一种铅酸蓄电池内化成设备的制作方法

本实用新型涉及蓄电池加工制造设备领域，尤其是涉及一种铅酸蓄电池内化成设备。

背景技术：

铅酸蓄电池是一类安全性高，电性能稳定，制造成本低，应用领域广泛，可低成本再生利用的“资源循环型”能源产品，近几年来，随着世界能源经济的发展和人民生活水平的日益提高，化学电源发展迅猛，铅酸蓄电池需求量不断加大，铅酸蓄电池作为使用最广泛及安全级别最高的一种二次电源，市场需求稳定。

在铅酸蓄电池生产工艺过程中，需要对生电池进行充放电，这一过程简称化成。化成电池注酸后会产生大量热量，整个过程电解液处于40℃以上，且伴有强烈电解水反应，化成过程会产生大量硫酸雾，为减少化成工艺对环境的污染，现有技术主要通过大型酸雾净化装置将化成产生的酸雾吸入管道,然后通过喷淋、中和处理。现有酸雾净化装置的管道在化成区域敞口吸收硫酸雾，所需风机功率大且吸收效果差。GB 30484-2013《电池工业污染物排放标准》要求现有企业硫酸雾的排放标准由10mg/m3降低到5mg/m3，从环保、能耗、安全等方面都要求改善现有除酸雾能力。化成过程中也常常会电解产生一些氢气和氧气，现有技术的处理方法往往是经废气收集装置回收，除酸处理后排放，然而，氢气是一种无色、无嗅、无毒、易燃易爆的气体，也可以作为一种新能源和材料广泛应用于各行各业。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种铅酸蓄电池内化成设备，采用酸雾净化装置和废气提纯装置，解决了化成过程中的废气对环境的污染，并充分利用这些资源，生产了石膏和高纯度的氢气，实现了废气无害排放的同时，还制造了具备一定经济效益的副产品，为化成设备产生的环境问题探索了一条经济实用新路径。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种铅酸蓄电池内化成设备，包括设置有蓄电池组的工作台、进酸管道、回酸管道和酸液储存装置，所述回酸管道上设置有废气回收装置，所述废气回收装置包括通过管道连接的酸雾净化装置和废气提纯装置；

所述酸雾净化装置包括左侧的喷淋塔、右侧的喷雾塔和底部的设置有石灰水的水池，所述喷淋塔和喷雾塔通过水池连接，所述水池的液面不高于水池总高度的1/2；所述喷淋塔的顶部设置有可以覆盖整个断面的喷淋装置，喷淋塔顶部侧面设置有进气口；所述喷雾塔的顶部侧面设置有排气口，喷雾塔的中部设置有可以覆盖整个断面的喷雾装置，所述喷雾装置和排气口之间设置有随传动装置旋转的滤网，所述滤网外面设置有刷板；

所述废气提纯装置包括通过管道连接的空气压缩装置、钯膜分离装置和氢气储存装置；所述钯膜分离装置为水平布置的圆柱形腔体，所述圆柱形腔体的两端分别设置有进气孔和出气孔，所述圆柱形腔体还设置有钯膜分离组件，所述钯膜分离组件中设置有氢气导出管；所述氢气导出管与氢气储存装置连接，所述进气孔与空气压缩装置的出气管连接，所述空气压缩装置的进气管与喷淋除酸装置连接，所述出气孔设置有安全阀，所述出气管与进气孔之间还设置有水汽分离器。

进一步的，所述酸液储存装置包括密封的箱体，所述箱体的上部均匀设置有多个具备小孔的酸液收集管路，所述酸液收集管路通过箱体上的通孔与进酸管道连接；所述箱体底部均匀设置有多个酸液输入管，所述酸液输入管的表面设置有多个孔，所述酸液输入管的长度与箱体长度相同；所述箱体中部水平设置有布满整个断面的隔板，所述隔板的间距不大于45mm，所述隔板的长度为 0.9-1.3m，所述隔板上面与酸液收集装置的垂直间距大于1m，所述隔板的下面与酸液输入管的垂直间距大于1m；所述箱体、酸液收集装置、隔板和酸液输入管均做耐酸处理或采用耐酸材料制作。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用多级净化装置，当酸雾含量较高的废气进入酸雾收集装置后，先由喷淋装置进行处理，净化掉大部分的酸雾，然后再由喷雾装置净化残留的酸雾，对酸雾分层净化，净化效率高，净化效果突出；净化溶液选用石灰水，与酸雾中的硫酸的副产品为石膏，有利于资源的重复利用，并为企业带来一定的经济效益。

