1.本發(fā)明涉及氫氣儲(chǔ)存技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種金屬鎂儲(chǔ)氫及釋氫方法。

背景技術(shù)：

2.氫氣是當(dāng)前一種新興的能源氣體。通過(guò)金屬鎂或者鎂合金儲(chǔ)氫，能夠在常溫常壓狀態(tài)下安全便捷且低成本地長(zhǎng)距離運(yùn)輸氫氣，目前常規(guī)做法是：在制氫工廠所在地，在高壓氫氣環(huán)境中將金屬鎂加熱至一定溫度，生成氫化鎂，即儲(chǔ)氫金屬鎂，然后將氫化鎂安全運(yùn)輸至用氫目的地后，升溫加熱氫化鎂，通過(guò)加熱夠釋放氫氣，收集氫氣并使用；氫化鎂在施放氫氣后轉(zhuǎn)化成金屬鎂，金屬鎂再返回制氫所在地，重復(fù)循環(huán)使用。

3.現(xiàn)在的這種氫氣儲(chǔ)存運(yùn)輸方式包括金屬鎂加氫、運(yùn)輸和釋氫三個(gè)環(huán)節(jié)，其中，在金屬鎂加氫環(huán)節(jié)，由于需要對(duì)金屬鎂進(jìn)行加熱升溫，這個(gè)過(guò)程中會(huì)額外消耗大量的能源；同樣的，在釋氫環(huán)節(jié)中，也需要對(duì)氫化鎂進(jìn)行加熱升溫才能釋放氫氣，同樣需要額外消耗大量的能源，從而導(dǎo)致現(xiàn)有的這種氫氣儲(chǔ)存運(yùn)輸方式存在能源消耗大的問(wèn)題，同樣也導(dǎo)致了碳排放的增加以及氫氣儲(chǔ)存運(yùn)輸成本的上升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明的目的解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種金屬鎂儲(chǔ)氫及釋氫方法。

5.本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種金屬鎂儲(chǔ)氫及釋氫方法，其特征在于，

6.步驟1)在金屬鎂生產(chǎn)精煉環(huán)節(jié)中，將固態(tài)鎂投入熔鎂爐中，固態(tài)鎂熔化成熔融狀態(tài)的鎂液；

7.步驟2)一級(jí)加氫制氫化鎂：帶壓氫儲(chǔ)罐中的氫氣與熔鎂爐中的鎂液在鎂液管中匯合后一起通入一級(jí)加氫室中；一級(jí)加氫室的外側(cè)設(shè)有第一恒溫室，第一恒溫室使一級(jí)加氫室內(nèi)保持恒溫狀態(tài)；高速轉(zhuǎn)動(dòng)的離心甩液盤將進(jìn)入一級(jí)加氫室中的鎂液打散，鎂液被打散后在一級(jí)加氫室內(nèi)冷卻形成鎂粉末，部分鎂粉末與氫氣接觸產(chǎn)生加氫反應(yīng)生成氫化鎂；未反應(yīng)的鎂粉末與氫化鎂混合后得到一級(jí)混合物粉末，一級(jí)混合物粉末在第一推料裝置的作用下從一級(jí)加氫室的底部排出；

8.步驟3)二級(jí)加氫強(qiáng)化：一級(jí)混合物粉末從一級(jí)加氫室排出后進(jìn)入二級(jí)加氫室，二級(jí)加氫室的外側(cè)設(shè)有第二恒溫室，第二恒溫室使二級(jí)加氫室內(nèi)保持恒溫狀態(tài)；高壓氫儲(chǔ)罐向二級(jí)加氫室內(nèi)通入氫氣，二級(jí)加氫室內(nèi)的氫氣壓力高于一級(jí)加氫室內(nèi)的氫氣壓力，一級(jí)混合物粉末中的鎂粉末與氫氣繼續(xù)發(fā)生加氫反應(yīng)并轉(zhuǎn)化成氫化鎂，得到二級(jí)混合物粉末；二級(jí)混合物粉末在第二推料裝置的作用下從二級(jí)加氫室的底部排出；

9.步驟4)從二級(jí)加氫室排出的二級(jí)混合物粉末進(jìn)入冷卻室中，通過(guò)氮?dú)庋h(huán)裝置向冷卻室中循環(huán)通入氮?dú)猓焕鋮s室的外側(cè)設(shè)有冷卻裝置，二級(jí)混合物粉末在冷卻室中冷卻，并在第三推料裝置的作用下從冷卻室底部的出料閥排出；通過(guò)壓塊機(jī)將冷卻后的二級(jí)混合物粉末壓制成氫化鎂塊；

10.步驟5)釋氫：將氫化鎂塊運(yùn)輸至鎂合金加工地，將氫化鎂塊投入密閉熔鎂爐中的熔融鎂液池中，氫化鎂塊受熱熔化并釋放氫氣，氫氣經(jīng)過(guò)處理后進(jìn)入氫氣儲(chǔ)罐中進(jìn)行儲(chǔ)存；氫化鎂釋放氫氣后轉(zhuǎn)變成金屬鎂并融入熔融鎂液池中；釋放熔融鎂液池中的金屬鎂，對(duì)金屬鎂進(jìn)行就地加工。

