內(nèi)容
本公開的目的是提出一種脫硫廢水處理系統(tǒng)及處理工藝，可以解決上述技術(shù)問題中的至少一個(gè)，本公開的技術(shù)方案如下：
脫硫廢水處理系統(tǒng)，包括電解水箱、氫氯燃料電池及第一電源，電解水箱內(nèi)設(shè)置有相對(duì)應(yīng)的第一陰極板與第一陽極板，電解水箱上設(shè)置有第一入口、第一出口、第二出口、第三出口及第二入口，第一電源和氫氯燃料電池均與第一陰極板和第一陽極板電連接，第二出口與第一陽極板相對(duì)應(yīng)，第三出口和第二入口分別與第一陰極板相對(duì)應(yīng)，第三出口與氫氯燃料電池陽極側(cè)的燃料入口連通，第二出口與氫氯燃料電池陰極側(cè)的氣體入口連通，脫硫廢水從第一入口進(jìn)入電解水箱內(nèi)，電解后的脫硫廢水從第一出口排出到脫硫系統(tǒng)，氫氯燃料電池的陽極側(cè)設(shè)置有與第二入口連通的第四出口，氫氯燃料電池的陰極側(cè)設(shè)置有第五出口。
在一些實(shí)施方式中，還包括第一緩沖箱及第一進(jìn)料泵，第一緩沖箱內(nèi)設(shè)置有第一攪拌器，第一進(jìn)料泵分別與第一緩沖箱的出口和第一入口連接，第一進(jìn)料泵能夠?qū)⒌谝痪彌_箱內(nèi)的脫硫廢水輸送至電解水箱中。
在一些實(shí)施方式中，第一入口處設(shè)置有進(jìn)料控制閥，第一出口處設(shè)置有出料控制閥，出料控制閥通過管路與脫硫系統(tǒng)連接。
在一些實(shí)施方式中，電解水箱上設(shè)置有第一液位計(jì)，第一電源連接有電流檢測(cè)儀。
在一些實(shí)施方式中，第二入口與第四出口之間的連接管路上設(shè)置有第一冷卻器。
在一些實(shí)施方式中，第五出口通過管路第一儲(chǔ)存罐連通，第五出口與第一儲(chǔ)存罐之間的連接管路上設(shè)置有第二冷卻器，第二冷卻器的出口處設(shè)置有第一液封管。
在一些實(shí)施方式中，第一入口、第二出口、第三出口和第二入口均位于電解水箱的頂部，第一出口位于電解水箱的底部，電解水箱的內(nèi)底面朝第一出口的位置向下傾斜。
在一些實(shí)施方式中，電解水箱內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)第一隔板，每個(gè)第一隔板的頂部與電解水箱連接，脫硫廢水能夠從第一隔板的底部與電解水箱的內(nèi)底面之間流通，兩個(gè)第一隔板位于第一陰極板與第一陽極板之間，兩個(gè)第一隔板將電解水箱的內(nèi)部依次分隔為陽極電解區(qū)、中間過渡區(qū)和陰極電解區(qū)，第一陰極板的底部和第一陽極板的底部均高于第一隔板的底部。
在一些實(shí)施方式中，兩個(gè)以上電解水箱并聯(lián)或者串聯(lián)。
在一些實(shí)施方式中，也可以將電解水箱電解所產(chǎn)生的氫氣與氯氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)生成副產(chǎn)物HCl。
在一些實(shí)施方式中，也可以將電解水箱電解所產(chǎn)生氫氣與氯氣直接作為副產(chǎn)物進(jìn)行收集。
脫硫廢水處理工藝，應(yīng)用上述脫硫廢水處理系統(tǒng)，包括以下步驟：
待處理的脫硫廢水從電解水箱的第一入口進(jìn)入，第一電源為電解水箱內(nèi)的第一陰極板與第一陽極板的供電，脫硫廢水在電解水箱內(nèi)進(jìn)行電解反應(yīng)；
脫硫廢水中的氫離子在第一陰極板處被電解生成氫氣，并從電解水箱的第三出口排出到氫氯燃料電池，脫硫廢水中的金屬陽離子在第一陰極板處被電解生成堿性物質(zhì)的沉淀，脫硫廢水中的氯離子及少量氫氧根離子在第一陽極板處被電解生成氯氣和少量氧氣，并從電解水箱的第二出口排出到氫氯燃料電池；
第三出口排出氫氣從氫氯燃料電池的燃料入口進(jìn)入氫氯燃料電池的陽極，第二出口排出的氯氣和少量氧氣從氫氯燃料電池的氣體入口進(jìn)入氫氯燃料電池的陰極，氯氣和少量氧氣在氫氯燃料電池的陰極電化學(xué)反應(yīng)生成HCl和H2O，并產(chǎn)生電能；
氫氯燃料電池陽極的氫氣從第四出口排出，第四出口排出的氫氣再從電解水箱的第二入口進(jìn)入第一陰極板處，氫氯燃料電池產(chǎn)生的HCl和H2O從第五出口排出收集，氫氯燃料電池產(chǎn)生的電能能夠補(bǔ)充一部分電解水箱電解反應(yīng)所消耗的電量；
電解水箱內(nèi)電解后的脫硫廢水從第一出口排出到脫硫系統(tǒng)循環(huán)利用。
另外，在本公開技術(shù)方案中，凡未作特別說明的，均可通過采用本領(lǐng)域中的常規(guī)手段來實(shí)現(xiàn)本技術(shù)方案。
（發(fā)明人：桑立強(qiáng)）
