本發(fā)明屬于電解技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種加壓電解槽及強(qiáng)化電解的方法。

背景技術(shù)：

目前工業(yè)上制備氫氣的方法主要包括：電解水法、水煤氣法、電解飽和食鹽水法、天然氣合成法等，其中電解水制備氫氣是目前應(yīng)用較廣、生產(chǎn)工藝比較成熟的方法之一，電解水制氫是目前獲得高純度氫氣的商業(yè)技術(shù)，應(yīng)用在燃料加壓電解槽領(lǐng)域及航空航天領(lǐng)域。電解制氫最理想狀態(tài)下的能耗應(yīng)該為2.69kWh/Nm³，然而目前制氫技術(shù)的總能耗為6.7-7.3kWh/Nm³，并且即使是商業(yè)運(yùn)行的水電解制氫技術(shù)綜合效率也較低，僅為50-55％。因此能耗高是水電解制氫技術(shù)商業(yè)化過程中的瓶頸。

20世紀(jì)70年代，Coughlin R.W.等研究發(fā)現(xiàn)在水電解過程陽極加入碳材料，如石墨或煤可以提高析氫效率，降低槽電壓，該方法主要是利用煤的加入導(dǎo)致水電解過程中陽極析氧反應(yīng)部分被礦物在陽極的電解反應(yīng)所取代，并且使得煤中的硫含量降低，最終使水電解制氫效率接近100％。由此可知礦物的電解制氫不僅可以提高水電解制氫效率，而且能夠凈化礦物實(shí)現(xiàn)礦物的脫硫，而且礦物電解脫硫制氫一體化技術(shù)具備以下優(yōu)點(diǎn)：1)反應(yīng)條件相對(duì)溫和；2)與其他脫硫技術(shù)相比，環(huán)境污染小；3)陽極脫硫與陰極制氫同時(shí)進(jìn)行。雖然礦物電解脫硫氫氣一體化技術(shù)存在以上優(yōu)點(diǎn)，但是在其一體化的過程中一直受到高能耗、低電流效率的制約。

為了降低水電解制氫能耗，國內(nèi)外研究了多種辦法，如制備高效析氫電極材料如鉑銥合金和鈦-金剛石合金等催化電解；高效加壓電解槽如氣體擴(kuò)散電極加壓電解槽，流化電極加壓電解槽等增加電極與電解液的接觸面積；外場強(qiáng)化如超聲波，超重力場等，通過強(qiáng)化陰陽極氣泡的脫離速率；改變電解體系如加入礦物、酸，堿等降低電解體系的電阻，實(shí)現(xiàn)析氫電流效率的提高。這些方法的本質(zhì)就是為了改善水電解制氫以及電解脫硫過程中的傳質(zhì)與電化學(xué)反應(yīng)降低反應(yīng)能耗提高電流效率。

通過深入研究發(fā)現(xiàn)電解體系在常溫常壓下槽電壓較高且加壓電解槽內(nèi)部的電阻大，并且堿性體系下水電解過程中能夠產(chǎn)生多種活性氧，如陽極的HO·和陰極的O₂^-，它們的氧化能力相比于普通的氧化介質(zhì)能力強(qiáng)、氧化反應(yīng)的速率常數(shù)大、氧化速率不受限制。所以如何提高HO·和O₂^-生產(chǎn)量和速率是提高礦物電解高效凈化的關(guān)鍵。研究表明活性氧的生產(chǎn)不僅僅需要高效催化電極，還需要活性氧前驅(qū)體由電解主體向電極表面?zhèn)鬟f，這樣才能提高活性氧形成的效率。因此只有同時(shí)強(qiáng)化活性氧前驅(qū)體(HO·，O₂^-)的傳質(zhì)和反應(yīng)即強(qiáng)化其傳遞和得失電子能力才能從本質(zhì)上提高活性氧(HO·，O₂^-)的生成量和生成速率。然而超聲波、超重力及氣體攪拌等方法雖然強(qiáng)化了活性氧前驅(qū)體由電解液向電極的傳遞，可是這些方法無法同時(shí)滿足強(qiáng)化活性氧前驅(qū)體和得失電子的雙重功能，也無法增加活性氧前驅(qū)體的數(shù)量。

