5价钒离子液连续化生产及输送装置

1.本实用新型涉及钒电池制造领域，尤其涉及一种5价钒离子液连续化生产及输送装置。


背景技术：

2.全钒液流电池具有功率大、容量大、效率高、寿命长、响应速度快、可瞬间充电、安全性高和成本低等明显的优越性，在风力发电、光伏发电、电网调峰、不间断电源和应急电源等领域有着良好的应用前景。全钒液流电池通过不同价态的钒离子的相互转化来实现电能的储存和释放，正负极电解液的分别是v(
ⅴ
、ⅳ)和v(ⅲ、ⅱ)硫酸电解液。
3.在全钒液流电池电解液与电解液原料制备过程中，反应物在化学反应的过程中会产生酸性气体，酸性气体具有一定的腐蚀性和毒性，酸性气体若被吸入工作人员体内，则会对呼吸道造成损伤，酸性气体若被直接排入大气，则会对大气造成较大污染。目前，电解液在工厂生产中，一般都配备了比较完善的密封措施，且多为大型设备，大批量制备。但对于一些学校或科研机构，在小批量制备全钒液流电池电解液时，没有成套的设备，很容易在制备和运输过程中出现酸性气体泄露的情况，使电解液受到污染，减低电解液品质，导致所制备的全钒液流电池储能效率及放电效率降低。


