一种利用可再生能源生产金属镁锂装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用可再生能源生产金属镁锂装置，涉及电热还原技术领域，包括：镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统用于通过盐水淡化产生盐水淡化电能；智能综合电源协调控制系统包括平抑控制器；平抑控制器用于通过盐水淡化电能平抑风力电能的波动性和间歇性，以及光伏电能的波动性和间歇性，输出稳定电压；电热还原镁锂钙氧化物及镁锂分离系统用于基于智能综合电源协调控制系统提供的电能，对镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统副产生成的锂镁氧化物和对盐湖水石灰乳法制得的镁锂钙氧化物混合物进行电热还原，生成镁锂合金并分离制得金属镁和金属锂。本发明专利技术无需市电，就能满足电热还原镁锂钙氧化物及镁锂分离系统正常工作需要。正常工作需要。正常工作需要。

【技术实现步骤摘要】
一种利用可再生能源生产金属镁锂装置


[0001]本专利技术涉及热电还原
，特别是涉及一种利用可再生能源生产金属镁锂装置。

技术介绍

[0002]目前盐湖地区风能与太阳能资源丰富，风力发电和光伏发电发展迅速。由于盐湖具有高镁锂比特性，但是镁锂难以分离。目前用湿法冶金方法分离氯化镁和氯化锂，流程长，效率低，并且分离氯化锂后的六水氯化镁，脱水困难，脱水后氯化镁含有大量氧化镁，导致熔盐电解氯化镁无法生产，至今无法工业应用。电热还原镁锂钙氧化物的方法虽然可以得到镁锂金属合金并且分离得到金属锂和镁，但是使用的电能主要来自网电，电耗高，效率低。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种利用可再生能源生产金属镁锂装置，无需市电，就能满足电热还原镁锂钙氧化物及镁锂分离系统正常工作需要。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种利用可再生能源生产金属镁锂装置，包括：智能综合电源协调控制系统、镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统、以及电热还原镁锂钙氧化物及镁锂分离系统；
[0006]所述镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统用于通过盐湖水淡化产生盐水淡化电能以及在盐水淡化过程中副产生成锂镁氧化物；
[0007]所述智能综合电源协调控制系统包括风电接收端、光伏电接收端、镁锂合金空气盐水淡化电池发电接收端和平抑控制器；
[0008]所述风电接收端用于接收风电系统提供的风力电能；所述光伏电接收端用于接收光伏电系统提供的光伏电能；所述镁锂合金空气盐水淡化电池发电接收端用于接收所述镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统提供的盐水淡化电能；所述平抑控制器用于通过盐水淡化电能平抑风力电能的波动性和间歇性，以及通过盐水淡化电能平抑光伏电能的波动性和间歇性，输出稳定的电压；
[0009]所述电热还原镁锂钙氧化物及镁锂分离系统用于基于所述镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统和所述智能综合电源协调控制系统提供的电能，对镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统副产生成的锂镁氧化物和盐湖水石灰乳法制得的镁锂钙氧化物混合物进行电热还原，生成镁锂合金、金属镁和金属锂。
[0010]可选地，所述镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统包括电池堆、碱水池、盐水池、淡水池和储能模块；
[0011]所述储能模块，与所述电池堆连接，用于接收在盐水淡化过程中产生的盐水淡化电能；
[0012]所述电池堆包括多个串联的镁锂合金空气盐水淡化电池；所述镁锂合金空气盐水
淡化电池包括反应池；所述反应池包括放置有镁锂合金阳极的阳极室、放置有空气阴极的阴极室、以及设置于所述阳极室和所述阴极室之间的阴阳离子交换区域；所述阴阳离子交换区域设置有多个阴离子交换膜和多个阳离子交换膜，且所述阴离子交换膜和所述阳离子交换膜间隔分布，以使所述阴阳离子交换区域被分隔成淡水室和浓水室，同时使所述淡水室和所述浓水室间隔分布；
[0013]所述淡水室开设有淡水出口和第一盐水入口；所述浓水室开设有浓水出口和第二盐水入口；所述阳极室开设有碱水入口和镁离子锂离子水溶液出口；所述阴极室开设有镁离子锂离子水溶液入口、第三盐水入口和反应水出口；所述淡水出口通过管道与所述淡水池连通；所述第一盐水入口、所述第二盐水入口和所述第三盐水入口均通过管道与所述盐水池连通；所述镁离子锂离子水溶液出口通过管道与所述镁离子锂离子水溶液入口连通；所述反应水出口通过管道与所述碱水池连通。
[0014]可选地，所述阳极室的内腔一侧为阴离子交换膜，所述阳极室的内腔另一侧为所述反应池的一侧内壁；所述阴极室的内腔一侧为阳极离子交换膜，所述阴极室的内腔另一侧的一部分为空气极的催化层，所述阴极室的内腔另一侧的另一部分为所述反应池的另一侧内壁。
[0015]可选地，还包括极水存储箱以及与所述极水存储箱连接的极水二氧化碳充气设备、积水过滤设备和滤饼煅烧设备；所述阳极室还开设有极水出口；所述极水出口通过管道与所述极水存储箱连通；所述极水为含Mg(OH)2悬浮颗粒和LiOH的溶液；
[0016]所述极水二氧化碳充气设备用于对所述极水充二氧化碳得到碳酸锂沉淀；
[0017]所述积水过滤设备用于把极水中的Mg(OH)2悬浮颗粒和碳酸锂沉淀过滤成滤饼；
[0018]所述滤饼煅烧设备用于将滤饼煅烧为锂镁氧化物。
[0019]可选地，所述电热还原镁锂钙氧化物及镁锂分离系统包括物质接收端和物质输出端；所述物质接收端用于接收所述镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统产生的锂镁氧化物；所述物质输出端用于电热还原出镁锂合金锭，然后输出至所述镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统以更换镁锂合金阳极。