2009年6月中國船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所研制出了6-600/1.8型水電解制氫裝置每小時(shí)產(chǎn)氫氣量達(dá)到600m³，工作壓力為1.8MPa。單位能耗4.4kWh，近年來，我國水電解制氫技術(shù)得到很大發(fā)展，然而制氫的能耗仍然較大[氣體分離,2009,04:50-52.]。

2013年丹麥有學(xué)者研究并制作出了在堿性體系下高溫高壓下水的電解裝置并且在240℃、370MPa和1.481V槽電壓下電解水獲得了98.7％的電流效率。[J.Power Sources,2013,229,22-31.]。對(duì)于加壓電解系統(tǒng)的研究國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)多著重于堿性體系加壓水電解制氫氣，電解體系多為均相，然而對(duì)于礦物加壓電解的異相體系卻沒有報(bào)道，在非均相即包含電解質(zhì)(液相)和被電解對(duì)象礦物(固相)的加壓體系中發(fā)生的電解過程有別于以上所提到的勻相體系的電解體系，壓力的存在不僅能夠促進(jìn)陰極的析氫過程，對(duì)于陽極的氧化過程也能夠產(chǎn)生巨大影響，比如增加活性氧在陽極的產(chǎn)生速率和產(chǎn)生量進(jìn)而促進(jìn)礦物的凈化過程。除此之外研究表明堿性體系下陰極會(huì)產(chǎn)生活性極強(qiáng)的O₂^-，而壓力的存在特別是氧氣分壓的增加能夠強(qiáng)化其生成量和生成速度能夠進(jìn)一步強(qiáng)化礦物的凈化過程?；谝陨戏治觯啾葌鹘y(tǒng)的勻相加壓電解設(shè)備，非勻相加壓設(shè)備具有以下的特點(diǎn)及優(yōu)勢：

1、通過提高電解體系的壓力，可以強(qiáng)化多相傳質(zhì)，包括活性氧前驅(qū)體(HO·，O₂^-)和陰陽兩極形成活性氧(HO·，O₂^-)的傳遞。

2、通過提高電解體系的壓力，可以強(qiáng)化多相反應(yīng)，包括活性氧性氧(HO·，O₂^-)和礦物顆粒分別在陰陽兩極的反應(yīng)。

3、通過提高電解體系的壓力，可以強(qiáng)化多相粒子的生成數(shù)量和產(chǎn)生速度，包括活性氧前驅(qū)體(HO·，O₂^-)和陰陽兩極形成活性氧(HO·，O₂^-)的生成數(shù)量。

4、通過提高電解體系壓力，強(qiáng)化礦物顆粒及非均相顆粒的分解，提高非均相物質(zhì)在電解液中的顆粒濃度，增加非均相物質(zhì)與電極的接觸幾率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種加壓電解槽及強(qiáng)化電解的方法，所述加壓電解槽能夠通過加壓導(dǎo)致水的平衡常數(shù)增加，水的溶解能力增加，尤其是氧氣的溶解度增加；壓力使得水中溶解氧擴(kuò)散系數(shù)增加，電解質(zhì)導(dǎo)電能力增強(qiáng)；加壓可以促進(jìn)礦物的分解，進(jìn)而增加電解液中有機(jī)物的有效濃度，還可以提高電解液的傳質(zhì)能力，增加導(dǎo)電性；另外，加壓過程促進(jìn)活性氧的析出，使得礦物顆粒更容易在電極表面發(fā)生氧化反應(yīng)。因此，所述加壓電解槽尤其適用于礦物電解的過程，強(qiáng)化礦物顆粒和電解液的傳質(zhì)能力，及活性氧析出與傳遞，從而提高礦物電解陽極氧化過程，進(jìn)而提高陰極析氫效率。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種加壓電解槽，所述加壓電解槽包括：

反應(yīng)槽，包括槽體和槽蓋，槽體與槽蓋密封連接，槽蓋上設(shè)置可密封的負(fù)極連接孔、正極連接孔和進(jìn)氣口；

放置于反應(yīng)槽中的電極，包括陰極和陽極，陰極通過負(fù)極連接孔與電源的負(fù)極相連，陽極通過陽極連接孔與電源的正極相連；

電解隔膜，設(shè)置于反應(yīng)槽中，將陰極和陽極隔開；

加壓裝置，用于提高反應(yīng)槽內(nèi)的壓強(qiáng)，包括氣體供給裝置和/或加熱裝置，氣體供給裝置的出氣口通過進(jìn)氣口與反應(yīng)槽連通，所述加熱裝置用于供給反應(yīng)槽熱量和/或蒸發(fā)水蒸氣對(duì)反應(yīng)槽加壓。

