公布日：2023.10.20
申請日：2023.08.23
分類號：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，包括電解水箱、氫氯燃料電池及第一電源，電解水箱內設置有相對應的第一陰極板與第一陽極板，電解水箱上設置有第一入口、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的燃料入口連通，第二出口與氫氯燃料電池陰極側的氣體入口連通，脫硫廢水從第一入口進入電解水箱內，電解后的脫硫廢水從第一出口排出到脫硫系統，氫氯燃料電池的陽極側設置有與第二入口連通的第四出口，同時提供了一種脫硫廢水處理工藝。本公開結構簡單，占地面積小，處理工藝簡單，易于建設實施，建設投資小、成本低，能耗低，副產物附加值高，安全性和可靠性高，可適用于多種含鹽廢水的處理領域。
權利要求書
1.脫硫廢水處理系統，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)內設置有相對應的第一陰極板(11)與第一陽極板(12)，所述電解水箱(1)上設置有第一入口(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)相對應，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)相對應，所述第三出口(16)與所述氫氯燃料電池(2)陽極側的燃料入口連通，所述第二出口(15)與所述氫氯燃料電池(2)陰極側的氣體入口連通，脫硫廢水從所述第一入口(13)進入所述電解水箱(1)內，電解后的脫硫廢水從所述第一出口(14)排出到脫硫系統，所述氫氯燃料電池(2)的陽極側設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)的陰極側設置有第五出口(22)。
2.根據權利要求1所述的脫硫廢水處理系統，其特征在于，還包括第一緩沖箱(4)及第一進料泵(5)，所述第一緩沖箱(4)內設置有第一攪拌器(41)，所述第一進料泵(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，所述第一進料泵(5)能夠將所述第一緩沖箱(4)內的脫硫廢水輸送至所述電解水箱(1)中。
3.根據權利要求2所述的脫硫廢水處理系統，其特征在于，所述第一入口(13)處設置有進料控制閥(101)，所述第一出口(14)處設置有出料控制閥(102)，所述出料控制閥(102)通過管路與脫硫系統連接。
4.根據權利要求1所述的脫硫廢水處理系統，其特征在于，所述電解水箱(1)上設置有第一液位計(103)，所述第一電源(3)連接有電流檢測儀(104)。
5.根據權利要求1所述的脫硫廢水處理系統，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置有第一冷卻器(6)。
6.根據權利要求1所述的脫硫廢水處理系統，其特征在于，所述第五出口(22)通過管路第一儲存罐(7)連通，所述第五出口(22)與所述第一儲存罐(7)之間的連接管路上設置有第二冷卻器(8)，所述第二冷卻器(8)的出口處設置有第一液封管(81)。
7.根據權利要求1所述的脫硫廢水處理系統，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)的內底面朝所述第一出口(14)的位置向下傾斜。
8.根據權利要求1所述的脫硫廢水處理系統，其特征在于，所述電解水箱(1)內設置有兩個第一隔板(18)，每個所述第一隔板(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)的內底面之間流通，兩個所述第一隔板(18)位于所述第一陰極板(11)與所述第一陽極板(12)之間，兩個所述第一隔板(18)將所述電解水箱(1)的內部依次分隔為陽極電解區、中間過渡區和陰極電解區，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.根據權利要求1中8任一權利要求所述的脫硫廢水處理系統，其特征在于，兩個以上所述電解水箱(1)并聯或者串聯。
10.脫硫廢水處理工藝，其特征在于，應用權利要求1至9中任一權利要求所述的脫硫廢水處理系統，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入，第一電源為電解水箱內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進行電解反應；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反應生成HCl和H2O，并產生電能；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入第一陰極板處，氫氯燃料電池產生的HCl和H2O從第五出口排出收集，氫氯燃料電池產生的電能能夠補充一部分電解水箱電解反應所消耗的電量；電解水箱內電解后的脫硫廢水從第一出口排出到脫硫系統循環利用。
發明內容
本公開的目的是提出一種脫硫廢水處理系統及處理工藝，可以解決上述技術問題中的至少一個，本公開的技術方案如下：
脫硫廢水處理系統，包括電解水箱、氫氯燃料電池及第一電源，電解水箱內設置有相對應的第一陰極板與第一陽極板，電解水箱上設置有第一入口、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應，第三出口和第二入口分別與第一陰極板相對應，第三出口與氫氯燃料電池陽極側的燃料入口連通，第二出口與氫氯燃料電池陰極側的氣體入口連通，脫硫廢水從第一入口進入電解水箱內，電解后的脫硫廢水從第一出口排出到脫硫系統，氫氯燃料電池的陽極側設置有與第二入口連通的第四出口，氫氯燃料電池的陰極側設置有第五出口。
在一些實施方式中，還包括第一緩沖箱及第一進料泵，第一緩沖箱內設置有第一攪拌器，第一進料泵分別與第一緩沖箱的出口和第一入口連接，第一進料泵能夠將第一緩沖箱內的脫硫廢水輸送至電解水箱中。
在一些實施方式中，第一入口處設置有進料控制閥，第一出口處設置有出料控制閥，出料控制閥通過管路與脫硫系統連接。
在一些實施方式中，電解水箱上設置有第一液位計，第一電源連接有電流檢測儀。
在一些實施方式中，第二入口與第四出口之間的連接管路上設置有第一冷卻器。
在一些實施方式中，第五出口通過管路第一儲存罐連通，第五出口與第一儲存罐之間的連接管路上設置有第二冷卻器，第二冷卻器的出口處設置有第一液封管。
在一些實施方式中，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，電解水箱的內底面朝第一出口的位置向下傾斜。
在一些實施方式中，電解水箱內設置有兩個第一隔板，每個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底面之間流通，兩個第一隔板位于第一陰極板與第一陽極板之間，兩個第一隔板將電解水箱的內部依次分隔為陽極電解區、中間過渡區和陰極電解區，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。
在一些實施方式中，兩個以上電解水箱并聯或者串聯。
在一些實施方式中，也可以將電解水箱電解所產生的氫氣與氯氣進行燃燒反應生成副產物HCl。
在一些實施方式中，也可以將電解水箱電解所產生氫氣與氯氣直接作為副產物進行收集。
脫硫廢水處理工藝，應用上述脫硫廢水處理系統，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入，第一電源為電解水箱內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進行電解反應；
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反應生成HCl和H2O，并產生電能；
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入第一陰極板處，氫氯燃料電池產生的HCl和H2O從第五出口排出收集，氫氯燃料電池產生的電能能夠補充一部分電解水箱電解反應所消耗的電量；
電解水箱內電解后的脫硫廢水從第一出口排出到脫硫系統循環利用。
另外，在本公開技術方案中，凡未作特別說明的，均可通過采用本領域中的常規手段來實現本技術方案。
（發明人：桑立強）