[0020]可选地，所述电热还原镁锂钙氧化物及镁锂分离系统包括：
[0021]镁锂合金原料制备模块，用于根据所述镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统副产生成的锂镁氧化物和盐湖水石灰乳法得到的镁锂钙氧化物混合物，采用混合搅拌、过滤、煅烧、球磨混合以及压球工艺，制备镁锂合金原料；
[0022]还原结晶模块，用于根据所述智能综合电源协调控制系统提供的电能，对镁锂合金原料进行还原结晶，生成镁锂合金；
[0023]固态电解槽，用于对镁锂合金固态电解，生成锂锭和镁锭。
[0024]可选地，所述还原结晶模块包括还原设备和结晶器；
[0025]所述智能综合电源协调控制系统提供的电能用于对所述还原设备加热，以使还原设备中的镁锂合金原料以蒸气形式传输至所述结晶器内，并在所述结晶器内部结晶，生成镁锂合金。
[0026]可选地，还包括风电系统和光伏电系统；
[0027]所述风电系统通过AC/DC变换器与所述智能综合电源协调控制系统中的风电接收端连接；所述光伏电系统通过第一DC/DC变换器与所述智能综合电源协调控制系统中的光
伏电接收端连接。
[0028]可选地，所述镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统中的储能模块通过第二DC/DC变换器与所述智能综合电源协调控制系统中的镁锂合金空气盐水淡化电池发电接收端连接。
[0029]可选地，所述智能综合电源协调控制系统还包括第一电压输出端和第二电压输出端；所述电热还原镁锂钙氧化物及镁锂分离系统通过第三DC/DC变换器与所述智能综合电源协调控制系统中的第一电压输出端连接；所述第二电压输出端用于与市电连接。
[0030]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0031]本专利技术提供了一种利用可再生能源生产金属镁锂装置，包括：智能综合电源协调控制系统、镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统、以及电热还原镁锂钙氧化物及镁锂分离系统；所述镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统用于通过盐湖水淡化产生盐水淡化电能以及在盐水淡化过程中生成镁锂氧化物；所述智能综合电源协调控制系统包括风电接收端、光伏电接收端、镁锂合金空气盐水淡化电池发电接收端和平抑控制器；所述风电接收端用于接收风电系统提供的风力电能；所述光伏电接收端用于接收光伏电系统提供的光伏电能；所述镁锂合金空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用可再生能源生产金属镁锂装置，其特征在于，包括：智能综合电源协调控制系统、镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统、以及电热还原镁锂钙氧化物及镁锂分离系统；所述镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统用于通过盐湖水淡化产生盐水淡化电能以及在盐水淡化过程中副产生成锂镁氧化物；所述智能综合电源协调控制系统包括风电接收端、光伏电接收端、镁锂合金空气盐水淡化电池发电接收端和平抑控制器；所述风电接收端用于接收风电系统提供的风力电能；所述光伏电接收端用于接收光伏电系统提供的光伏电能；所述镁锂合金空气盐水淡化电池发电接收端用于接收所述镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统提供的盐水淡化电能；所述平抑控制器用于通过盐水淡化电能平抑风力电能的波动性和间歇性，以及通过盐水淡化电能平抑光伏电能的波动性和间歇性，输出稳定的电压；所述电热还原镁锂钙氧化物及镁锂分离系统用于基于所述镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统和所述智能综合电源协调控制系统提供的电能，对镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统副产生成的锂镁氧化物和盐湖水石灰乳法制得的镁锂钙氧化物混合物进行电热还原，生成镁锂合金、金属镁和金属锂。2.根据权利要求1所述的一种利用可再生能源生产金属镁锂装置，其特征在于，所述镁锂合金空气盐水淡化电池发电站系统包括电池堆、碱水池、盐水池、淡水池和储能模块；所述储能模块，与所述电池堆连接，用于接收在盐水淡化过程中产生的盐水淡化电能；所述电池堆包括多个串联的镁锂合金空气盐水淡化电池；所述镁锂合金空气盐水淡化电池包括反应池；所述反应池包括放置有镁锂合金阳极的阳极室、放置有空气阴极的阴极室、以及设置于所述阳极室和所述阴极室之间的阴阳离子交换区域；所述阴阳离子交换区域设置有多个阴离子交换膜和多个阳离子交换膜，且所述阴离子交换膜和所述阳离子交换膜间隔分布，以使所述阴阳离子交换区域被分隔成淡水室和浓水室，同时使所述淡水室和所述浓水室间隔分布；所述淡水室开设有淡水出口和第一盐水入口；所述浓水室开设有浓水出口和第二盐水入口；所述阳极室开设有碱水入口和镁离子锂离子水溶液出口；所述阴极室开设有镁离子锂离子水溶液入口、第三盐水入口和反应水出口；所述淡水出口通过管道与所述淡水池连通；所述第一盐水入口、所述第二盐水入口和所述第三盐水入口均通过管道与所述盐水池连通；所述镁离子锂离子水溶液出口通过管道与所述镁离子锂离子水溶液入口连通；所述反应水出口通过管道与所述碱水池连通。3.根据权利要求2所述的一种利用可再生能源生产金属镁锂装置，其特征在于，所述阳极室的内腔一侧为阴离子交换膜，所述阳极室的内腔另一侧为所述反应池的一侧内壁；所述阴极室的内腔一侧为阳极离子交换膜，所述阴极室的内腔另一侧的一部分为空气极的催化层，所述阴极室的内腔另一侧的另一部分为所述反应池的另一侧内壁。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：卢惠民，卢小溪，刘建学，曹媛，
申请(专利权)人：北京欧菲金太科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：