公布日：2022.07.29
申请日：2022.03.15
分类号：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
一种含盐废水光伏电解脱盐制氢系统和工艺，能够将含盐废水脱盐工艺与电解制氢工艺运用于同一电化学工艺中，以含盐废水作为电解对象，一方面可以解决含盐废水脱盐的问题，对含盐废水进行处理；另一方面可以解决电解制氢工艺中纯水电导率低，导电性能差的问题，强化电解制氢过程中的电解活性，降低电解制氢过程的起始电压，节约能源，降低成本。另外电能是采用太阳能光伏发电而来，由此可见，本发明是一种节能、环保、无污染的含盐废水处理技术。
权利要求书
1.一种含盐废水光伏电解脱盐制氢系统，其特征在于，包括待脱盐浓水储存池，光伏电源装置，电解制氢单元，氢气收储装置，以及除盐单元，所述电解制氢单元分别连接所述待脱盐浓水储存池、所述光伏电源装置、所述氢气收储装置和所述除盐单元，所述电解制氢单元包括插入待脱盐浓水中的钛基阳极板和复合层阴极板，所述钛基阳极板连接所述光伏电源装置的正极，所述复合层阴极板连接所述光伏电源装置的负极，所述复合层阴极板包括镍基金属基体层和覆盖层，所述覆盖层为过渡金属碳化物或过渡金属氮化物或过渡金属磷化物。
2.根据权利要求1所述的含盐废水光伏电解脱盐制氢系统，其特征在于，所述覆盖层呈孔网结构。
3.根据权利要求1所述的含盐废水光伏电解脱盐制氢系统，其特征在于，所述待脱盐浓水储存池具有待脱盐浓水进水口，所述待脱盐浓水进水口连接海水淡化系统的浓盐水输出口，或膜分离法水处理系统的浓盐水输出口，或机械蒸发再压缩法水处理系统的浓盐水输出口。
4.根据权利要求1所述的含盐废水光伏电解脱盐制氢系统，其特征在于，所述待脱盐浓水储存池通过水泵连接所述电解制氢单元以将待脱盐浓水泵入所述电解制氢单元的电解槽中。
5.根据权利要求1所述的含盐废水光伏电解脱盐制氢系统，其特征在于，所述除盐单元包括设置于除盐槽体边侧底部的盐分收集装置连接口，和设置于除盐槽体顶部或边侧上部的上清液回流输出口，所述上清液回流输出口连接所述电解制氢单元的上清液回流输入口，所述电解制氢单元的边侧底部连接所述所述除盐单元的边侧底部。
6.根据权利要求1所述的含盐废水光伏电解脱盐制氢系统，其特征在于，所述光伏电源装置包括直接迎向太阳光照射的太阳能电池板，所述太阳能电池板通过太阳能电源控制器分别连接蓄电池和主控制器，所述主控制器连接所述蓄电池。
7.根据权利要求1所述的含盐废水光伏电解脱盐制氢系统，其特征在于，所述氢气收储装置包括氢气储气罐，所述氢气储气罐通过氢气干燥器连接氢气收集器，所述氢气收集器连接所述电解制氢单元。
8.一种含盐废水光伏电解脱盐制氢工艺，其特征在于，包括以含盐废水作为电解对象，将所述含盐废水中作为溶剂的水分子通过电解生成氢气和氧气，所述氢气进入氢气收储装置，对浓缩后的盐分进行回收；所述电解在电解制氢单元中进行，所述电解制氢单元由光伏电源装置驱动，所述电解制氢单元包括插入含盐废水中的钛基阳极板和复合层阴极板，所述钛基阳极板连接所述光伏电源装置的正极，所述复合层阴极板连接所述光伏电源装置的负极，所述复合层阴极板包括镍基金属基体层和覆盖层，所述覆盖层为过渡金属碳化物或过渡金属氮化物或过渡金属磷化物。
9.根据权利要求8所述的含盐废水光伏电解脱盐制氢工艺，其特征在于，所述含盐废水为海水淡化浓盐水，或膜分离法浓盐水，或机械蒸发再压缩法浓盐水。
