金属镁储氢及释氢方法与流程

1.本发明涉及氢气储存技术领域，特别涉及一种金属镁储氢及释氢方法。

背景技术：

2.氢气是当前一种新兴的能源气体。通过金属镁或者镁合金储氢，能够在常温常压状态下安全便捷且低成本地长距离运输氢气，目前常规做法是：在制氢工厂所在地，在高压氢气环境中将金属镁加热至一定温度，生成氢化镁，即储氢金属镁，然后将氢化镁安全运输至用氢目的地后，升温加热氢化镁，通过加热够释放氢气，收集氢气并使用；氢化镁在施放氢气后转化成金属镁，金属镁再返回制氢所在地，重复循环使用。

3.现在的这种氢气储存运输方式包括金属镁加氢、运输和释氢三个环节，其中，在金属镁加氢环节，由于需要对金属镁进行加热升温，这个过程中会额外消耗大量的能源；同样的，在释氢环节中，也需要对氢化镁进行加热升温才能释放氢气，同样需要额外消耗大量的能源，从而导致现有的这种氢气储存运输方式存在能源消耗大的问题，同样也导致了碳排放的增加以及氢气储存运输成本的上升。

技术实现要素：

4.本发明的目的解决现有技术中的不足之处，提供一种金属镁储氢及释氢方法。

5.本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种金属镁储氢及释氢方法，其特征在于，

6.步骤1)在金属镁生产精炼环节中，将固态镁投入熔镁炉中，固态镁熔化成熔融状态的镁液；

7.步骤2)一级加氢制氢化镁：带压氢储罐中的氢气与熔镁炉中的镁液在镁液管中汇合后一起通入一级加氢室中；一级加氢室的外侧设有第一恒温室，第一恒温室使一级加氢室内保持恒温状态；高速转动的离心甩液盘将进入一级加氢室中的镁液打散，镁液被打散后在一级加氢室内冷却形成镁粉末，部分镁粉末与氢气接触产生加氢反应生成氢化镁；未反应的镁粉末与氢化镁混合后得到一级混合物粉末，一级混合物粉末在第一推料装置的作用下从一级加氢室的底部排出；

8.步骤3)二级加氢强化：一级混合物粉末从一级加氢室排出后进入二级加氢室，二级加氢室的外侧设有第二恒温室，第二恒温室使二级加氢室内保持恒温状态；高压氢储罐向二级加氢室内通入氢气，二级加氢室内的氢气压力高于一级加氢室内的氢气压力，一级混合物粉末中的镁粉末与氢气继续发生加氢反应并转化成氢化镁，得到二级混合物粉末；二级混合物粉末在第二推料装置的作用下从二级加氢室的底部排出；

9.步骤4)从二级加氢室排出的二级混合物粉末进入冷却室中，通过氮气循环装置向冷却室中循环通入氮气；冷却室的外侧设有冷却装置，二级混合物粉末在冷却室中冷却，并在第三推料装置的作用下从冷却室底部的出料阀排出；通过压块机将冷却后的二级混合物粉末压制成氢化镁块；

10.步骤5)释氢：将氢化镁块运输至镁合金加工地，将氢化镁块投入密闭熔镁炉中的熔融镁液池中，氢化镁块受热熔化并释放氢气，氢气经过处理后进入氢气储罐中进行储存；氢化镁释放氢气后转变成金属镁并融入熔融镁液池中；释放熔融镁液池中的金属镁，对金属镁进行就地加工。

11.作为优选，所述带压氢储罐与镁液管之间设有第一供氢管，第一供氢管上设有第一氢气入口阀门，一级加氢室与带压氢储罐之间设有第一排氢管，第一排氢管上依次设有第一排氢阀门、第一除尘器和第一氢气压缩机；带压氢储罐中的氢气通过第一供氢管与镁液管中的镁液混合；一级加氢室内的氢气依次通过第一排氢管上的第一排氢阀门、第一除尘器和第一氢气压缩机回流至带压氢储罐中。