本發(fā)明提供的加壓電解槽，在水電解以及礦物電解的過程中實(shí)現(xiàn)加壓。所述加壓電解槽在常溫下即可實(shí)現(xiàn)加壓，加壓過程中可同時(shí)輸入氧氣，由于氧氣和壓力的同時(shí)作用，電解過程中，活性氧物種含量顯著提高，進(jìn)而電解效率顯著提高，如固體礦物質(zhì)電解脫硫中，0.1MPa下的脫硫率為40％，采用本發(fā)明提供的加壓電解槽在1.7MPa下的脫硫率可提高到95％。

本發(fā)明提供的加壓電解槽可以通過氣體供給裝置給加壓電解槽加壓和/或直接給電解液升溫自生蒸汽壓力。同時(shí)，通過壓力表檢測電解過程中的壓力變化，加熱溫度根據(jù)工藝的要求可隨意調(diào)節(jié)。當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)，槽內(nèi)的壓力隨著溫度的升高而增加，壓力的升高導(dǎo)致水的平衡常數(shù)增加，水的溶解能力增加以及擴(kuò)散系數(shù)增加，電解質(zhì)的導(dǎo)電能力也隨之增加。

所述氣體供給裝置包括氧氣供給裝置。氧氣能夠促進(jìn)加壓電解槽的電解效率。

優(yōu)選地，所述氣體供給裝置包括高壓氣體鋼瓶。

所述氣體供給裝置供給反應(yīng)槽中的氣體可為氧氣或氧氣與其它氣體的混合氣。所述氣體供給裝置和加熱裝置可相互配合提供反應(yīng)槽相應(yīng)的壓力，并供給適當(dāng)?shù)难鯕夂蜔崃浚狗磻?yīng)槽內(nèi)的液體處于一定的溫度條件下。

所述加壓電解槽還包括參比電極，所述參比電極通過反應(yīng)槽上設(shè)置的可密封的參比電極口放置于反應(yīng)槽中，所述陰極、陽極和參比電極均與電化學(xué)工作站相連。

所述參比電極的設(shè)置可用于檢測反應(yīng)槽內(nèi)的電極電勢。

優(yōu)選地，所述參比電極為固態(tài)參比電極或氯化銀電極。

優(yōu)選地，所述陰極、陽極和參比電極呈三角形分布。

優(yōu)選地，所述陰極、陽極和參比電極分別通過導(dǎo)電棒與電源相連，所述導(dǎo)電棒表面包裹有耐壓絕緣套。所述耐壓絕緣套的材質(zhì)不受限制，只要能夠在反應(yīng)槽內(nèi)的高壓條件下絕緣即可。優(yōu)選為高溫硅膠。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電棒與槽蓋通過螺栓密封連接。

優(yōu)選地，所述螺栓連接處的表面涂覆聚四氟乙烯。

所述導(dǎo)電棒一端與電極相連，另一端與導(dǎo)線相連，所述導(dǎo)線與電源相連。

導(dǎo)電棒在反應(yīng)槽中作為一個(gè)連接體因?yàn)橐迦胍后w中與電極連接所以表面要涂一層絕緣耐熱的材料，并且要與外界電源連接所以與槽蓋的連接處需要密封這樣才能保證壓力的穩(wěn)定。