11.作為優(yōu)選，所述帶壓氫儲(chǔ)罐與鎂液管之間設(shè)有第一供氫管，第一供氫管上設(shè)有第一氫氣入口閥門，一級(jí)加氫室與帶壓氫儲(chǔ)罐之間設(shè)有第一排氫管，第一排氫管上依次設(shè)有第一排氫閥門、第一除塵器和第一氫氣壓縮機(jī)；帶壓氫儲(chǔ)罐中的氫氣通過(guò)第一供氫管與鎂液管中的鎂液混合；一級(jí)加氫室內(nèi)的氫氣依次通過(guò)第一排氫管上的第一排氫閥門、第一除塵器和第一氫氣壓縮機(jī)回流至帶壓氫儲(chǔ)罐中。

12.作為優(yōu)選，高壓氫儲(chǔ)罐通過(guò)第二供氫管與二級(jí)加氫室相連，第二供氫管上設(shè)有第二氫氣入口閥門；高壓氫儲(chǔ)罐通過(guò)第二排氫管與二級(jí)加氫室相連，第二排氫管上依次設(shè)有第二排氫閥門、第二除塵器和第二氫氣壓縮機(jī)；高壓氫儲(chǔ)罐中的氫氣通過(guò)第二供氫管向二級(jí)加氫室內(nèi)通入氫氣；二級(jí)加氫室內(nèi)的氫氣依次通過(guò)第二排氫管上的第二排氫閥門、第二除塵器和第二氫氣壓縮機(jī)回流至高壓氫儲(chǔ)罐中。

13.作為優(yōu)選，所述氮?dú)庋h(huán)裝置包括氮?dú)鈨?chǔ)罐，氮?dú)鈨?chǔ)罐與冷卻室之間設(shè)有氮?dú)馔ㄈ牍?，氮?dú)馔ㄈ牍苌显O(shè)有氮?dú)馊肟陂y門；氮?dú)鈨?chǔ)罐與冷卻室之間設(shè)有氮?dú)馀懦龉埽獨(dú)馀懦龉苌弦来卧O(shè)有氮?dú)馀懦鲩y門、第一換熱器、第二除塵器和氮?dú)鈮嚎s機(jī)；氮?dú)鈨?chǔ)罐中的氮?dú)馔ㄟ^(guò)氮?dú)馔ㄈ牍苓M(jìn)入冷卻室中，冷卻室中的氮?dú)庖来谓?jīng)過(guò)氮?dú)馀懦龉苌系牡獨(dú)馀懦鲩y門、第一換熱器、第二除塵器和氮?dú)鈮嚎s機(jī)并回流至氮?dú)鈨?chǔ)罐中。

14.作為優(yōu)選，所述一級(jí)加氫室內(nèi)的上端設(shè)有碘升華籃，碘升華籃中裝有單質(zhì)碘，單質(zhì)碘受熱揮發(fā)形成碘蒸氣，碘蒸氣與鎂粉末反應(yīng)形成碘化鎂粉末，碘化鎂粉末作為催化劑，促進(jìn)加氫反應(yīng)的進(jìn)行。

15.作為優(yōu)選，一級(jí)加氫室內(nèi)部溫度為280-320攝氏度，氫氣壓力1.0-2.0mpa。

16.作為優(yōu)選，二級(jí)加氫室內(nèi)部溫度為320-350攝氏度，氫氣壓力2.0-5.0mpa。

17.作為優(yōu)選，冷卻室內(nèi)的溫度為25-55攝氏度。

18.作為優(yōu)選，步驟4)中，所述冷卻裝置為套設(shè)在冷卻室外側(cè)的冷卻水套，冷卻水套與冷卻室外側(cè)之間形成冷卻水腔；冷卻水套上設(shè)有冷卻水入口和冷卻水出口。

19.作為優(yōu)選，步驟5)中，密閉熔鎂爐的上端設(shè)有進(jìn)料鎖斗和氫氣排管，密閉熔鎂爐的一側(cè)設(shè)有鎂液流道；氫氣排管遠(yuǎn)離密閉熔鎂爐的一端連接氫氣儲(chǔ)罐，氫氣排管上依次設(shè)有第二換熱器、第三除塵器和第三氫氣壓縮機(jī)；氫化鎂塊通過(guò)進(jìn)料鎖斗投入密閉熔鎂爐中，氫化鎂塊釋放的氫氣依次通過(guò)氫氣排管上的第二換熱器、第三除塵器和第三氫氣壓縮機(jī)后進(jìn)入氫氣儲(chǔ)罐中，通過(guò)鎂液流道向外釋放熔融鎂液池中的金屬鎂。

20.本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在加氫作業(yè)時(shí)，利用金屬鎂精煉環(huán)節(jié)所必須的加熱熔化過(guò)程，利用該過(guò)程中金屬鎂冷卻時(shí)的殘余溫度和熱量，實(shí)現(xiàn)加氫作業(yè)，從而節(jié)省了專門加熱升溫鎂合金用于加氫所消耗的能源；進(jìn)行釋氫作業(yè)時(shí)，在鎂合金加工地借助金屬鎂在合金化環(huán)節(jié)所需的升溫熔化，同時(shí)完成氫氣的釋放，從而節(jié)約了專門加熱儲(chǔ)氫鎂合金實(shí)現(xiàn)釋氫所消耗的能源；由于在加氫作業(yè)和釋氫作業(yè)過(guò)程中節(jié)省了額外能源的消耗，從而也降低了碳排放和氫氣儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)某杀尽?br />
附圖說(shuō)明