净化后的废气利用钯膜分离装置将氢气分离，进行回收利用，有利于能源的充分利用，也保证了环境的安全，杜绝了违规排放造成的氢气爆燃事故；钯膜分离装置结构简单，占地面积小，投资少，分离的氢气纯度高，可以为诸多需要超高纯氢气的用户提供廉价方便的氢气源，对蓄电池企业的废气利用有极高的经济价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-回酸管道，2-蓄电池，3-进酸管道，4-酸泵，5-酸液输入管，6- 隔板，7-酸液收集管，8-风机，9-喷淋装置，10-喷淋塔，11-酸雾检测仪，12- 喷雾塔，13-传动装置，14-刷板，15-滤网，16-排气口，17-喷雾装置，18-水池， 19-空气压缩装置，20-水汽分离装置，21-钯膜分离装置，22-安全阀，23-氢气储存装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，一种铅酸蓄电池内化成设备，包括工作台、进酸管道3、回酸管道1和酸液储存装置，所述工作台设置需化成的蓄电池2组并依次连接，其首尾分别连接进酸管道3和回酸管道1，所述进酸管道3和回酸管道1分别设置有酸泵4使酸液在工作台上的蓄电池2组、进酸管道3、回酸管道1和酸液储存装置之间循环，所述回酸管道1还设置有废气回收管。

所述废气回收管还设置有通过管道连接的酸雾净化装置、空气压缩装置 19、钯膜分离装置21和氢气储存装置23；

所述酸雾净化装置包括左侧的喷淋塔10、右侧的喷雾塔12和底部的设置有石灰水的水池18，所述喷淋塔10和喷雾塔12通过水池18连接，喷淋塔10 顶部侧面设置有进气口；所述喷雾塔12的顶部侧面设置有排气口16，化成过程中产生的废气混合物由进气口进入喷淋塔10，经水池18进入喷雾塔12，然后由排气口16排出进入下一步操作。

所述水池18的液面不高于水池18总高度的1/2，所述喷淋塔10的顶部设置有可以覆盖整个断面的喷淋装置9，喷雾塔12的中部设置有可以覆盖整个断面的喷雾装置17，喷淋装置9和喷雾装置17由设置在水池18中的不同的潜污泵将水池18中的石灰水分别输往喷淋装置9和喷雾装置17，使其分别实现喷淋和喷雾降除废气中的酸雾。

所述喷雾装置17和排气口16之间设置有随传动装置13旋转的滤网15，该滤网15可以将空气中的雾状颗粒水珠进行过滤，防止水汽大量排除影响后续的操作或环境的污染；为防止水汽中含有的石灰堵塞滤网15，所述滤网15 外面设置有刷板14，刷除滤网15上的石灰，保持滤网15的洁净和工作效率。

所述水池18的中间顶部设置有酸雾检测仪11，可根据酸雾检测仪11检测酸雾数据通过变频装置控制潜污泵，从而控制喷淋装置9和喷雾装置17的喷水量。所述酸雾检测仪11可选用深国安电子生产的SGA-500B-SW酸雾气体检测仪，是专门针对化工、电子、冶金、电镀、纺织、机械制造、叉车房、电池生产车间等酸雾产生的场所，研发设计的一款固定式、液晶显示型挥发性有机化合物气体检测仪。。产品运用微电子处理技术，搭配国外原装进口气体传感器，可快速、准确地检测目标气体。SGA-500B-SW酸雾气体检测仪检测原理为当目标气体进入气体探头部分后，内部的传感器会第一时间发出感应。传感器根据气体浓度的高低会产生一定电量信号。该信号经过电路放大处理后，由 CPU经过AD采样、温度补偿、智能计算后，输出精准的4－20mA电流信号、 RS485通讯信号、0－5V电压信号、ZIGBEE、NRF、WIFI、GPRS无线信号等。客户可通过采集这些信号，与深国安公司的SGA-800A、SGA-800B、SGA-800C 气体报警控制主机、PLC、DCS、上位机等系统配套使用,进行报警、数据再处理。另外，产品内部配有2组继电器，可与外部的控制设备进行联动。