所述加壓電解槽還包括用于攪拌反應(yīng)槽中電解液的攪拌裝置。所述攪拌裝置用于攪拌電解液使其溶質(zhì)傳遞更迅速。

優(yōu)選地，所述攪拌裝置包括電機(jī)和攪拌器，所述攪拌器通過可密封的攪拌口放置于反應(yīng)槽中。

所述加壓電解槽還包括熱電偶和壓力測量儀表，所述熱電偶通過反應(yīng)槽上設(shè)置的可密封的溫度測量口和壓力測量口放置于反應(yīng)槽中。

優(yōu)選地，所述壓力測量儀表為壓力表。

所述槽體和槽蓋的材質(zhì)均為金屬，其在30℃能承受15MPa的壓力。

優(yōu)選地，所述槽體內(nèi)壁表面絕緣。

優(yōu)選地，所述槽體內(nèi)壁表面為聚四氟乙烯。

優(yōu)選地，所述槽體與槽蓋之間通過聚四氟乙烯密封圈密封連接。

為了適應(yīng)反應(yīng)槽內(nèi)高壓和堿性體系的電解系統(tǒng)，所述陰極和陽極的材質(zhì)為鎳、銅、鈦、鉛、錫、鈰或其氧化物中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選為具有較強(qiáng)的耐壓耐腐蝕能力并且電流效率相對(duì)較高的電極材料，如鎳的氧化物和/或錫的氧化物。典型但非限制性的組合如：鎳與銅，鈦、鉛與錫，鎳、銅與鈰，鎳、銅與銅的氧化物，鈦、鉛、錫與鈰的氧化物，鎳的氧化物、鈦的氧化物、錫的氧化物與鉛的氧化物。所述鎳的氧化物如氧化鎳NiO，銅的氧化物如氧化銅CuO，鈦的氧化物如二氧化鈦TiO₂、，鉛的氧化物如二氧化鉛PbO₂，錫的氧化物如二氧化錫SnO₂，鈰的氧化物如二氧化鈰CeO₂。

優(yōu)選地，所述陰極和陽極的材質(zhì)為SnO₂(二氧化錫)、CeO₂(二氧化鈰)或PbO₂(二氧化鉛)中的任意一種或至少兩種的組合。典型但非限制性的組合如SnO₂與CeO₂，SnO₂與PbO₂，SnO₂、CeO₂與PbO₂。

優(yōu)選地，所述陰極背對(duì)陽極的一側(cè)涂覆有硅膠，所述陽極背對(duì)陰極的一側(cè)涂覆有硅膠。

優(yōu)選地，所述陰極和陽極的結(jié)構(gòu)相同。

所述電解隔膜為離子膜套，所述離子膜套將陰極和/或陽極包裹其中，實(shí)現(xiàn)電極的分離。

優(yōu)選地，所述離子模套的材質(zhì)為陽離子膜。

優(yōu)選地，所述隔膜離子膜套的寬度大于電極的寬度，高度高于電解液的液面高度，厚度大于導(dǎo)電棒的直徑。

所述加熱裝置包括電加熱爐，所述電加熱爐包括電阻絲爐芯，所述電加熱爐將槽體包圍其中。

優(yōu)選地，所述加熱裝置還包括用于控制電加熱爐溫度的控制器。

優(yōu)選地，所述氧氣供給裝置包括高壓氣體鋼瓶。

優(yōu)選地，所述可密封的負(fù)極連接孔、正極連接孔、進(jìn)氣口、攪拌口、溫度測量口和壓力測量口的表面均涂覆有聚四氟乙烯和/或設(shè)置有聚四氟乙烯密封圈。

本發(fā)明的目的之一還在于提供一種強(qiáng)化電解的方法，所述方法為：通過供給加壓電解槽氣體和/或加熱產(chǎn)生的水蒸氣實(shí)現(xiàn)加壓電解槽的加壓，進(jìn)行電解，電解時(shí)的壓力為0.1-5MPa，如0.3MPa、0.6MPa、1MPa、1.8MPa、2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa或4.8MPa等，優(yōu)選1.5-2.0MPa；電解使用堿性電解液，其中的堿性物質(zhì)的濃度為0.1-2mol/L，如0.2mol/L、0.5mol/L、0.7mol/L、1.0mol/L、1.2mol/L、1.5mol/L或1.8mol/L等，優(yōu)選0.5-1.5mol/L。

加壓能夠?qū)崿F(xiàn)電解過程中活性物種的增加，從而提高電解效率。

所述的電解為固體礦物電解脫硫、水電解制氫或廢水電解降解COD。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明提供的加壓電解槽在常溫的條件下即可加壓，并且所述加壓電解槽內(nèi)三電極呈三角形分布可以用于電化學(xué)性能測試。

