[发明专利]一种用于制备全钒液流电池电解液和/或硫酸氧钒晶体的方法及三效蒸发装置

权利要求书

1.一种用于制备全钒液流电池电解液和/或硫酸氧钒晶体的方法，其特征在于，包括将四价钒溶液依次经过萃取工艺和反萃取工艺，并在所述萃取工艺之前和所述反萃取工艺之后这两个阶段中的至少一个阶段增设三效蒸发浓缩工艺，所述三效蒸发浓缩工艺包括如下步骤：

将待浓缩液依次经过一效蒸发、二效蒸发和三效蒸发，通过调整进入各级蒸发的液体流速、各级蒸发时的蒸汽用量和蒸发温度中的至少一个参数，使得最终得到全钒液流电池电解液和/或硫酸氧钒晶体，且所述全钒液流电池电解液中的钒离子浓度为1mol/L～7mol/L。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述四价钒溶液由含钒原料经硫酸化焙烧-水浸工艺后直接得到，或者依次经硫酸化焙烧-水浸工艺、化学还原后得到。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述三效蒸发浓缩工艺设置在所述反萃取工艺之后，且在所述待浓缩液中，钒离子浓度为0.1mol/L～2mol/L，硫酸根离子浓度为0.1mol/L～5mol/L，单一杂质元素浓度小于或等于5ppm。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述杂质包括铝、砷、钙、铬、镁、铜、铁、钾、钠、锰、钼、镍、硅、钛、磷、依、钴、铂、铅和氮中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：控制所述待浓缩液进入一效蒸发时的流速为3m³/h～10m³/h，温度为10℃～50℃。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：用于制备全钒液流电池电解液，在所述待浓缩液中，钒离子浓度为0.1mol/L～1mol/L，硫酸根离子浓度为0.1mol/L～1mol/L；

通过分别调整所述一效蒸发的蒸汽用量和温度、所述二效蒸发的蒸汽用量和温度、所述三效蒸发的蒸汽用量和温度以及所述待浓缩液的流速，使得经过一效蒸发后的浓缩液浓度为1mol/L～3mol/L，经过二效蒸发后的浓缩液浓度为3mol/L～4mol/L，经过三效蒸发后的浓缩液浓度为4mol/L～5mol/L。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：用于制备硫酸氧钒晶体，在所述待浓缩液中，钒离子浓度为0.1mol/L～2mol/L，硫酸根离子浓度为0.1mol/L～5mol/L；

通过分别调整所述一效蒸发的蒸汽用量和温度、所述二效蒸发的蒸汽用量和温度、所述三效蒸发的蒸汽用量和温度以及所述待浓缩液的流速，使得经过一效蒸发后的浓缩液浓度为2mol/L～5mol/L，经过二效蒸发后的浓缩液浓度为5mol/L～7mol/L，经过三效蒸发后的产物为硫酸氧钒晶体。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：用于制备全钒液流电池电解液和硫酸氧钒晶体，在所述待浓缩液中，钒离子浓度为0.1mol/L～1mol/L，硫酸根离子浓度为0.1mol/L～1mol/L；

通过分别调整所述一效蒸发的蒸汽用量和温度、所述二效蒸发的蒸汽用量和温度、所述三效蒸发的蒸汽用量和温度以及所述待浓缩液的流速，使得经过一效蒸发后的浓缩液浓度为1mol/L～5mol/L，经过二效蒸发后的浓缩液浓度为5mol/L～7mol/L，经过三效蒸发后的产物为硫酸氧钒晶体。

9.一种基于权利要求1-8任一所述的方法的三效蒸发装置，其特征在于：包括依次连接的一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器，所述一效蒸发器和所述二效蒸发器的出料口均设置有多通道接口，用于变换蒸发浓缩后的液体流向以制备不同规格浓度的产品。

10.根据权利要求9所述的三效蒸发装置，其特征在于：所述一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器的进料口均各自连接有流量蠕动泵，所述一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器的蒸汽进口均各自连接有控制阀。