【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微米级镁粉制备，具体涉及一种微米级球形镁粉制备系统及方法。
技术介绍
1、在众多金属中，镁基储氢材料mgh2以其多方面的优势得到了十分广泛的研究。镁基储氢材料mgh2需要通过镁粉进行制备，而镁粉粒径对镁基储氢材料mgh2的制备效果具有较大影响。现有在氢化反应釜内制备镁基储氢材料mgh2的氢化工艺是直接与镁粉的制备工艺相结合，即制备镁粉的同时通过对镁粉的氢化，实现镁基储氢材料mgh2的制备。而在镁基储氢材料mgh2的制备过程中，其生产速率存在变化，则使得镁粉的制备速率也需要跟随变化，而现有的镁粉制备方法无法实现速率的控制，以匹配后道氢化反应釜的生产节奏。例如，专利cn103862060a公开一种制备镁粉用设备，包括真空进料装置、镁粉真空还原装置、镁粉真空收集装置和炉渣真空收集装置，真空进料装置与镁粉真空还原装置连接并相通，镁粉真空还原装置与镁粉真空收集装置连接并相通，镁粉真空还原装置与炉渣真空收集装置连接并相通。其虽然可以实现镁粉的制备，但是对于镁粉的制备速率无法进行有效控制，从而导致无法与氢化反应釜进行配合生产镁基储氢材料mgh2。
2、因此，如何提供一种镁粉粒径和制备速率可控的装置是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供了一种微米级球形镁粉制备系统及方法。可以对镁粉的制备粒径和速率进行有效控制，匹配后道氢化反应釜的生产节奏，达到持续生产的效果。
2、第一方面，本专利技术提供一种微米级球形镁粉
3、熔炼组件将镁锭原料融化为镁液；
4、蒸发组件包括容纳并蒸发镁液的蒸发坩埚和套设于蒸发坩埚外的加热器；
5、凝结组件将镁蒸汽凝结为镁粉，其包括多个制粉仓、与制粉仓连通的压力调节单元和套设于制粉仓外的冷却单元，每个制粉仓内均通过蒸汽输送管道与蒸发坩埚连通；
6、控制单元分别与加热器、压力调节单元和冷却单元信号连接，通过控制加热器、压力调节单元和冷却单元，以制备微米级球形镁粉。
7、进一步的，控制单元通过控制加热器、压力调节单元和冷却单元，以调节微米级球形镁粉的制备粒径和/或制备速率。
8、进一步的，通过压力调节单元对蒸发组件和凝结组件抽真空，使其处于真空环境。
9、进一步的，还包括储料仓和与储料仓连通的中转料仓，储料仓和中转料仓之间通过插板阀隔绝，储料仓上设有将镁锭原料输送至中转料仓的第一送料气缸，中转料仓上设有将镁锭原料输送至熔炼组件的第二送料气缸。
10、进一步的，熔炼组件包括熔炼炉和位于熔炼炉内的熔炼坩埚，熔炼坩埚容纳镁锭原料并通过液体输送管道与蒸发坩埚底部连通，熔炼炉对熔炼坩埚加热，以将镁锭原料融化为镁液。
11、进一步的，液体输送管道和蒸汽输送管道均设有伴热单元，以使得液体输送管道中的镁液和蒸汽输送管道中的镁蒸汽均各自保持预定温度。
12、进一步的，制粉仓包括位于上部的凝结段和位于下部的收集段，凝结段的顶部设有与压力调节单元连接的进气口，凝结段的外侧包覆有冷却夹套，冷却夹套靠近收集段的一端设有冷却介质进口，远离收集段的一端设有冷却介质出口，收集段远离凝结段的一端设有出粉口，收集段的直径自上端向下端逐渐减小。
13、进一步的，控制加热器、压力调节单元和冷却单元，以调节微米级球形镁粉的制备粒径和/或制备速率，包括：
14、根据镁液的物理参数、加热器的出厂参数、压力调节单元的出厂参数、冷却单元的出厂参数、制粉仓的结构参数、微米级球形镁粉的待制备速率和微米级球形镁粉的待制备粒径，给出蒸发坩埚内的可调蒸发温度范围、制粉仓内的可调环境温度范围和制粉仓内的可调真空度范围；