2、本發(fā)明提供的加壓電解槽通過加壓能夠強(qiáng)化電極界面的傳質(zhì)過程，尤其是礦物中的硫元素的傳遞、強(qiáng)化礦物凈化的過程，在50℃，氧氣壓力2MPa、0.5mol/L的堿溶液下，能夠獲得95％以上的脫硫率；

3、本發(fā)明提供的加壓電解槽通過加壓能夠加強(qiáng)電解質(zhì)的導(dǎo)電能力，并且生成的氫氣為壓縮氫氣，從而比常規(guī)電解制氫能耗降低了1/4。

4、本發(fā)明提供的加壓電解槽通過加壓能夠加強(qiáng)電解液中活性氧的析出和傳遞，從而提高電解液陽極氧化過程，進(jìn)而提高陰極析氫效率(加壓比常壓電解效率提高了50％)。

附圖說明

圖1是實(shí)施例2提供的加壓電解槽及其附屬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2a為實(shí)施例2提供的加壓電解槽內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2b是實(shí)施例2提供的電極與導(dǎo)電棒的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2c是實(shí)施例2提供的陽離子膜套的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是實(shí)施例3、4、5和6的循環(huán)伏安特性曲線圖。

圖4是實(shí)施例3、4、5和6的陽極極化曲線圖。

圖5是實(shí)施例3、4、5和6的陰極極化曲線圖。

圖6是實(shí)施例3、4、5和6的溫度-析氧電位曲線圖。

圖7是實(shí)施例3、4、5和6的溫度-析氫電位曲線圖。

圖8是實(shí)施例7、8、9和10的溫度-脫硫效率圖。

圖9是實(shí)施例11、12、13和14的加壓下的溫度-脫硫效率圖。

圖10是實(shí)施例7、11、15、16和17的壓力-脫硫效率圖。

其中，1，密封螺栓；2，導(dǎo)電棒；3，耐壓絕緣套；4，耐壓電極；5耐熱耐壓硅膠；6，熱電偶；7，陰極；8，聚四氟密封圈；9，攪拌裝置；10，參比電極；11，電加熱爐；12，陽極；13，耐腐蝕耐壓內(nèi)壁；14，電機(jī)；15，高壓氣體鋼瓶；16，電解電源；17，高壓氣體鋼瓶壓力表；18，壓力表；19，控制器；b表示長度；h表示高度；d表示寬度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1：

一種加壓電解槽，所述加壓電解槽包括：

反應(yīng)槽，包括槽體和槽蓋，槽體與槽蓋密封連接，槽蓋上設(shè)置可密封的負(fù)極連接孔、正極連接孔和進(jìn)氣口；

放置于反應(yīng)槽中的電極，包括陰極7和陽極12，陰極7通過負(fù)極連接孔與電源的負(fù)極相連，陽極12通過陽極12連接孔與電源的正極相連；

電解隔膜，設(shè)置于反應(yīng)槽中，將陰極7和陽極12隔開；

加壓裝置，用于提高反應(yīng)槽內(nèi)的壓強(qiáng)，包括氣體供給裝置和/或加熱裝置，氣體供給裝置的出氣口通過進(jìn)氣口與反應(yīng)槽連通，加熱裝置用于供給反應(yīng)槽熱量和/或蒸發(fā)水蒸氣對(duì)反應(yīng)槽加壓。

實(shí)施例2：

一種加壓電解槽，如圖1所示。所述加壓電解槽包括：

反應(yīng)槽，包括槽體和槽蓋，槽體與槽蓋密封連接，槽蓋上設(shè)置可密封的負(fù)極連接孔、正極連接孔和進(jìn)氣口；

放置于反應(yīng)槽中的電極，包括陰極7和與其相對(duì)設(shè)置的陽極12，陰極7通過負(fù)極連接孔與電源的負(fù)極相連，陽極12通過陽極12連接孔與電源的正極相連；

離子膜套，包裹于陰極7上；

加熱裝置，包括電加熱爐11，所述反應(yīng)槽置于電加熱爐11中，所述電加熱爐11的爐芯為電阻絲爐芯，所述加熱裝置將反應(yīng)槽的槽體包圍其中；

高壓氣體鋼瓶15，高壓氣體鋼瓶15的出氣口通過進(jìn)氣口與反應(yīng)槽連通，所述高壓氣體鋼瓶15用于供給反應(yīng)槽氧氣或同時(shí)提高反應(yīng)槽內(nèi)的壓強(qiáng)。