所述钯膜分离装置21为圆柱形腔体，所述圆柱形腔体的两端分别设置有进气孔和出气孔，所述圆柱形腔体还设置有钯膜分离组件，所述钯膜分离组件中设置有氢气导出管；所述钯膜分离装置21为水平设置；利用钯膜分离装置 21将经过除酸处理的废气进行了氢气分离，进行回收利用，有利于能源的充分利用，也保证了环境的安全，杜绝了违规排放造成的氢气爆燃事故；钯膜分离装置21结构简单，占地面积小，投资少，分离的氢气纯度高，可以为诸多需要超高纯氢气的用户提供廉价方便的氢气源，对蓄电池2企业的废气利用有极高的经济价值。

钯膜分离可以生产只含ppb级别杂质的高纯度氢气，尤其适应燃料电池的要求；另外钯膜分离装置21占地小，在小型化方面也较其他几种分离方法容易。氢气在钯膜中的传递服从所谓的"溶解一扩散"Solution-diffijsion)机理，它包含以下几个过程：氢气从边界层中扩散到钯膜表面；氢气在膜表面分解成氢原子；氢原子被钯膜溶解；氢原子在钯膜中从高压侧扩散到低压侧；氢原子在钯膜低压侧重新合成为氢分子；氢气扩散离开膜表面。根据上述理论，氢气在钯膜中的穿透率与膜的温度，厚度，合金成分，以及氢气在膜两侧的分压有关，并可用Sievert'sLaw来表达。应用钯膜分离生产氢气的方法主要有两种：

A)将膜组件与制氢反应器耦合为一体成为膜反应器，利用该反应器一步法从原料气中经过反应和分离得到高纯度的氢气。膜分离与反应过程的耦合可打破反应的热力学平衡，使得反应有利于向产氢的方向进行。但由于反应器中增加了膜分离组件，反应器结构复杂，钯膜与反应介质及催化剂直接接触，运行条件比较恶劣，钯膜寿命较短。

B)钯膜分离与制氢反应器分离，制氢反应器生产含氢合成气，其下游采用钯膜分离得到高纯度氢气，该方法工艺简单，操作维修都比较方便。中国发明专利申请号：200710031743.5公开了一种利用微尺度通道传热的快速启动钯膜组件，详细描述了该装置的结构，本申请不做详细描述。

所述氢气导出管与氢气储存装置23连接，所述进气孔与空气压缩装置19 的出气管连接，所述空气压缩装置19的进气管与酸雾净化装置连接，所述出气孔设置有安全阀22；所述出气管与进气孔之间还设置有水汽分离装置20。

所述酸液储存装置包括密封的箱体，利用封闭的净化设备，使在对酸液进行净化处理的同时，保持酸液与外界环境的隔离，即不对外排放杂质和酸雾，也不会对周围环境造成污染，环境也不会污染酸液，有利于酸液质量的稳定和周围环境的保持。

所述箱体的上部均匀设置有多个酸液收集装置，所述酸液收集装置通过箱体上的通孔与进酸管道3连接；所述酸液收集装置也可以优选为具备小孔的管路。所述箱体底部均匀设置有多个酸液输入管5，所述酸液输入管5与所述回酸管道1连接，所述酸液输入管5的表面设置有多个出酸孔，所述酸液输入管 5的长度与箱体长度相同，所述酸液输入管5与箱底的距离大于100mm。这种设置可以保证酸液在进出净化装置流动稳定，保持层流状态，有利于提高净化效率。

所述箱体中部水平设置有布满整个断面的隔板6，所述隔板6与水平面的夹角为55度，所述隔板6的间距不大于45mm，所述隔板6的长度为0.9-1.3m，优选为1.1m，所述隔板6上面与酸液收集装置的垂直间距至少为1m，所述隔板6的下面与酸液输入管5的垂直间距至少为1m；所述箱体、酸液收集装置、隔板6和酸液输入管5均做耐酸处理；或采用耐酸材料制作。本装置根据层流原理，对酸液在流动中进行沉淀净化处理，增加了酸液的使用寿命，保证了蓄电池2的加工质量，也不会由于净化装置故障对化成造成影响，极大的降低了生产企业对酸液的处理费用，也有利于环保减排。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。