15、根据蒸发坩埚内的可调蒸发温度范围、制粉仓内的可调环境温度范围和制粉仓内的可调真空度范围，控制加热器、压力调节单元和冷却单元，以调节蒸发坩埚内蒸发镁液的实际蒸发温度、制粉仓内的实际真空度和制粉仓内的实际环境温度。
16、进一步的，根据镁液的物理参数、加热器的出厂参数、压力调节单元的出厂参数、冷却单元的出厂参数、制粉仓的结构参数、微米级球形镁粉的待制备速率和微米级球形镁粉的待制备粒径，给出蒸发坩埚内的可调蒸发温度范围、制粉仓内的可调环境温度范围和制粉仓内的可调真空度范围，包括：
17、根据镁液的物理参数和加热器的出厂参数，给出镁液的初始蒸发温度范围和初始环境温度，以及根据压力调节单元的出厂参数、冷却单元的出厂参数和制粉仓的结构参数，给出初始真空度范围；
18、根据微米级球形镁粉的待制备粒径、初始蒸发温度范围、初始环境温度和初始真空度范围，以及微米级球形镁粉粒径与蒸发温度、环境温度和真空度的对应关系，给出制粉仓内的第一可调环境温度范围和制粉仓内的第一可调真空度范围；
19、根据微米级球形镁粉的待制备速率和制粉仓内的第一可调环境温度范围，给出制粉仓内的第二可调环境温度范围；
20、根据制粉仓内的第二可调环境温度范围、制粉仓内的第一可调真空度范围，以及微米级球形镁粉粒径与蒸发温度、环境温度和真空度的对应关系，给出蒸发坩埚内的可调蒸发温度范围和制粉仓内的第二可调真空度范围。
21、进一步的，微米级球形镁粉粒径与蒸发温度、环境温度和真空度的对应关系，满足以下关系：
22、
23、式中，d为微米级球形镁粉粒径，t1为蒸发温度，α1、β1均为蒸发温度与镁粉粒径之间的影响系数，t2为环境温度，α3、β3均为环境温度与镁粉粒径之间的影响系数，p为真空度，α2、β2均为真空度与镁粉粒径之间的影响系数，∨表示逻辑或；
24、微米级球形镁粉的制备速率，满足以下关系：
25、
26、式中，v为微米级球形镁粉的制备速率，k1为比例系数，即制粉仓的压力与常压比值；γ1、δ1为环境温度与镁蒸汽浓度之间的影响系数；γ2、δ2为环境温度与镁蒸汽最大溶解度之间的影响系数。
27、进一步的，根据蒸发坩埚内的可调蒸发温度范围、制粉仓内的可调环境温度范围和制粉仓内的可调真空度范围，控制加热器、压力调节单元和冷却单元，以调节蒸发坩埚内蒸发镁液的实际蒸发温度、制粉仓内的实际真空度和制粉仓内的实际环境温度，包括：
28、根据制粉仓内的第二可调环境温度范围和制粉仓内的第二可调真空度范围，以及制粉仓内的实时环境温度和实时真空度，给出调节幅度最小的预调环境温度和预调真空度；
29、基于给出的预调环境温度和预调真空度，以及微米级球形镁粉的待制备粒径和可调蒸发温度范围，给出预调蒸发温度；
30、根据预调蒸发温度、预调真空度和预调环境温度，控制加热器、压力调节单元和冷却单元，以调节蒸发坩埚内蒸发镁液的实际蒸发温度、制粉仓内的实际真空度和制粉仓内的实际环境温度。
31、进一步的，微米级球形镁粉以个数为基准和以质量为基准的平均粒径，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微米级球形镁粉制备系统，其特征在于，包括控制单元，以及依次连通的熔炼组件、蒸发组件和凝结组件；
2.如权利要求1所述的微米级球形镁粉制备系统，其特征在于，还包括储料仓和与储料仓连通的中转料仓，储料仓和中转料仓之间通过插板阀隔绝，储料仓上设有将镁锭原料输送至中转料仓的第一送料气缸，中转料仓上设有将镁锭原料输送至熔炼组件的第二送料气缸。