所述加壓電解槽還包括攪拌裝置9、熱電偶6、壓力表18和參比電極10，所述攪拌裝置9包括電機(jī)14和攪拌棒，所述攪拌棒、熱電偶6和參比電極10均設(shè)置于反應(yīng)槽中，并且與槽蓋密封連接，攪拌裝置9與電機(jī)14連接，能夠沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)用于攪拌溶液；所述壓力表18和電機(jī)14設(shè)置于反應(yīng)槽外。

所述反應(yīng)槽包括內(nèi)部的陰極7、陽極12、參比電極10三者呈三角形分布，電極與導(dǎo)電棒2下端連接上端與槽蓋通過螺栓密封連接，電解液、陰極7和陽極12均置于加壓電解槽中，電解液浸沒陰極7和陽極12，直流電源的正極和負(fù)極分別通過導(dǎo)電棒2與陰極7、陽極12相連，直流電源置于加壓電解槽外。

所述反應(yīng)槽的材質(zhì)為金屬，所述槽體壁涂有絕緣材料。

所述電極的結(jié)構(gòu)如圖2b所示，所述電極包括電極片和導(dǎo)電棒2，所述導(dǎo)電棒2表面包覆有耐壓絕緣套3(材質(zhì)為高溫硅膠)，所述電極片一側(cè)涂覆有硅膠。所述導(dǎo)電棒2一端與電極片相連，另一端通過導(dǎo)線與電源相連，其中導(dǎo)電棒2與槽蓋之間通過螺栓密封連接。螺栓連接處涂覆有聚四氟乙烯。

所述離子膜套的結(jié)構(gòu)如圖2c所示，所述陽離子膜套的寬度d大于電極的寬度，高度h高于電解液的液面高度，厚度b大于導(dǎo)電棒2的直徑。

所述加壓電解槽制氫的工作原理為：陽極12通過導(dǎo)電棒2和導(dǎo)線與直流電源的正極相連，所以陽極12上帶正電荷，其上發(fā)生氧化反應(yīng)；陰極7通過導(dǎo)電棒2和導(dǎo)線與直流電源的負(fù)極相連，所以陰極7上帶負(fù)電荷，其上發(fā)生還原反應(yīng)。攪拌棒按照設(shè)定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的溶液也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著加熱裝置的作用，反應(yīng)槽內(nèi)的溫度逐漸增加，當(dāng)槽內(nèi)的溫度超過100℃時(shí)，槽內(nèi)的壓力隨著溫度的升高而增加，外置的壓力表18可以實(shí)時(shí)監(jiān)測槽內(nèi)的壓力值變化；加壓的同時(shí)高壓氣體鋼瓶向反應(yīng)槽內(nèi)供給氧氣。壓力的增加以及氧氣在溶液中分壓的增加導(dǎo)致槽內(nèi)溶液的溶解度增加，電解液中的活性氧物種的含量提高，溶液的導(dǎo)電性提高了并且大大降低了陰極7反應(yīng)制氫的能耗，制氫效率顯著提高。

實(shí)施例3：

用實(shí)施例2所述的加壓電解槽電解水煤漿，具體步驟為：稱取40g氫氧化鈉，溶于1L蒸餾水中，待其溶解后向其中加入20g煤，攪拌后，將其倒入加壓電解槽中，加壓電解槽內(nèi)溶液的溫度保持在100℃，壓力0.1MPa，不通入氧氣，攪拌裝置轉(zhuǎn)速200r/min，處理120min。