21.圖1為金屬鎂儲(chǔ)過(guò)程的示意圖。

22.圖2為一級(jí)加氫室的結(jié)構(gòu)示意圖。

23.圖3為二級(jí)加氫室的結(jié)構(gòu)示意圖。

24.圖4為冷卻室的結(jié)構(gòu)示意圖。

25.圖5為金屬鎂釋氫過(guò)程的示意圖。

26.圖中：101、熔鎂爐，102、鎂液熔池，103、石墨塞棒，104、鎂液管，150、粗鎂鎖斗，201、一級(jí)加氫室，202、第一恒溫室，203、第一調(diào)溫介質(zhì)入口，204、第一調(diào)溫介質(zhì)出口，210、離心甩液盤，211、第一螺旋推料機(jī)，212、第一推料機(jī)主軸，213、離心動(dòng)力匣，214、第一推料動(dòng)力匣，215、碘升華籃，220、帶壓氫儲(chǔ)罐，221、第一氫氣入口閥門，222、第一供氫管，223、第一排氫管，224、第一氫氣噴嘴，226、除塵器，227、第一氫氣壓縮機(jī)，231、第一排氫閥門，250、一級(jí)出料鎖斗，301、二級(jí)加氫室，302、第二恒溫室，303、第二調(diào)溫介質(zhì)入口，304、第二調(diào)溫介質(zhì)出口，311、第二螺旋推料機(jī)，312、第二推料機(jī)主軸，314、第二推料動(dòng)力匣，320、高壓氫儲(chǔ)罐，321、第二氫氣入口閥門，322、第二供氫管，323、第二排氫管，324、第二氫氣噴嘴，326、第一除塵器，327、第二氫氣壓縮機(jī)，331、第二排氫閥門，350、二級(jí)出料鎖斗，401、冷卻室，402、冷卻水套，403、冷卻水入口，404、冷卻水出口，411、第三螺旋推料機(jī)，412、第三推料機(jī)主軸，414、第三推料動(dòng)力匣，420、氮?dú)鈨?chǔ)罐，421、氮?dú)馊肟陂y門，422、氮?dú)馔ㄈ牍埽?23、氮?dú)馀懦龉埽?24、氮?dú)鈬娮欤?25、第一換熱器，426、第二除塵器，427、氮?dú)鈮嚎s機(jī)，431、氮?dú)馀懦鲩y門，451、出料閥，452、壓塊機(jī)，901、氫化鎂塊，902、進(jìn)料鎖斗，903、密閉熔鎂爐，904、加熱室，905、熔融鎂液池，906、氫氣排管，907、第二換熱器，908、第三除塵器，909、第三氫氣壓縮機(jī)，910、氫氣儲(chǔ)罐，911、氫氣用戶，920、鎂液流道，921、合金化爐，922、鎂合金液，923、保溫室，924、合金料，930、鎂合金用戶。

具體實(shí)施方式

27.下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

28.本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在本發(fā)明的揭露中，術(shù)語(yǔ)“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系是基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，其僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此上述術(shù)語(yǔ)不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

29.可以理解的是，術(shù)語(yǔ)“一”應(yīng)理解為“至少一”或“一個(gè)或多個(gè)”，即在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)元件的數(shù)量可以為一個(gè)，而在另外的實(shí)施例中，該元件的數(shù)量可以為多個(gè)，術(shù)語(yǔ)“一”不能理解為對(duì)數(shù)量的限制。

30.如圖1-5所示，一種金屬鎂儲(chǔ)氫及釋氫方法，包括如下具體步驟：

31.步驟1)在金屬鎂生產(chǎn)精煉環(huán)節(jié)中，將固態(tài)鎂投入熔鎂爐101中，固態(tài)鎂熔化成熔融狀態(tài)的鎂液。

32.該步驟在金屬鎂生產(chǎn)地進(jìn)行，將固態(tài)鎂投入熔鎂爐101中熔化成鎂液也是金屬鎂生產(chǎn)精煉環(huán)節(jié)中必不可少的一個(gè)步驟。在熔鎂爐101的上端設(shè)有粗鎂鎖斗150，固態(tài)鎂通過(guò)粗鎂鎖斗150進(jìn)入熔鎂爐101，在熔鎂爐101中熔化后形成鎂液熔池102，在熔鎂爐101中進(jìn)行精煉后得到高純度的鎂液。其中，鎂液熔池102的溫度為700-800攝氏度。

33.步驟2)一級(jí)加氫制氫化鎂：帶壓氫儲(chǔ)罐220中的氫氣與熔鎂爐101中的鎂液在鎂液管104中匯合后一起通入一級(jí)加氫室201中；一級(jí)加氫室201的外側(cè)設(shè)有第一恒溫室202，第一恒溫室202使一級(jí)加氫室101內(nèi)保持恒溫狀態(tài)；高速轉(zhuǎn)動(dòng)的離心甩液盤210將進(jìn)入一級(jí)加氫室201中的鎂液打散，鎂液被打散后在一級(jí)加氫室201內(nèi)冷卻形成鎂粉末，部分鎂粉末與氫氣接觸產(chǎn)生加氫反應(yīng)生成氫化鎂；未反應(yīng)的鎂粉末與氫化鎂混合后得到一級(jí)混合物粉末，一級(jí)混合物粉末在第一推料裝置的作用下從一級(jí)加氫室201的底部排出。