12.作为优选，高压氢储罐通过第二供氢管与二级加氢室相连，第二供氢管上设有第二氢气入口阀门；高压氢储罐通过第二排氢管与二级加氢室相连，第二排氢管上依次设有第二排氢阀门、第二除尘器和第二氢气压缩机；高压氢储罐中的氢气通过第二供氢管向二级加氢室内通入氢气；二级加氢室内的氢气依次通过第二排氢管上的第二排氢阀门、第二除尘器和第二氢气压缩机回流至高压氢储罐中。

13.作为优选，所述氮气循环装置包括氮气储罐，氮气储罐与冷却室之间设有氮气通入管，氮气通入管上设有氮气入口阀门；氮气储罐与冷却室之间设有氮气排出管，氮气排出管上依次设有氮气排出阀门、第一换热器、第二除尘器和氮气压缩机；氮气储罐中的氮气通过氮气通入管进入冷却室中，冷却室中的氮气依次经过氮气排出管上的氮气排出阀门、第一换热器、第二除尘器和氮气压缩机并回流至氮气储罐中。

14.作为优选，所述一级加氢室内的上端设有碘升华篮，碘升华篮中装有单质碘，单质碘受热挥发形成碘蒸气，碘蒸气与镁粉末反应形成碘化镁粉末，碘化镁粉末作为催化剂，促进加氢反应的进行。

15.作为优选，一级加氢室内部温度为280-320摄氏度，氢气压力1.0-2.0mpa。

16.作为优选，二级加氢室内部温度为320-350摄氏度，氢气压力2.0-5.0mpa。

17.作为优选，冷却室内的温度为25-55摄氏度。

18.作为优选，步骤4)中，所述冷却装置为套设在冷却室外侧的冷却水套，冷却水套与冷却室外侧之间形成冷却水腔；冷却水套上设有冷却水入口和冷却水出口。

19.作为优选，步骤5)中，密闭熔镁炉的上端设有进料锁斗和氢气排管，密闭熔镁炉的一侧设有镁液流道；氢气排管远离密闭熔镁炉的一端连接氢气储罐，氢气排管上依次设有第二换热器、第三除尘器和第三氢气压缩机；氢化镁块通过进料锁斗投入密闭熔镁炉中，氢化镁块释放的氢气依次通过氢气排管上的第二换热器、第三除尘器和第三氢气压缩机后进入氢气储罐中，通过镁液流道向外释放熔融镁液池中的金属镁。

20.本发明的有益效果是：本发明在加氢作业时，利用金属镁精炼环节所必须的加热熔化过程，利用该过程中金属镁冷却时的残余温度和热量，实现加氢作业，从而节省了专门加热升温镁合金用于加氢所消耗的能源；进行释氢作业时，在镁合金加工地借助金属镁在合金化环节所需的升温熔化，同时完成氢气的释放，从而节约了专门加热储氢镁合金实现释氢所消耗的能源；由于在加氢作业和释氢作业过程中节省了额外能源的消耗，从而也降低了碳排放和氢气储存运输的成本。

