【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氢化镁制备，特别涉及一种基于多间隙镁的固块氢化镁制备工艺及制备装置。
技术介绍
1、作为储存氢的方式之一，存在一种金属氢化物得以实现，即氢化镁mgh2。作为金属氢化物，由于其不需要在超高压、极低温这样的特殊状态下储存氢，因此不仅具有操作容易且安全性较高的优异特征，而且还具有每单位体积的氢储存量较高的优异特征。
2、传统的氢化镁制备方式有两种，一种是由镁进行研磨成粉末态，将粉末态的镁在高压设备内和高温高压氢气进行结合，过程中反应压力一般需保持在6～8mpa，反应温度需控制在650℃以上，并且整个反应釜内的温度需稳定在反应温度以上，进而高温高压的反应条件使得能耗较高，结合率随着反应进行而降低，制备纯度能达到95%～98%；另一种方式通过汽化镁在凝结的过程使镁氢结合，能耗更高，但纯度会达到98%～99%，目前此类方式为了优化反应，会在镁中混添一些合金，增加其对热能的利用率，但其他合金的介入会使得工序繁杂。因此，针对现有技术中存在的问题，本专利技术研制了一种基于多间隙镁的固块氢化镁制备工艺及制备装置。
技术实现思路
1、本专利技术目的是：提供一种基于多间隙镁的固块氢化镁制备工艺及制备装置，以解决现有技术中采用粉末态的镁或者汽化镁制备氢化镁的过程中，能耗过高，并且后者需要添加其他合金促进反应而影响工序、成本的问题。
2、本专利技术的技术方案是：一种基于多间隙镁的固块氢化镁制备工艺，包括：
3、将条状镁片在规则腔体内压制成型并得到固块镁，所述固
4、在高于常压且密封的反应空间内对所述固块镁进行加热，并通入氢气与所述固块镁接触，过程中探测反应空间内的温度、压力变化趋势，并根据变化趋势进行温度、压力的调节；
5、在设定时间内通过固块镁与氢气结合得到固块氢化镁。
6、优选的，所述反应空间内，工作温度不低于340℃，工作压力不低于0.6mpa。
7、优选的，所述条状镁片的厚度低于200μm，在预设的特定氢化率条件下，所述条状镁片的厚度与工作温度、工作压力均呈正相关。
8、优选的，所述固块镁的密度为实心镁密度的70%～80%。
9、优选的，所述固块镁置于所述反应空间内的加热架上，所述固块镁与所述加热架之间存在线接触的贴合量，并使所述加热架的热量向上传递至所述固块镁。
10、优选的，所述氢气在反应空间内基于压差或温差发生流动，并在流动状态下与所述固块镁充分接触。
11、本专利技术还研制了一种固块氢化镁制备装置，包括：
12、反应釜，所述反应釜内形成所述反应空间，并具有至少两个气口，两个所述气口分别处于所述反应釜的顶部及底部；
13、加热架，所述加热架包括固定座，以及安装于固定座上的加热杆；每层所述加热架上具有至少两个加热杆，所述加热杆内部设置有加热丝，所述加热杆用于支撑所述固块镁，并传递热量；
14、温度探测装置及压力探测装置，安装于所述反应釜上，分别用于探测所述反应釜内的温度与压力；
15、控制模块，基于所述温度探测装置及所述压力探测装置的探测数据，调节所述反应釜内的温度与压力；
16、以及气体管路系统，实现所述反应釜内气体的流通。
17、优选的，所述反应釜内设置有使氢气基于压差发生流动的风扇装置；
18、或者，在所述反应釜底部设置使氢气基于温差发生流动的高温装置，并且所述高温装置与所述反应釜内的空间独立。
19、优选的，所述气体管路系统包括耐高温管体、耐高温高压阀体、含氧量传感器、氢流量传感器，还包括与反应釜连接的泄压装置及抽真空装置；
20、所述耐高温管体与反应釜顶部及底部的气口连接，所述耐高温高压阀体、含氧量传感器、氢流量传感器均安装于所述耐高温管体上，用于监测气口处的氢流量及氧流量。
21、优选的，还包括换热系统，所述换热系统采用冷却盘管；所述冷却盘管安装于所述反应空间内，或者安装于所述反应釜底部的隔断空间内。
22、与现有技术相比，本专利技术的优点是：
23、（1）本专利技术采用由条状镁片压制成型的固块镁制备得到固块氢化镁，基于固块镁的结构，在加热条件下，保证温度传递的连续性，同时内部的间隙空间利于热量的存储，不易流失；构造形成的固块镁呈颗粒状，还能够方便放置于加热架上进行加热，并使得热量能够直接传递至固块镁。
24、（2）采用固块镁配合固块氢化镁制备装置，实现相对低温低压的反应，减少了传统氢化镁制造所需功耗大的问题，并且也不用在镁中添加任何的合金促进反应，能有效的利用能源，减少热能损失，控制稳定；另一方面，因固块氢化镁反应时温度的降低，将整体温度控制在氢气燃点以下，提高氢气的使用安全性，以及固块氢化镁制作的安全性。