34.其中，一級(jí)加氫室201為一個(gè)耐壓容器，鎂液管104的一端連接在熔鎂爐101外側(cè)的中下部，鎂液管104的另一端與一級(jí)加氫室201的上端相連，熔鎂爐101中的鎂液通過(guò)鎂液管104流向一級(jí)加氫室20中。為了控制鎂液管104中鎂液的流速，在鎂液管104上設(shè)有石墨塞棒103，石墨塞棒103局部插入鎂液管104中，通過(guò)調(diào)節(jié)石墨塞棒103在鎂液管104中的插入深度，從而調(diào)節(jié)鎂液管104在石墨塞棒103位置處的實(shí)際內(nèi)部流通面積，進(jìn)而調(diào)節(jié)鎂液管104中鎂液的流速。帶壓氫儲(chǔ)罐220與鎂液管104之間設(shè)有第一供氫管222，第一供氫管222的一端與帶壓氫儲(chǔ)罐220連通，第一供氫管222的另一端與鎂液管104連通；第一供氫管222上設(shè)有第一氫氣入口閥門221，一級(jí)加氫室201與帶壓氫儲(chǔ)罐220之間設(shè)有第一排氫管223，第一排氫管223上依次設(shè)有第一排氫閥門231、第一除塵器226和第一氫氣壓縮機(jī)227；帶壓氫儲(chǔ)罐220中的氫氣通過(guò)第一供氫管222與鎂液管104中的鎂液混合并與鎂液一起通入一級(jí)加氫室201中；一級(jí)加氫室201內(nèi)的氫氣依次通過(guò)第一排氫管223上的第一排氫閥門231、第一除塵器226和第一氫氣壓縮機(jī)227回流至帶壓氫儲(chǔ)罐220中。一級(jí)加氫室201內(nèi)部溫度為280-320攝氏度，氫氣壓力1.0-2.0mpa，該溫度、壓力有利于生成氫化鎂。

35.第一恒溫室202設(shè)置在一級(jí)加氫室201的外側(cè)，第一恒溫室202上設(shè)有第一調(diào)溫介質(zhì)入口203和第一調(diào)溫介質(zhì)出口204，通過(guò)第一調(diào)溫介質(zhì)入口203向第一恒溫室202中通入一定溫度的氣體介質(zhì)，從而保持一級(jí)加氫室201內(nèi)溫度的溫度。

36.離心甩液盤210呈圓盤狀結(jié)構(gòu)，離心甩液盤210位于一級(jí)加氫室201內(nèi)部上端的位置處，且剛好位于鎂液管104與一級(jí)加氫室201相連位置處的下方；通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)離心甩液盤210轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)設(shè)置在一級(jí)加氫室201外部上端的位置，電機(jī)上的輸出軸穿過(guò)一級(jí)加氫室201并與離心甩液盤210相連，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)離心甩液盤210高速旋轉(zhuǎn)；電機(jī)設(shè)置在離心動(dòng)力匣213內(nèi)，離心動(dòng)力匣213用于為電機(jī)阻擋高溫輻射。鎂液從鎂液管104中流出后剛好落到離心甩液盤210上，通過(guò)離心甩液盤210的高速旋轉(zhuǎn)將鎂液向四周甩開(kāi)，鎂液被甩開(kāi)后形成無(wú)數(shù)的小液滴，在下落過(guò)程中冷卻固化形成鎂粉末，其中部分的鎂粉末與一級(jí)加氫室201中的氫氣接觸后反應(yīng)形成鎂化氫。

37.為了促進(jìn)加氫反應(yīng)的進(jìn)行，在一級(jí)加氫室201內(nèi)的上端設(shè)有碘升華籃215，碘升華籃215中裝有單質(zhì)碘，單質(zhì)碘受熱揮發(fā)形成碘蒸氣，碘蒸氣與鎂粉末反應(yīng)形成碘化鎂粉末，碘化鎂粉末作為催化劑，能夠有效促進(jìn)加氫反應(yīng)的進(jìn)行，提高反應(yīng)效率，其反應(yīng)方程式如下：

38.mg+i2＝mgi2；

[0039][0040]

反應(yīng)后產(chǎn)生的氫化鎂粉末和未反應(yīng)的鎂粉末在一級(jí)加氫室201中混合形成一級(jí)混合物粉末。第一推料裝置為第一螺旋推料機(jī)311，第一螺旋推料機(jī)311包括豎直設(shè)置在一級(jí)加氫室201內(nèi)的第一推料螺桿和設(shè)置在一級(jí)加氫室201上端的第一推料電機(jī)，第一推料螺桿與第一推料電機(jī)相連，通過(guò)第一推料電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一推料螺桿旋轉(zhuǎn)。第一推料電機(jī)設(shè)置在第一推料動(dòng)力匣214中，第一推料動(dòng)力匣214為第一推料電機(jī)阻擋高溫輻射。第一推料螺桿將一級(jí)混合物粉末推向一級(jí)加氫室201的底部，使一級(jí)混合物粉末在一級(jí)加氫室201底部聚集，并通過(guò)設(shè)置在一級(jí)加氫室201底部的一級(jí)出料鎖斗250排出。

