负碳排放的镁氢联产方法技术

技术编号：39975886 阅读：8 留言：0更新日期：2024-01-09 01:08

本发明专利技术涉及负碳排放的镁氢联产方法，该方案包括以下步骤：S00、利用海水或盐湖卤水制备氧化镁，将生物质废弃物进行中温热解，以获得生物碳粒子；S10、采用绿电，在电弧炉中将氧化镁和生物碳粒子进行碳热还原炼镁，并进行淬冷冷凝获得金属镁，副产得到的一氧化碳与水蒸气变换得到二氧化碳和氢气；S20、分离二氧化碳和氢气，将二氧化碳进行碳捕集封存，将氢气与金属镁合成生成二氢化镁并存储。本发明专利技术在碳热炼镁副产CO变换后得到的高浓度、高纯度CO2气体，容易进行低成本CCUS，实现负碳化，还能够在炼镁过程副产的CO气体直接转变为等量氢气，氢气与主产品金属镁适合结合成稳定、安全的固体储氢镁合金，适合长距离低成本运输。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及炼镁，具体涉及负碳排放的镁氢联产方法。

技术介绍

1、目前炼镁技术中，采用皮江法炼镁，原料白云石为碳酸盐，制备过程直接排放大量co2，还原剂硅铁的电耗、炉气直排大量co2，还原工序采用煤气加热，又产生了大量co2排放。全生命周期lca判断，一吨金属镁的co2排放高达26吨。同时，氢气作为可实现无碳排的二次能源，通常采用高压气瓶，难以长距离运输，制约了其应用范围。

2、因此，目前技术存在炼镁的碳排放太高的问题，虽然镁为轻金属，使用过程节能碳排放较少，但冶炼提取过程碳排放太高，对于解决地球碳排放没有助益。同时，氢气难以长距离运输，或者成本太高，限制了其应用。

3、为此，亟待一种能够在炼镁过程中实现零碳化甚至负碳化的镁氢联产方法，同时解决氢气无法长距离运输或者成本太高的问题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种负碳排放的镁氢联产方法。

2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：负碳排放的镁氢联产方法包括以下步骤：

3、s00、利用海水或盐湖卤水制备氧化镁，将生物质废弃物进行中温热解，以获得生物碳粒子；

4、s10、采用绿电，在电弧炉中将氧化镁和生物碳粒子进行碳热还原炼镁，并进行淬冷冷凝获得金属镁，副产得到的一氧化碳与水蒸气变换得到二氧化碳和氢气；

5、s20、分离二氧化碳和氢气，将二氧化碳进行碳捕集封存，将氢气与金属镁合成生成二氢化镁并存储。</p>

6、工作原理及有益效果：1、与现有技术相比，本申请采用碳热法炼镁，在绿电、绿色镁质原料、绿色还原剂的支持下，实现零碳炼镁。同时配合碳热炼镁副产一氧化碳变换后得到的高浓度、高纯度二氧化碳气体，容易进行低成本ccus(碳捕集、利用与封存)，实现负碳化；

7、2、与现有技术相比，本申请变换得到的氢气，与产出的金属镁，在产量上适合进行镁合金储氢，储氢后镁合金像普通镁合金一样运输，在目的地分离释氢，金属镁与氢气可分别应用于新能源汽车的制造与燃料，氢气的运输成本几乎为零，很好地解决了目前氢气运输困难以及成本太高的问题。

8、进一步地，步骤s00中，通过在海水或盐湖卤水中加入氨水或氢氧化钠或石灰乳，以获得氢氧化镁沉淀物，对该氢氧化镁沉淀物煅烧得到氧化镁。

9、进一步地，步骤s00和步骤s10中，均采用绿电进行加工生产。为保证绿色，氨水采用绿氨工艺，即电解水制氢、然后合成氨。氢氧化钠采用绿电电解。石灰煅烧过程采用绿电加热，且碳酸盐煅烧排放的co2进行捕集封存ccus。

10、进一步地，步骤s10中，淬冷冷凝采用超音速等熵膨胀骤冷得到金属镁。

11、进一步地，步骤s20中，将金属镁置于合成炉内并加热，将加压的氢气加入至该合成炉内进行反应生成二氢化镁。

12、进一步地，还包括步骤s30：存储运输二氢化镁，使用时采用释氢设备加热二氢化镁并抽真空，单独收集氢气和金属镁。如此可方便地运输二氢化镁，解决了氢气无法长距离运输成本高的问题。

13、进一步地，采用氨水制备氧化镁时，后续碳热还原炼镁中产生的余热回收用至生产氯化氨。可进一步提升能源利用率，减少碳排放。

14、进一步地，采用石灰乳制备氧化镁时，后续碳热还原炼镁中产生的余热回收用至生产氯化钙。可进一步提升能源利用率，减少碳排放。

15、进一步地，将金属镁置于合成炉内并加热至300～500℃，将加压至2～10mpa的氢气加入至该合成炉内进行反应生成二氢化镁。

16、进一步地，将金属镁应用于新能源车身制造，将氢气作为氢能汽车燃料。

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【技术保护点】

1.负碳排放的镁氢联产方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的负碳排放的镁氢联产方法，其特征在于，步骤S00中，通过在海水或盐湖卤水中加入氨水或氢氧化钠或石灰乳，以获得氢氧化镁沉淀物，对该氢氧化镁沉淀物煅烧得到氧化镁。

3.根据权利要求1所述的负碳排放的镁氢联产方法，其特征在于，步骤S00和步骤S10中，均采用绿电进行加工生产。

4.根据权利要求1所述的负碳排放的镁氢联产方法，其特征在于，步骤S10中，淬冷冷凝采用超音速等熵膨胀骤冷得到金属镁。

5.根据权利要求1所述的负碳排放的镁氢联产方法，其特征在于，步骤S20中，将金属镁置于合成炉内并加热，将加压的氢气加入至该合成炉内进行反应生成二氢化镁。

6.根据权利要求1所述的负碳排放的镁氢联产方法，其特征在于，还包括步骤S30：存储运输二氢化镁，使用时采用释氢设备加热二氢化镁并抽真空，单独收集氢气和金属镁。

7.根据权利要求2所述的负碳排放的镁氢联产方法，其特征在于，采用氨水制备氧化镁时，后续碳热还原炼镁中产生的余热回收用至生产氯化氨。

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【技术特征摘要】

1.负碳排放的镁氢联产方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的负碳排放的镁氢联产方法，其特征在于，步骤s00中，通过在海水或盐湖卤水中加入氨水或氢氧化钠或石灰乳，以获得氢氧化镁沉淀物，对该氢氧化镁沉淀物煅烧得到氧化镁。

3.根据权利要求1所述的负碳排放的镁氢联产方法，其特征在于，步骤s00和步骤s10中，均采用绿电进行加工生产。

4.根据权利要求1所述的负碳排放的镁氢联产方法，其特征在于，步骤s10中，淬冷冷凝采用超音速等熵膨胀骤冷得到金属镁。

5.根据权利要求1所述的负碳排放的镁氢联产方法，其特征在于，步骤s20中，将金属镁置于合成炉内并加热，将加压的氢气加入至该合成炉内进行反应生成二氢化镁。

6.根据权利要求1所述的负碳排放的镁氢联产方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛强，
申请(专利权)人：杭州吉幔铁氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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