一种镁合金储氢材料回收系统和方法与流程

本发明涉及固态储氢，尤其涉及一种镁合金储氢材料回收系统和方法。

背景技术：

1、镁合金储氢材料是一种储氢容量高、安全性能好的储氢介质。由于其属于高温型储氢合金，最高工作温度可达三百多摄氏度，因此镁合金储氢材料通常是集成在不锈钢压力容器内进行充氢、放氢和储存运输的。当镁合金储氢材料经过充分充放氢反应后，颗粒状的镁合金储氢材料最终会烧结成块，与不锈钢容器的内构件紧密结合在一起。当储氢系统达到使用寿命后，由于镁合金储氢材料具有较高的化学活性，易与氧气或水发生化学反应，容器管程残留的导热油等有机物也属于易燃液体，采用常规方法很难安全地将镁合金材料从不锈钢罐内分离出来进行回收利用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种镁合金储氢材料回收系统和方法。

2、本发明的一种镁合金储氢材料回收系统，包括真空加热炉、回收槽、支架、冷凝器和排气系统，所述回收槽和支架均设置在所述真空加热炉内，镁基固态储氢容器放置在所述支架上，且其装填口相对应的放置在所述回收槽的上方，所述排气系统包括排气管和真空泵，所述排气管与所述真空加热炉相连通，所述真空泵设置在所述排气管上。

3、进一步的，回收系统还包括冷凝器，所述排气管通过所述冷凝器与所述真空加热炉相连通。

4、进一步的，所述排气系统还包括设置在所述排气管上的过滤器，所述过滤器设置位于冷凝器和真空泵之间。

5、进一步的，所述排气系统还包括设置在所述排气管上的阻火器，所述阻火器设置在所述排气管的排气端。

6、进一步的，所述真空泵为防爆真空泵。

7、一种镁合金储氢材料回收方法，采用上述的镁合金储氢材料回收系统；具体操作步骤如下：

8、s1，先将镁基固态储氢容器置于真空加热炉内的支架上，打开镁基固态储氢容器的装填口、进油口、回油口和氢气口，装填口下方正对回收槽；

9、s2，开启真空加热炉对容器进行加热，同时开启防爆真空泵排尽加热炉内的空气；炉内温度升高过程中，首先是残留在镁基固态储氢容器的换热管、管箱、进油口和回油口内的导热油开始挥发，并通过真空泵排出系统；

10、s3，将温度升高到200℃以上，450℃以下，镁合金储氢材料氢化镁、镁合金氢化物开始分解脱氢，生成镁及镁合金，氢气同样通过排气管和真空泵排出系统；

11、s4，将温度升高到450℃以上，熔化后的镁及镁合金从装填口内流到回收槽中，从而实现镁基固态储氢容器罐体和镁合金储氢材料的分离。

12、进一步的，步骤s4中，持续加热使镁及镁合金全部熔化成液体，加热过程中最高温度不超过1000℃。

13、进一步的，回收系统还包括冷凝器，所述排气管通过所述冷凝器与所述真空加热炉相连通；步骤s4中，将温度升高到450℃后，开启冷凝器，气化后的镁合金经过冷凝器冷却成固态并回落到真空加热炉内。

14、进一步的，还包括步骤s5，当镁合金储氢材料完全熔化并进入回收槽后，停止加热并降温，对回收槽内的镁合金储氢材料和不锈钢容器分别进行回收。

15、当镁合金储氢容器达到使用寿命后，将镁合金储氢容器置于真空加热炉内，开启加热炉对镁合金储氢容器进行持续加热，同时开启真空泵抽气。镁合金储氢容器内的镁合金储氢材料经过脱氢分解、熔化等过程，最终镁合金储氢材料以液态形式从镁合金储氢容器的装填口内流到回收槽，实现镁合金储氢材料和镁合金储氢容器的分离，进一步完成镁合金储氢材料和容器罐体的分别回收。

16、本发明采用真空加热的方式实现了镁合金储氢材料、导热油与镁基固态储氢容器罐体的分离与回收，避免了采用机械切割等方法引起的燃烧、爆炸的危险。

技术特征：

1.一种镁合金储氢材料回收系统，其特征在于：包括真空加热炉(1)、回收槽(3)、支架(4)和排气系统(5)，所述回收槽(3)和支架(4)均设置在所述真空加热炉(1)内，镁基固态储氢容器(2)放置在所述支架(4)上，且其装填口(21)相对应的放置在所述回收槽(3)的上方，所述排气系统(5)包括排气管(51)和真空泵(52)，所述排气管(51)与所述真空加热炉(1)相连通，所述真空泵(52)设置在所述排气管(51)上。

2.如权利要求1所述的一种镁合金储氢材料回收系统，其特征在于：回收系统还包括冷凝器(6)，所述排气管(51)通过所述冷凝器(6)与所述真空加热炉(1)相连通。

3.如权利要求1所述的一种镁合金储氢材料回收系统，其特征在于：所述排气系统(5)还包括设置在所述排气管(51)上的过滤器(53)，所述过滤器(53)设置位于冷凝器(6)和真空泵(52)之间。

4.如权利要求1所述的一种镁合金储氢材料回收系统，其特征在于：所述排气系统(5)还包括设置在所述排气管(51)上的阻火器(54)，所述阻火器(54)设置在所述排气管(51)的排气端。

5.如权利要求1所述的一种镁合金储氢材料回收系统，其特征在于：所述真空泵(52)为防爆真空泵。

6.一种镁合金储氢材料回收方法，其特征在于：采用权利要求1-5任一项所述的镁合金储氢材料回收系统；具体操作步骤如下：

7.如权利要求6所述的一种镁合金储氢材料回收方法，其特征在于：步骤s4中，持续加热使镁及镁合金全部熔化成液体，加热过程中最高温度不超过1000℃。

8.如权利要求6所述的一种镁合金储氢材料回收方法，其特征在于：回收系统还包括冷凝器(6)，所述排气管(51)通过所述冷凝器(6)与所述真空加热炉(1)相连通；步骤s4中，将温度升高到450℃后，开启冷凝器(6)，气化后的镁合金经过冷凝器(6)冷却成固态并回落到真空加热炉(1)内。

9.如权利要求6所述的一种镁合金储氢材料回收方法，其特征在于：还包括步骤s5，当镁合金储氢材料完全熔化并进入回收槽(3)后，停止加热并降温，对回收槽(3)内的镁合金储氢材料和镁基固态储氢容器罐体分别进行回收。

技术总结
本发明公开了一种镁合金储氢材料回收系统和方法。本发明包括真空加热炉、回收槽、支架、冷凝器和排气系统，回收槽和支架均设置在真空加热炉内，镁基固态储氢容器放置在支架上，且其装填口相对应的放置在回收槽的上方，排气系统包括排气管和真空泵，排气管通过冷凝器与真空加热炉相连通，真空泵设置在排气管上。当镁合金储氢容器达到使用寿命后，将镁合金储氢容器置于支架上，开启加热炉对其进行持续加热，同时开启真空泵抽气，镁合金储氢容器内的镁合金储氢材料经过脱氢分解、熔化等过程，最终镁合金储氢材料以液态形式从装填口内流到回收槽，实现镁合金储氢材料和容器的分离，完成储氢材料和容器的分别回收。

技术研发人员：方沛军,邹建新,朱阳林,宣锋
受保护的技术使用者：氢储（上海）能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15