[0041]

步驟3)二級(jí)加氫強(qiáng)化：一級(jí)混合物粉末從一級(jí)加氫室排出后進(jìn)入二級(jí)加氫室301，二級(jí)加氫室301的外側(cè)設(shè)有第二恒溫室302，第二恒溫室302使二級(jí)加氫室301內(nèi)保持恒溫狀態(tài)；高壓氫儲(chǔ)罐320向二級(jí)加氫室301內(nèi)通入氫氣，二級(jí)加氫室301內(nèi)的氫氣壓力高于一級(jí)加氫室201內(nèi)的氫氣壓力，一級(jí)混合物粉末中的鎂粉末與氫氣繼續(xù)發(fā)生加氫反應(yīng)并轉(zhuǎn)化成氫化鎂，得到二級(jí)混合物粉末；二級(jí)混合物粉末在第二推料裝置的作用下從二級(jí)加氫室301的底部排出。

[0042]

其中，二級(jí)加氫室301為一個(gè)耐壓容器，二級(jí)加氫室301的上端與一級(jí)加氫室201下端的一級(jí)出料鎖斗250相連，高壓氫儲(chǔ)罐320通過(guò)第二供氫管322與二級(jí)加氫室301相連，第二供氫管322上設(shè)有第二氫氣入口閥門321；高壓氫儲(chǔ)罐320通過(guò)第二排氫管323與二級(jí)加氫室301相連，第二排氫管323上依次設(shè)有第二排氫閥門331、第二除塵器326和第二氫氣壓縮機(jī)327；高壓氫儲(chǔ)罐320中的氫氣通過(guò)第二供氫管322向二級(jí)加氫室301內(nèi)通入氫氣；二級(jí)加氫室301內(nèi)的氫氣依次通過(guò)第二排氫管323上的第二排氫閥門331、第二除塵器326和第二氫氣壓縮機(jī)327回流至高壓氫儲(chǔ)罐320中。二級(jí)加氫室301內(nèi)部溫度為320-350攝氏度，氫氣壓力2.0-5.0mpa。

[0043]

第二恒溫室302設(shè)置在一級(jí)加氫室301的外側(cè)，第二恒溫室302上設(shè)有第一調(diào)溫介質(zhì)入口303和第一調(diào)溫介質(zhì)出口304，通過(guò)第二調(diào)溫介質(zhì)入口303向第二恒溫室302中通入一定溫度的氣體介質(zhì)，從而保持二級(jí)加氫室301內(nèi)溫度的溫度。

[0044]

在二級(jí)加氫室301內(nèi)具有更高的溫度和更高的氫氣壓力，一級(jí)混合物粉末中的鎂粉末在二級(jí)加氫室301內(nèi)繼續(xù)與氫氣發(fā)生加氫反應(yīng)，從而得到二級(jí)混合物粉末，二級(jí)混合物粉末中氫化鎂的含量得到進(jìn)一步的提高。

[0045]

第二推料裝置為第二螺旋推料機(jī)311，第二螺旋推料機(jī)311包括豎直設(shè)置在二級(jí)加氫室301內(nèi)的第二推料螺桿和設(shè)置在二級(jí)加氫室301上端的第二推料電機(jī)，第二推料螺桿與第二推料電機(jī)相連，通過(guò)第二推料電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二推料螺桿旋轉(zhuǎn)。第二推料電機(jī)設(shè)置在第二推料動(dòng)力匣314中，第二推料動(dòng)力匣314為第二推料電機(jī)阻擋高溫輻射。第二推料螺桿將二級(jí)混合物粉末推向二級(jí)加氫室301的底部，使二級(jí)混合物粉末在二級(jí)加氫室301底部聚集，并通過(guò)設(shè)置在二級(jí)加氫室301底部的二級(jí)出料鎖斗350排出。

[0046]

步驟4)從二級(jí)加氫室301排出的二級(jí)混合物粉末進(jìn)入冷卻室401中，通過(guò)氮?dú)庋h(huán)裝置向冷卻室401中循環(huán)通入氮?dú)?；冷卻室401的外側(cè)設(shè)有冷卻裝置，二級(jí)混合物粉末在冷卻室401中冷卻，并在第三推料裝置的作用下從冷卻室401底部的出料閥451排出；通過(guò)壓塊機(jī)452將冷卻后的二級(jí)混合物粉末壓制成氫化鎂塊901。

[0047]