25、（3）由于固块镁与加热架具有一定的线接触的贴合量，并且加热架处于固块镁的下方，进而热量能够向上直接传递至固块镁，不需要保证整个反应釜内的温度稳定，只需要保证加热架自身的温度能够达到指定高度，热量就能够有效的使固块镁全部达到反应温度，进一步使得制备装置的控制更加容易，也避免了固块镁受热不均的问题。同时，固块镁与加热架之间的线接触既可满足热量的传递，又避免面接触带来的固块镁无法与氢气充分接触的弊端。
26、（4）本申请相较于传统制备方法在使用压力、温度不高的情况下也能将氢化镁的纯度制备到99.6%以上，因而对于制备更低纯度要求的固块氢化镁而言，制备所需的温度及压力更低，进而本申请在低纯度要求下的固块氢化镁制备的适用性更高。
27、（5）本申请的固块氢化镁制备装置还可用来反向制备氢气，通过调节反应空间内环境条件的变化，达到了一机两用的效果；将固块氢化镁置于反应釜内，在常压或负压下，通过控制反应空间内的温度，实现氢气的释放，过程中基于固块氢化镁的结构，同样可以保证热量的连续性，以及内部良好的储热性能。
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1.一种基于多间隙镁的固块氢化镁制备工艺，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于多间隙镁的固块氢化镁制备工艺，其特征在于：所述反应空间内，工作温度不低于340℃，工作压力不低于0.6MPa。
3.根据权利要求1所述的一种基于多间隙镁的固块氢化镁制备工艺，其特征在于：所述条状镁片的厚度低于200μm，在预设的特定氢化率条件下，所述条状镁片的厚度与工作温度、工作压力均呈正相关。
4.根据权利要求3所述的一种基于多间隙镁的固块氢化镁制备工艺，其特征在于：所述固块镁的密度为实心镁密度的70%～80%。
5.根据权利要求1所述的一种基于多间隙镁的固块氢化镁制备工艺，其特征在于：所述固块镁置于所述反应空间内的加热架上，所述固块镁与所述加热架之间存在线接触的贴合量，并使所述加热架的热量向上传递至所述固块镁。
6.根据权利要求1所述的一种基于多间隙镁的固块氢化镁制备工艺，其特征在于：所述氢气在反应空间内基于压差或温差发生流动，并在流动状态下与所述固块镁充分接触。
7.基于权利要求1-6任一项所述的一种基于多间隙
8.根据权利要求7所述的一种固块氢化镁制备装置，其特征在于：所述反应釜内设置有使氢气基于压差发生流动的风扇装置；
9.根据权利要求7所述的一种固块氢化镁制备装置，其特征在于：所述气体管路系统包括耐高温管体、耐高温高压阀体、含氧量传感器、氢流量传感器，还包括与反应釜连接的泄压装置及抽真空装置；
10.根据权利要求7所述的一种固块氢化镁制备装置，其特征在于：还包括换热系统，所述换热系统采用冷却盘管；所述冷却盘管安装于所述反应空间内，或者安装于所述反应釜底部的隔断空间内。
...【技术特征摘要】
1.一种基于多间隙镁的固块氢化镁制备工艺，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于多间隙镁的固块氢化镁制备工艺，其特征在于：所述反应空间内，工作温度不低于340℃，工作压力不低于0.6mpa。
3.根据权利要求1所述的一种基于多间隙镁的固块氢化镁制备工艺，其特征在于：所述条状镁片的厚度低于200μm，在预设的特定氢化率条件下，所述条状镁片的厚度与工作温度、工作压力均呈正相关。
4.根据权利要求3所述的一种基于多间隙镁的固块氢化镁制备工艺，其特征在于：所述固块镁的密度为实心镁密度的70%～80%。
5.根据权利要求1所述的一种基于多间隙镁的固块氢化镁制备工艺，其特征在于：所述固块镁置于所述反应空间内的加热架上，所述固块镁与所述加热架之间存在线接触的贴合量，并使所述加热架的热量向上传递至所述固块镁。
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【专利技术属性】
技术研发人员：小笠原亮，刘奕辰，
申请(专利权)人：艾氢技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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