附图说明

21.图1为金属镁储过程的示意图。

22.图2为一级加氢室的结构示意图。

23.图3为二级加氢室的结构示意图。

24.图4为冷却室的结构示意图。

25.图5为金属镁释氢过程的示意图。

26.图中：101、熔镁炉，102、镁液熔池，103、石墨塞棒，104、镁液管，150、粗镁锁斗，201、一级加氢室，202、第一恒温室，203、第一调温介质入口，204、第一调温介质出口，210、离心甩液盘，211、第一螺旋推料机，212、第一推料机主轴，213、离心动力匣，214、第一推料动力匣，215、碘升华篮，220、带压氢储罐，221、第一氢气入口阀门，222、第一供氢管，223、第一排氢管，224、第一氢气喷嘴，226、除尘器，227、第一氢气压缩机，231、第一排氢阀门，250、一级出料锁斗，301、二级加氢室，302、第二恒温室，303、第二调温介质入口，304、第二调温介质出口，311、第二螺旋推料机，312、第二推料机主轴，314、第二推料动力匣，320、高压氢储罐，321、第二氢气入口阀门，322、第二供氢管，323、第二排氢管，324、第二氢气喷嘴，326、第一除尘器，327、第二氢气压缩机，331、第二排氢阀门，350、二级出料锁斗，401、冷却室，402、冷却水套，403、冷却水入口，404、冷却水出口，411、第三螺旋推料机，412、第三推料机主轴，414、第三推料动力匣，420、氮气储罐，421、氮气入口阀门，422、氮气通入管，423、氮气排出管，424、氮气喷嘴，425、第一换热器，426、第二除尘器，427、氮气压缩机，431、氮气排出阀门，451、出料阀，452、压块机，901、氢化镁块，902、进料锁斗，903、密闭熔镁炉，904、加热室，905、熔融镁液池，906、氢气排管，907、第二换热器，908、第三除尘器，909、第三氢气压缩机，910、氢气储罐，911、氢气用户，920、镁液流道，921、合金化炉，922、镁合金液，923、保温室，924、合金料，930、镁合金用户。

具体实施方式

27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

28.本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

29.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

30.如图1-5所示，一种金属镁储氢及释氢方法，包括如下具体步骤：

31.步骤1)在金属镁生产精炼环节中，将固态镁投入熔镁炉101中，固态镁熔化成熔融状态的镁液。

32.该步骤在金属镁生产地进行，将固态镁投入熔镁炉101中熔化成镁液也是金属镁生产精炼环节中必不可少的一个步骤。在熔镁炉101的上端设有粗镁锁斗150，固态镁通过粗镁锁斗150进入熔镁炉101，在熔镁炉101中熔化后形成镁液熔池102，在熔镁炉101中进行精炼后得到高纯度的镁液。其中，镁液熔池102的温度为700-800摄氏度。

33.步骤2)一级加氢制氢化镁：带压氢储罐220中的氢气与熔镁炉101中的镁液在镁液管104中汇合后一起通入一级加氢室201中；一级加氢室201的外侧设有第一恒温室202，第一恒温室202使一级加氢室101内保持恒温状态；高速转动的离心甩液盘210将进入一级加氢室201中的镁液打散，镁液被打散后在一级加氢室201内冷却形成镁粉末，部分镁粉末与氢气接触产生加氢反应生成氢化镁；未反应的镁粉末与氢化镁混合后得到一级混合物粉末，一级混合物粉末在第一推料装置的作用下从一级加氢室201的底部排出。

34.其中，一级加氢室201为一个耐压容器，镁液管104的一端连接在熔镁炉101外侧的中下部，镁液管104的另一端与一级加氢室201的上端相连，熔镁炉101中的镁液通过镁液管104流向一级加氢室20中。为了控制镁液管104中镁液的流速，在镁液管104上设有石墨塞棒103，石墨塞棒103局部插入镁液管104中，通过调节石墨塞棒103在镁液管104中的插入深度，从而调节镁液管104在石墨塞棒103位置处的实际内部流通面积，进而调节镁液管104中镁液的流速。带压氢储罐220与镁液管104之间设有第一供氢管222，第一供氢管222的一端与带压氢储罐220连通，第一供氢管222的另一端与镁液管104连通；第一供氢管222上设有第一氢气入口阀门221，一级加氢室201与带压氢储罐220之间设有第一排氢管223，第一排氢管223上依次设有第一排氢阀门231、第一除尘器226和第一氢气压缩机227；带压氢储罐220中的氢气通过第一供氢管222与镁液管104中的镁液混合并与镁液一起通入一级加氢室201中；一级加氢室201内的氢气依次通过第一排氢管223上的第一排氢阀门231、第一除尘器226和第一氢气压缩机227回流至带压氢储罐220中。一级加氢室201内部温度为280-320摄氏度，氢气压力1.0-2.0mpa，该温度、压力有利于生成氢化镁。