該步驟中，冷卻室401的上端與二級(jí)加氫室301下端的二級(jí)出料鎖斗350相連。氮?dú)?br />
循環(huán)裝置包括氮?dú)鈨?chǔ)罐420，氮?dú)鈨?chǔ)罐420與冷卻室之間設(shè)有氮?dú)馔ㄈ牍?22，氮?dú)馔ㄈ牍?22上設(shè)有氮?dú)馊肟陂y門421；氮?dú)鈨?chǔ)罐420與冷卻室401之間設(shè)有氮?dú)馀懦龉?23，氮?dú)馀懦龉?23上依次設(shè)有氮?dú)馀懦鲩y門431、第一換熱器425、第二除塵器426和氮?dú)鈮嚎s機(jī)427；氮?dú)鈨?chǔ)罐420中的氮?dú)馔ㄟ^(guò)氮?dú)馔ㄈ牍?22進(jìn)入冷卻室401中，冷卻室401中的氮?dú)庖来谓?jīng)過(guò)氮?dú)馀懦龉苌系牡獨(dú)馀懦鲩y門431、第一換熱器425、第二除塵器426和氮?dú)鈮嚎s機(jī)427并回流至氮?dú)鈨?chǔ)罐420中。

[0048]

冷卻裝置為套設(shè)在冷卻室401外側(cè)的冷卻水套402，冷卻水套與冷卻室401外側(cè)之間形成冷卻水腔；冷卻水套402上設(shè)有冷卻水入口403和冷卻水出口404。通過(guò)向冷卻水腔中通入冷卻水，從而對(duì)冷卻室進(jìn)行冷卻。在冷卻水和循環(huán)氮?dú)獾淖饔孟?，使冷卻室401內(nèi)的溫度保持在25-55攝氏度。

[0049]

第三推料裝置為第三螺旋推料機(jī)411，第三螺旋推料機(jī)411包括豎直設(shè)置在冷卻室401內(nèi)的第三推料螺桿和設(shè)置在二級(jí)加氫室301上端的第三推料電機(jī)，第三推料螺桿與第三推料電機(jī)相連，通過(guò)第三推料電機(jī)驅(qū)動(dòng)第三推料螺桿旋轉(zhuǎn)。第三推料電機(jī)設(shè)置在第三推料動(dòng)力匣414中，第三推料動(dòng)力匣414為第三推料電機(jī)阻擋高溫輻射。二級(jí)混合物粉末在冷卻室401內(nèi)得到充分冷卻，第三推料螺桿將二級(jí)混合物粉末推向冷卻室401的底部，使二級(jí)混合物粉末在冷卻室401底部聚集，并通過(guò)設(shè)置在冷卻室401底部的出料閥451排出。

[0050]

壓塊機(jī)452將冷卻后的二級(jí)混合物粉末壓制成塊狀，得到氫化鎂塊901。

[0051]

步驟5)釋氫：將氫化鎂塊運(yùn)輸至鎂合金加工地，將氫化鎂塊901投入密閉熔鎂爐903中的熔融鎂液池905中，氫化鎂塊901受熱熔化并釋放氫氣，氫氣經(jīng)過(guò)處理后進(jìn)入氫氣儲(chǔ)罐910中進(jìn)行儲(chǔ)存；氫化鎂釋放氫氣后轉(zhuǎn)變成金屬鎂并融入熔融鎂液池905中；釋放熔融鎂液池905中的金屬鎂，對(duì)金屬鎂進(jìn)行就地加工。

[0052]

其中，密閉熔鎂爐903的上端設(shè)有進(jìn)料鎖斗902和氫氣排管906，密閉熔鎂爐903的外側(cè)設(shè)有加熱室904，通過(guò)向加熱室904中通入燃?xì)?，通過(guò)燃?xì)獾娜紵龑?duì)密閉熔鎂爐903進(jìn)行加熱；氫氣排管906遠(yuǎn)離密閉熔鎂爐903的一端連接氫氣儲(chǔ)罐910，氫氣排管906上依次設(shè)有第二換熱器907、第三除塵器908和第三氫氣壓縮機(jī)909。氫化鎂塊901通過(guò)進(jìn)料鎖斗902投入密閉熔鎂爐903中，氫化鎂塊901釋放的氫氣依次通過(guò)氫氣排管906上的第二換熱器907、第三除塵器908和第三氫氣壓縮機(jī)909后進(jìn)入氫氣儲(chǔ)罐910中。氫氣儲(chǔ)罐910中的氫氣供應(yīng)給氫氣用戶911。

[0053]

密閉熔鎂爐903上設(shè)有鎂液流道920，密閉熔鎂爐903中釋放的鎂液通過(guò)鎂液流道920通入合金化爐921中，合金化爐921外側(cè)設(shè)有保溫室923；向合金化爐921中的鎂液中加入合金料924，形成鎂合金液922，鎂合金液冷卻后就地加工，可制成各種鎂合金產(chǎn)品，并提高給鎂合金用戶930。

[0054]

本發(fā)明在加氫作業(yè)時(shí)，利用金屬鎂精煉環(huán)節(jié)所必須的加熱熔化過(guò)程，利用該過(guò)程中金屬鎂冷卻時(shí)的殘余溫度和熱量，實(shí)現(xiàn)加氫作業(yè)，從而節(jié)省了專門加熱升溫鎂合金用于加氫所消耗的能源；進(jìn)行釋氫作業(yè)時(shí)，在鎂合金加工地借助金屬鎂在合金化環(huán)節(jié)所需的升溫熔化，同時(shí)完成氫氣的釋放，從而節(jié)約了專門加熱儲(chǔ)氫鎂合金實(shí)現(xiàn)釋氫所消耗的能源；由于在加氫作業(yè)和釋氫作業(yè)過(guò)程中節(jié)省了額外能源的消耗，從而也降低了碳排放和氫氣儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)某杀尽?br />
[0055]