3.如权利要求1所述的微米级球形镁粉制备系统，其特征在于，熔炼组件包括熔炼炉和位于熔炼炉内的熔炼坩埚，熔炼坩埚容纳镁锭原料并通过液体输送管道与蒸发坩埚底部连通，熔炼炉对熔炼坩埚加热，以将镁锭原料融化为镁液。
4.如权利要求3所述的微米级球形镁粉制备系统，其特征在于，液体输送管道和蒸汽输送管道均设有伴热单元，以使得液体输送管道中的镁液和蒸汽输送管道中的镁蒸汽均各自保持预定温度。
5.如权利要求1所述的微米级球形镁粉制备系统，其特征在于，制粉仓包括位于上部的凝结段和位于下部的收集段，凝结段的顶部设有与压力调节单元连接的进气口，收集段远离凝结段的一端设有出粉口，收集段的直径自上端向下端逐渐减小，冷却单
6.如权利要求1所述的微米级球形镁粉制备系统，其特征在于，控制加热器、压力调节单元和冷却单元，以调节微米级球形镁粉的制备粒径和/或制备速率，包括：
7.如权利要求6所述的微米级球形镁粉制备系统，其特征在于，根据镁液的物理参数、加热器的出厂参数、压力调节单元的出厂参数、冷却单元的出厂参数、制粉仓的结构参数、微米级球形镁粉的待制备速率和微米级球形镁粉的待制备粒径，给出蒸发坩埚内的可调蒸发温度范围、制粉仓内的可调环境温度范围和制粉仓内的可调真空度范围，包括：
8.如权利要求7所述的微米级球形镁粉制备系统，其特征在于，微米级球形镁粉粒径与蒸发温度、环境温度和真空度的对应关系，满足以下关系：
9.如权利要求7或8所述的微米级球形镁粉制备系统，其特征在于，根据蒸发坩埚内的可调蒸发温度范围、制粉仓内的可调环境温度范围和制粉仓内的可调真空度范围，控制加热器、压力调节单元和冷却单元，以调节蒸发坩埚内蒸发镁液的实际蒸发温度、制粉仓内的实际真空度和制粉仓内的实际环境温度，包括：
10.一种微米级球形镁粉制备方法，其特征在于，采用如权利要求1～9任意一项所述微米级球形镁粉制备系统，具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种微米级球形镁粉制备系统，其特征在于，包括控制单元，以及依次连通的熔炼组件、蒸发组件和凝结组件；
2.如权利要求1所述的微米级球形镁粉制备系统，其特征在于，还包括储料仓和与储料仓连通的中转料仓，储料仓和中转料仓之间通过插板阀隔绝，储料仓上设有将镁锭原料输送至中转料仓的第一送料气缸，中转料仓上设有将镁锭原料输送至熔炼组件的第二送料气缸。
3.如权利要求1所述的微米级球形镁粉制备系统，其特征在于，熔炼组件包括熔炼炉和位于熔炼炉内的熔炼坩埚，熔炼坩埚容纳镁锭原料并通过液体输送管道与蒸发坩埚底部连通，熔炼炉对熔炼坩埚加热，以将镁锭原料融化为镁液。
4.如权利要求3所述的微米级球形镁粉制备系统，其特征在于，液体输送管道和蒸汽输送管道均设有伴热单元，以使得液体输送管道中的镁液和蒸汽输送管道中的镁蒸汽均各自保持预定温度。
5.如权利要求1所述的微米级球形镁粉制备系统，其特征在于，制粉仓包括位于上部的凝结段和位于下部的收集段，凝结段的顶部设有与压力调节单元连接的进气口，收集段远离凝结段的一端设有出粉口，收集段的直径自上端向下端逐渐减小，冷却单元包括外侧包覆于凝结段的冷却夹套，冷却夹套靠近收集段的一端设有冷却介质进口，远离收集...
【专利技术属性】
技术研发人员：焦春柳，张静静，姚树达，刘兵银，赵一博，
申请(专利权)人：浙江镁源动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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