技术实现要素：

4.为克服现有全钒液流电池电解液在实验室制备容易导致酸性气体泄露等不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种密封性好，安全可靠的5价钒离子液连续化生产及输送装置。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.5价钒离子液连续化生产及输送装置，包括进料装置、反应池、储液罐和输送装置；所述进料装置位于反应池的上方，包括储液箱和原料槽，两者底部分别设有进料管，进料管上设有进料阀；所述反应池的顶部设有密封盖，密封盖上设有可与储液箱和原料槽的进料管相连的进料口，以及伸入反应池的搅拌装置；所述储液罐位于反应池的下方，储液罐顶部通过连接管与反应池底部相连通，连接管上设有调节阀；所述输送装置包括输液管和分装筒，输液管一端通过输液泵与储液罐相连，另一端通过出液管与分装筒相连，所述出液管上设有出液阀。
7.进一步的是，还包括支撑架，所述支撑架包括底板、位于底板上的立柱以及从低到高依次设置在立柱上的第一承重板和第二承重板，所述储液罐和分装筒设置在底板上，所述反应池设置在第一承重板上，所述储液箱和原料槽设置在第二承重板上。
8.进一步的是，所述反应池包括外壳和内胆，所述内胆为玻璃材质，所述外壳与内胆的夹层之间设有加热装置。
9.进一步的是，所述加热装置为缠绕在内胆上的电阻丝或位于内胆底部与外壳底部之间的微波加热器。
10.进一步的是，所述搅拌装置包括电机和与电机主轴相连的搅拌杆，所述电机安装在第二承重板上，所述搅拌杆伸入反应池内，且搅拌杆上沿其轴线方向间隔设有多个搅拌叶片。
11.进一步的是，所述储液罐的底部与底板之间设有缓冲垫。
12.进一步的是，所述分装筒的底部与底板之间设有采用防腐材质制备的固定壳。
13.进一步的是，所述输液管远离输液泵的一端设有分液管，分液管设有多个出液管，所述输液管上设有主控制阀。
14.进一步的是，所述出液管与分液管之间设置有伸缩连接管。
15.进一步的是，所述底板的底部设有移动轮。
16.本实用新型的有益效果是：通过将进料装置、反应池、储液罐和输送装置集成到一起，保证5价钒离子液从制备到运输再到分装都在密封环境下进行，整个过程液体都不与外界接触，并且生产、储存和运输又能相互独立，可保证生产的连续稳定运行，提高了5价钒离子液的制备效率和操作的安全性。
附图说明
17.图1是本实用新型结构示意图。
18.图中标记为，1-储液箱，2-电机，3-原料槽，4-进料阀，5-密封盖，6-搅拌杆，7-反应池，8-内胆，9-外壳，10-输液泵，11-输液管，12-主控制阀，13-分液管，14-伸缩连接管，15-出液管，16-出液阀，17-分装桶，18-固定壳，19-底板，20-移动轮，21-缓冲垫，22-立柱，23-储液罐，24-调节阀，25-连接管，26-第一承重板，27-加热装置，28-进料管，29-第二承重板。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型进一步说明。
20.如图1所示，本实用新型包括进料装置、反应池7、储液罐23和输送装置；所述进料装置位于反应池7的上方，包括储液箱1和原料槽3，两者底部分别设有进料管28，进料管28上设有进料阀4；所述反应池7的顶部设有密封盖5，密封盖5上设有可与储液箱1和原料槽3的进料管28相连的进料口，以及伸入反应池7的搅拌装置；所述储液罐23位于反应池7的下方，储液罐23顶部通过连接管25与反应池7底部相连通，连接管25上设有调节阀24；所述输送装置包括输液管11和分装筒17，输液管11一端通过输液泵10与储液罐23相连，另一端通过出液管15与分装筒17相连，所述出液管15上设有出液阀16。
21.本实用新型的工作过程是：首先将制备电解液所需的稀硫酸注入储液箱1，将五氧化二钒固体粉末放入原料槽3，然后打开进料阀4，使两种原料按照特定比例经进料管28进入反应池7，在此之前需要保证连接管25上的调节阀24处于关闭状态，加料完成后需要马上关闭进料阀4，随后启动搅拌装置，使原料在反应池7中充分反应，得到5价钒离子液，此过程由于进料阀4和密封盖5的密封作用，反应产生的酸性气体并不会泄露，待反应结束后，打开连接管25上的调节阀24，使5价钒离子液流入储液罐23进行暂时储存；之后反应池7可以进行下一次5价钒离子液的制备，如果需要将储液罐23中的液体转走，可以通过输液泵10将液体通过输液管11和出液管15送入分装筒17进行储存或转移。
22.本实用新型既能保证5价钒离子液生产、存储和运输的独立性及连续稳定运行，又
能避免在此过程中出现酸性气体泄露的情况，从而提高了制备效率和操作的安全性。
23.为了方便布置各个设备，本技术还包括支撑架，所述支撑架包括底板19、位于底板19上的立柱22以及从低到高依次设置在立柱22上的第一承重板26和第二承重板29，所述储液罐23和分装筒17设置在底板19上，所述反应池7设置在第一承重板26上，所述储液箱1和原料槽3设置在第二承重板29上。支撑架有利于整个设备的集成组装，方便管理，具体尺寸和结构强度根据实际需要进行合理调整。
24.对于反应池7，为了保证其结构强度和耐腐蚀性能，本技术的反应池包括外壳9和内胆8，外壳9可采用高强度的金属材质，提高结构强度，内胆8可采用玻璃材质，避免被酸洗液体腐蚀，所述外壳9与内胆8的夹层之间设有加热装置27，加热装置27可加快反应速度，提高生产效率。具体到加热装置，可以是缠绕在内胆8上的电阻丝或者在内胆8底部与外壳9底部之间的微波加热器。
25.所述搅拌装置包括电机2和与电机主轴相连的搅拌杆6，所述电机2安装在第二承重板29上，所述搅拌杆6伸入反应池7内，且搅拌杆6上沿其轴线方向间隔设有多个搅拌叶片。为保证密封效果，搅拌杆6与密封盖5之间需要做较好的回转密封处理。搅拌杆6上增加搅拌叶片，可提高搅拌效果，使原料混合更加均匀，提高反应效率。
26.对于储液罐23，优选方案是在所述储液罐23的底部与底板之间设有缓冲垫21。缓冲垫21可在液体从反应池7进入储液罐23时起到缓冲作用，避免冲击力过大导致储液罐23发生移动。
27.同样，对于分装筒17，优选方案是在所述分装筒17的底部与底板19之间设有采用防腐材质制备的固定壳18。固定壳18一方面能够对分装筒17起到稳固作用，另一方面在出液管15转移液体的过程中难免出现滴漏，固定壳18可避免底板19被液体腐蚀。
28.为了提高分装效率，在所述输液管11远离输液泵10的一端设有分液管13，分液管13上设有多个出液管15，为了方便控制，在所述输液管11上设有主控制阀12。
29.优选的，所述出液管15与分液管13之间设置有伸缩连接管14，有了伸缩连接管14便可以适当移动出液管15，方便移动出液管15使其对准分装筒17。
30.进一步的，为了方便移动设备，在所述底板19的底部设有移动轮20，移动轮20可以收起、拆卸或锁紧，增加使用的灵活性。