本發(fā)明采用二級(jí)加氫方式，且在一級(jí)加氫時(shí)，通過(guò)離心甩液盤將鎂液打散從而在

一級(jí)加氫室內(nèi)形成細(xì)小的鎂粉末，鎂粉末能夠與一級(jí)加氫室中的氫氣充分接觸并發(fā)生加氫反應(yīng)，從而有效提高了金屬鎂的儲(chǔ)氫效果。一級(jí)加氫室中設(shè)有碘升華籃，碘升華籃中的單質(zhì)碘與鎂反應(yīng)產(chǎn)生碘化鎂，碘化鎂作為催化劑能夠有效促進(jìn)加氫反應(yīng)的進(jìn)行，從而進(jìn)一步提升了金屬鎂的儲(chǔ)氫效果。

[0056]

本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本技術(shù)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種金屬鎂儲(chǔ)氫及釋氫方法，其特征在于，包括如下具體步驟：步驟1)在金屬鎂生產(chǎn)精煉環(huán)節(jié)中，將固態(tài)鎂投入熔鎂爐中，固態(tài)鎂熔化成熔融狀態(tài)的鎂液；步驟2)一級(jí)加氫制氫化鎂：帶壓氫儲(chǔ)罐中的氫氣與熔鎂爐中的鎂液在鎂液管中匯合后一起通入一級(jí)加氫室中；一級(jí)加氫室的外側(cè)設(shè)有第一恒溫室，第一恒溫室使一級(jí)加氫室內(nèi)保持恒溫狀態(tài)；高速轉(zhuǎn)動(dòng)的離心甩液盤將進(jìn)入一級(jí)加氫室中的鎂液打散，鎂液被打散后在一級(jí)加氫室內(nèi)冷卻形成鎂粉末，部分鎂粉末與氫氣接觸產(chǎn)生加氫反應(yīng)生成氫化鎂；未反應(yīng)的鎂粉末與氫化鎂混合后得到一級(jí)混合物粉末，一級(jí)混合物粉末在第一推料裝置的作用下從一級(jí)加氫室的底部排出；步驟3)二級(jí)加氫強(qiáng)化：一級(jí)混合物粉末從一級(jí)加氫室排出后進(jìn)入二級(jí)加氫室，二級(jí)加氫室的外側(cè)設(shè)有第二恒溫室，第二恒溫室使二級(jí)加氫室內(nèi)保持恒溫狀態(tài)；高壓氫儲(chǔ)罐向二級(jí)加氫室內(nèi)通入氫氣，二級(jí)加氫室內(nèi)的氫氣壓力高于一級(jí)加氫室內(nèi)的氫氣壓力，一級(jí)混合物粉末中的鎂粉末與氫氣繼續(xù)發(fā)生加氫反應(yīng)并轉(zhuǎn)化成氫化鎂，得到二級(jí)混合物粉末；二級(jí)混合物粉末在第二推料裝置的作用下從二級(jí)加氫室的底部排出；步驟4)從二級(jí)加氫室排出的二級(jí)混合物粉末進(jìn)入冷卻室中，通過(guò)氮?dú)庋h(huán)裝置向冷卻室中循環(huán)通入氮?dú)?；冷卻室的外側(cè)設(shè)有冷卻裝置，二級(jí)混合物粉末在冷卻室中冷卻，并在第三推料裝置的作用下從冷卻室底部的出料閥排出；通過(guò)壓塊機(jī)將冷卻后的二級(jí)混合物粉末壓制成氫化鎂塊；步驟5)釋氫：將氫化鎂塊運(yùn)輸至鎂合金加工地，將氫化鎂塊投入密閉熔鎂爐中的熔融鎂液池中，氫化鎂塊受熱熔化并釋放氫氣，氫氣經(jīng)過(guò)處理后進(jìn)入氫氣儲(chǔ)罐中進(jìn)行儲(chǔ)存；氫化鎂釋放氫氣后轉(zhuǎn)變成金屬鎂并融入熔融鎂液池中；釋放熔融鎂液池中的金屬鎂，對(duì)金屬鎂進(jìn)行就地加工。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鎂儲(chǔ)氫及釋氫方法，其特征在于，所述帶壓氫儲(chǔ)罐與鎂液管之間設(shè)有第一供氫管，第一供氫管上設(shè)有第一氫氣入口閥門，一級(jí)加氫室與帶壓氫儲(chǔ)罐之間設(shè)有第一排氫管，第一排氫管上依次設(shè)有第一排氫閥門、第一除塵器和第一氫氣壓縮機(jī)；帶壓氫儲(chǔ)罐中的氫氣通過(guò)第一供氫管與鎂液管中的鎂液混合；一級(jí)加氫室內(nèi)的氫氣依次通過(guò)第一排氫管上的第一排氫閥門、第一除塵器和第一氫氣壓縮機(jī)回流至帶壓氫儲(chǔ)罐中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鎂儲(chǔ)氫及釋氫方法，其特征在于，高壓氫儲(chǔ)罐通過(guò)第二供氫管與二級(jí)加氫室相連，第二供氫管上設(shè)有第二氫氣入口閥門；高壓氫儲(chǔ)罐通過(guò)第二排氫管與二級(jí)加氫室相連，第二排氫管上依次設(shè)有第二排氫閥門、第二除塵器和第二氫氣壓縮機(jī)；高壓氫儲(chǔ)罐中的氫氣通過(guò)第二供氫管向二級(jí)加氫室內(nèi)通入氫氣；二級(jí)加氫室內(nèi)的氫氣依次通過(guò)第二排氫管上的第二排氫閥門、第二除塵器和第二氫氣壓縮機(jī)回流至高壓氫儲(chǔ)罐中。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鎂儲(chǔ)氫和釋氫方法，其特征在于，所述氮?dú)庋h(huán)裝置包括氮?dú)鈨?chǔ)罐，氮?dú)鈨?chǔ)罐與冷卻室之間設(shè)有氮?dú)馔ㄈ牍埽獨(dú)馔ㄈ牍苌显O(shè)有氮?dú)馊肟陂y門；氮?dú)鈨?chǔ)罐與冷卻室之間設(shè)有氮?dú)馀懦龉?，氮?dú)馀懦龉苌弦来卧O(shè)有氮?dú)馀懦鲩y門、第一換熱器、第二除塵器和氮?dú)鈮嚎s機(jī)；氮?dú)鈨?chǔ)罐中的氮?dú)馔ㄟ^(guò)氮?dú)馔ㄈ牍苓M(jìn)入冷卻室中，冷卻室中的氮?dú)庖来谓?jīng)過(guò)氮?dú)馀懦龉苌系牡獨(dú)馀懦鲩y門、第一換熱器、第二除塵器和氮?dú)鈮嚎s機(jī)并回流