10.根据权利要求8所述的含盐废水光伏电解脱盐制氢工艺，其特征在于，所述过渡金属碳化物或过渡金属氮化物或过渡金属磷化物，以其较低析氢电位作为电解制氢过程的水分子电解催化剂助力屏蔽其他离子电解干扰。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明提供一种含盐废水光伏电解脱盐制氢系统和工艺。
本发明的技术解决方案如下：
一种含盐废水光伏电解脱盐制氢系统，其特征在于，包括待脱盐浓水储存池，光伏电源装置，电解制氢单元，氢气收储装置，以及除盐单元，所述电解制氢单元分别连接所述待脱盐浓水储存池、所述光伏电源装置、所述氢气收储装置和所述除盐单元，所述电解制氢单元包括插入待脱盐浓水中的钛基阳极板和复合层阴极板，所述钛基阳极板连接所述光伏电源装置的正极，所述复合层阴极板连接所述光伏电源装置的负极，所述复合层阴极板包括镍基金属基体层和覆盖层，所述覆盖层为过渡金属碳化物或过渡金属氮化物或过渡金属磷化物。
所述覆盖层呈孔网结构。
所述待脱盐浓水储存池具有待脱盐浓水进水口，所述待脱盐浓水进水口连接海水淡化系统的浓盐水输出口，或膜分离法水处理系统的浓盐水输出口，或机械蒸发再压缩法水处理系统的浓盐水输出口。
所述待脱盐浓水储存池通过水泵连接所述电解制氢单元以将待脱盐浓水泵入所述电解制氢单元的电解槽中。
所述除盐单元包括设置于除盐槽体边侧底部的盐分收集装置连接口，和设置于除盐槽体顶部或边侧上部的上清液回流输出口，所述上清液回流输出口连接所述电解制氢单元的上清液回流输入口，所述电解制氢单元的边侧底部连接所述所述除盐单元的边侧底部。
所述光伏电源装置包括直接迎向太阳光照射的太阳能电池板，所述太阳能电池板通过太阳能电源控制器分别连接蓄电池和主控制器，所述主控制器连接所述蓄电池。
所述氢气收储装置包括氢气储气罐，所述氢气储气罐通过氢气干燥器连接氢气收集器，所述氢气收集器连接所述电解制氢单元。
一种含盐废水光伏电解脱盐制氢工艺，其特征在于，包括以含盐废水作为电解对象，将所述含盐废水中作为溶剂的水分子通过电解生成氢气和氧气，所述氢气进入氢气收储装置，对浓缩后的盐分进行回收；所述电解在电解制氢单元中进行，所述电解制氢单元由光伏电源装置驱动，所述电解制氢单元包括插入含盐废水中的钛基阳极板和复合层阴极板，所述钛基阳极板连接所述光伏电源装置的正极，所述复合层阴极板连接所述光伏电源装置的负极，所述复合层阴极板包括镍基金属基体层和覆盖层，所述覆盖层为过渡金属碳化物或过渡金属氮化物或过渡金属磷化物。
所述含盐废水为海水淡化浓盐水，或膜分离法浓盐水，或机械蒸发再压缩法浓盐水。
所述过渡金属碳化物或过渡金属氮化物或过渡金属磷化物，以其较低析氢电位作为电解制氢过程的水分子电解催化剂助力屏蔽其他离子电解干扰。
本发明的技术效果如下：本发明一种含盐废水光伏电解脱盐制氢系统和工艺，能够将含盐废水脱盐工艺与电解制氢工艺运用于同一电化学工艺中，以含盐废水作为电解对象，一方面可以解决含盐废水脱盐的问题，对含盐废水进行处理；另一方面可以解决电解制氢工艺中纯水电导率低，导电性能差的问题，强化电解制氢过程中的电解活性，降低电解制氢过程的起始电压，节约能源，降低成本。另外电能是采用太阳能光伏发电而来，由此可见，本发明是一种节能、环保、无污染的含盐废水处理技术。
（发明人：刘彦华;宋焕明;韦少松;张利利;史玉）