實(shí)施例4：

所述實(shí)施例4除溫度為140℃，壓力為0.4MPa外，其余與實(shí)施例3相同。

實(shí)施例5：

所述實(shí)施例5除溫度為180℃，壓力為0.9MPa外，其余與實(shí)施例3相同。

實(shí)施例6：

所述實(shí)施例6除溫度為220℃，壓力為2.1MPa外，其余與實(shí)施例3相同。

實(shí)施例7：

所述實(shí)施例7除溫度為50℃，將20g煤換成20g鋁土礦漿，用氧氣加壓外，其余與實(shí)施例3相同。

實(shí)施例8：

所述實(shí)施例8與實(shí)施例7相同，唯一的不同點(diǎn)在于，將溫度改為30℃。

實(shí)施例9：

所述實(shí)施例9與實(shí)施例7相同，唯一的不同點(diǎn)在于，將溫度改為40℃。

實(shí)施例10：

所述實(shí)施例10與實(shí)施例7相同，唯一的不同點(diǎn)在于，將溫度改為60℃。

實(shí)施例11：

所述實(shí)施例11與實(shí)施例7相同，唯一的不同點(diǎn)在于，將壓力改為2MPa。

實(shí)施例12：

所述實(shí)施例12與實(shí)施例8相同，唯一的不同點(diǎn)在于，將壓力改為2MPa。

實(shí)施例13：

所述實(shí)施例13與實(shí)施例9相同，唯一的不同點(diǎn)在于，將壓力改為2MPa。

實(shí)施例14：

所述實(shí)施例14與實(shí)施例10相同，唯一的不同點(diǎn)在于，將壓力改為2MPa。

實(shí)施例15：

所述實(shí)施例15與實(shí)施例7相同，唯一的不同點(diǎn)在于，將壓力改為1MPa。

實(shí)施例16：

所述實(shí)施例16與實(shí)施例7相同，唯一的不同點(diǎn)在于，將壓力改為1.5MPa。

實(shí)施例17：

所述實(shí)施例17與實(shí)施例7相同，唯一的不同點(diǎn)在于，將壓力改為1.7MPa。

性能測試：

循環(huán)伏安曲線、陽極極化曲線、陰極極化曲線、時(shí)間-析氧電位、時(shí)間-析氫電位、時(shí)間-電勢窗的測試方法。

對(duì)實(shí)施例3、4、5和6進(jìn)行電化學(xué)測試，其測試結(jié)果如圖3、4、5、6和7所示。由圖3、4、5、6和7可知：隨著溫度和壓力的增加析氫和析氧電位發(fā)生了變化，析氫和析氧電位隨著溫度壓力的增加而增加，但是由于析氫電位增加的幅度大于析氧電位所以總體的電勢有所下降。由此可知，加壓可以促進(jìn)煤的分解，進(jìn)而增加電解液中有機(jī)物的有效濃度，還可以提高電解液的傳質(zhì)能力，增加導(dǎo)電性；另外，加壓過程促進(jìn)活性氧的析出，使得煤顆粒更容易在電極表面發(fā)生氧化反應(yīng)。因此采用加壓煤漿電解過程，強(qiáng)化煤顆粒和電解液的傳質(zhì)能力，及氧化基團(tuán)析出與傳遞，從而提高煤漿電解陽極氧化過程。(進(jìn)而提高陰極析氫效率。)

對(duì)實(shí)施例7、8、9和10的電解脫硫過程測試，其結(jié)果如圖8所示。對(duì)實(shí)施例11、12、13和14的電解脫硫過程測試，其結(jié)果如圖9所示。由圖8和圖9可知，在常壓條件下在一定范圍內(nèi)隨著溶液溫度的增加，鋁土礦的脫硫效果有所增加。在加壓條件下鋁土礦的脫硫效果相對(duì)常壓下各個(gè)溫度均有所增加并且溫度在60℃時(shí)脫硫效果并不是最佳說明溫度越高加壓電解裝置的脫硫效果并不是越好。

對(duì)比實(shí)施例7、11、12、13和14的電解脫硫過程可知，隨著氧氣壓力的增加，鋁土礦的脫硫效果明顯有所增加。說明壓力的增加促進(jìn)了礦漿中溶解活性氧的產(chǎn)生進(jìn)而強(qiáng)化了礦漿的脫硫效果。

測試實(shí)施例7、11、15、16和17的電解脫硫過程，結(jié)果如圖10所示，從圖中可以看出隨著壓力的增加脫硫效率明顯提高說明加壓有利于活性氧的生成進(jìn)而促進(jìn)了活性氧礦物的反應(yīng)強(qiáng)化了脫硫效果，當(dāng)壓力達(dá)到1.7Mpa時(shí)獲得最佳脫硫效果95.69％與電化學(xué)實(shí)驗(yàn)獲得的理論結(jié)果一致。

申請(qǐng)人聲明，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。