至氮?dú)鈨?chǔ)罐中。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鎂儲(chǔ)氫及釋氫方法，其特征在于，所述一級(jí)加氫室內(nèi)的上端設(shè)有碘升華籃，碘升華籃中裝有單質(zhì)碘，單質(zhì)碘受熱揮發(fā)形成碘蒸氣，碘蒸氣與鎂粉末反應(yīng)形成碘化鎂粉末，碘化鎂粉末作為催化劑，促進(jìn)加氫反應(yīng)的進(jìn)行。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鎂儲(chǔ)氫及釋氫方法，其特征在于，一級(jí)加氫室內(nèi)部溫度為280-320攝氏度，氫氣壓力1.0-2.0mpa。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鎂儲(chǔ)氫及釋氫方法，其特征在于，二級(jí)加氫室內(nèi)部溫度為320-350攝氏度，氫氣壓力2.0-5.0mpa。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鎂儲(chǔ)氫及釋氫方法，其特征在于，冷卻室內(nèi)的溫度為25-55攝氏度。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鎂儲(chǔ)氫及釋氫方法，其特征在于，步驟4)中，所述冷卻裝置為套設(shè)在冷卻室外側(cè)的冷卻水套，冷卻水套與冷卻室外側(cè)之間形成冷卻水腔；冷卻水套上設(shè)有冷卻水入口和冷卻水出口。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鎂儲(chǔ)氫及釋氫方法，其特征在于，步驟5)中，密閉熔鎂爐的上端設(shè)有進(jìn)料鎖斗和氫氣排管，密閉熔鎂爐的一側(cè)設(shè)有鎂液流道；氫氣排管遠(yuǎn)離密閉熔鎂爐的一端連接氫氣儲(chǔ)罐，氫氣排管上依次設(shè)有第二換熱器、第三除塵器和第三氫氣壓縮機(jī)；氫化鎂塊通過(guò)進(jìn)料鎖斗投入密閉熔鎂爐中，氫化鎂塊釋放的氫氣依次通過(guò)氫氣排管上的第二換熱器、第三除塵器和第三氫氣壓縮機(jī)后進(jìn)入氫氣儲(chǔ)罐中，通過(guò)鎂液流道向外釋放熔融鎂液池中的金屬鎂。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供一種金屬鎂儲(chǔ)氫及釋氫方法，本發(fā)明在加氫作業(yè)時(shí)，利用金屬鎂精煉環(huán)節(jié)所必須的加熱熔化過(guò)程，利用該過(guò)程中金屬鎂冷卻時(shí)的殘余溫度和熱量，實(shí)現(xiàn)加氫作業(yè)，從而節(jié)省了專門加熱升溫鎂合金用于加氫所消耗的能源；進(jìn)行釋氫作業(yè)時(shí)，在鎂合金加工地借助金屬鎂在合金化環(huán)節(jié)所需的升溫熔化，同時(shí)完成氫氣的釋放，從而節(jié)約了專門加熱儲(chǔ)氫鎂合金實(shí)現(xiàn)釋氫所消耗的能源；由于在加氫作業(yè)和釋氫作業(yè)過(guò)程中節(jié)省了額外能源的消耗，從而也降低了碳排放和氫氣儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)某杀?。氣?chǔ)存運(yùn)輸?shù)某杀?。氣?chǔ)存運(yùn)輸?shù)某杀尽?br />
技術(shù)研發(fā)人員：牛強(qiáng) 陳秋榮

受保護(hù)的技術(shù)使用者：嘉興中科海石合金技術(shù)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.11.09

技術(shù)公布日：2023/4/5