35.第一恒温室202设置在一级加氢室201的外侧，第一恒温室202上设有第一调温介质入口203和第一调温介质出口204，通过第一调温介质入口203向第一恒温室202中通入一定温度的气体介质，从而保持一级加氢室201内温度的温度。

36.离心甩液盘210呈圆盘状结构，离心甩液盘210位于一级加氢室201内部上端的位置处，且刚好位于镁液管104与一级加氢室201相连位置处的下方；通过电机驱动离心甩液盘210转动，电机设置在一级加氢室201外部上端的位置，电机上的输出轴穿过一级加氢室201并与离心甩液盘210相连，通过电机驱动离心甩液盘210高速旋转；电机设置在离心动力匣213内，离心动力匣213用于为电机阻挡高温辐射。镁液从镁液管104中流出后刚好落到离心甩液盘210上，通过离心甩液盘210的高速旋转将镁液向四周甩开，镁液被甩开后形成无数的小液滴，在下落过程中冷却固化形成镁粉末，其中部分的镁粉末与一级加氢室201中的氢气接触后反应形成镁化氢。

37.为了促进加氢反应的进行，在一级加氢室201内的上端设有碘升华篮215，碘升华篮215中装有单质碘，单质碘受热挥发形成碘蒸气，碘蒸气与镁粉末反应形成碘化镁粉末，碘化镁粉末作为催化剂，能够有效促进加氢反应的进行，提高反应效率，其反应方程式如下：

38.mg+i2＝mgi2；

[0039][0040]

反应后产生的氢化镁粉末和未反应的镁粉末在一级加氢室201中混合形成一级混合物粉末。第一推料装置为第一螺旋推料机311，第一螺旋推料机311包括竖直设置在一级加氢室201内的第一推料螺杆和设置在一级加氢室201上端的第一推料电机，第一推料螺杆与第一推料电机相连，通过第一推料电机驱动第一推料螺杆旋转。第一推料电机设置在第一推料动力匣214中，第一推料动力匣214为第一推料电机阻挡高温辐射。第一推料螺杆将一级混合物粉末推向一级加氢室201的底部，使一级混合物粉末在一级加氢室201底部聚集，并通过设置在一级加氢室201底部的一级出料锁斗250排出。

[0041]

步骤3)二级加氢强化：一级混合物粉末从一级加氢室排出后进入二级加氢室301，二级加氢室301的外侧设有第二恒温室302，第二恒温室302使二级加氢室301内保持恒温状态；高压氢储罐320向二级加氢室301内通入氢气，二级加氢室301内的氢气压力高于一级加氢室201内的氢气压力，一级混合物粉末中的镁粉末与氢气继续发生加氢反应并转化成氢化镁，得到二级混合物粉末；二级混合物粉末在第二推料装置的作用下从二级加氢室301的底部排出。

[0042]

其中，二级加氢室301为一个耐压容器，二级加氢室301的上端与一级加氢室201下端的一级出料锁斗250相连，高压氢储罐320通过第二供氢管322与二级加氢室301相连，第二供氢管322上设有第二氢气入口阀门321；高压氢储罐320通过第二排氢管323与二级加氢室301相连，第二排氢管323上依次设有第二排氢阀门331、第二除尘器326和第二氢气压缩机327；高压氢储罐320中的氢气通过第二供氢管322向二级加氢室301内通入氢气；二级加氢室301内的氢气依次通过第二排氢管323上的第二排氢阀门331、第二除尘器326和第二氢气压缩机327回流至高压氢储罐320中。二级加氢室301内部温度为320-350摄氏度，氢气压力2.0-5.0mpa。

[0043]

第二恒温室302设置在一级加氢室301的外侧，第二恒温室302上设有第一调温介质入口303和第一调温介质出口304，通过第二调温介质入口303向第二恒温室302中通入一定温度的气体介质，从而保持二级加氢室301内温度的温度。

[0044]

在二级加氢室301内具有更高的温度和更高的氢气压力，一级混合物粉末中的镁粉末在二级加氢室301内继续与氢气发生加氢反应，从而得到二级混合物粉末，二级混合物粉末中氢化镁的含量得到进一步的提高。

[0045]

第二推料装置为第二螺旋推料机311，第二螺旋推料机311包括竖直设置在二级加氢室301内的第二推料螺杆和设置在二级加氢室301上端的第二推料电机，第二推料螺杆与第二推料电机相连，通过第二推料电机驱动第二推料螺杆旋转。第二推料电机设置在第二推料动力匣314中，第二推料动力匣314为第二推料电机阻挡高温辐射。第二推料螺杆将二级混合物粉末推向二级加氢室301的底部，使二级混合物粉末在二级加氢室301底部聚集，并通过设置在二级加氢室301底部的二级出料锁斗350排出。

[0046]

步骤4)从二级加氢室301排出的二级混合物粉末进入冷却室401中，通过氮气循环装置向冷却室401中循环通入氮气；冷却室401的外侧设有冷却装置，二级混合物粉末在冷却室401中冷却，并在第三推料装置的作用下从冷却室401底部的出料阀451排出；通过压块机452将冷却后的二级混合物粉末压制成氢化镁块901。

[0047]

该步骤中，冷却室401的上端与二级加氢室301下端的二级出料锁斗350相连。氮气

循环装置包括氮气储罐420，氮气储罐420与冷却室之间设有氮气通入管422，氮气通入管422上设有氮气入口阀门421；氮气储罐420与冷却室401之间设有氮气排出管423，氮气排出管423上依次设有氮气排出阀门431、第一换热器425、第二除尘器426和氮气压缩机427；氮气储罐420中的氮气通过氮气通入管422进入冷却室401中，冷却室401中的氮气依次经过氮气排出管上的氮气排出阀门431、第一换热器425、第二除尘器426和氮气压缩机427并回流至氮气储罐420中。

[0048]

冷却装置为套设在冷却室401外侧的冷却水套402，冷却水套与冷却室401外侧之间形成冷却水腔；冷却水套402上设有冷却水入口403和冷却水出口404。通过向冷却水腔中通入冷却水，从而对冷却室进行冷却。在冷却水和循环氮气的作用下，使冷却室401内的温度保持在25-55摄氏度。

[0049]

第三推料装置为第三螺旋推料机411，第三螺旋推料机411包括竖直设置在冷却室401内的第三推料螺杆和设置在二级加氢室301上端的第三推料电机，第三推料螺杆与第三推料电机相连，通过第三推料电机驱动第三推料螺杆旋转。第三推料电机设置在第三推料动力匣414中，第三推料动力匣414为第三推料电机阻挡高温辐射。二级混合物粉末在冷却室401内得到充分冷却，第三推料螺杆将二级混合物粉末推向冷却室401的底部，使二级混合物粉末在冷却室401底部聚集，并通过设置在冷却室401底部的出料阀451排出。

[0050]

压块机452将冷却后的二级混合物粉末压制成块状，得到氢化镁块901。

[0051]

步骤5)释氢：将氢化镁块运输至镁合金加工地，将氢化镁块901投入密闭熔镁炉903中的熔融镁液池905中，氢化镁块901受热熔化并释放氢气，氢气经过处理后进入氢气储罐910中进行储存；氢化镁释放氢气后转变成金属镁并融入熔融镁液池905中；释放熔融镁液池905中的金属镁，对金属镁进行就地加工。

[0052]

其中，密闭熔镁炉903的上端设有进料锁斗902和氢气排管906，密闭熔镁炉903的外侧设有加热室904，通过向加热室904中通入燃气，通过燃气的燃烧对密闭熔镁炉903进行加热；氢气排管906远离密闭熔镁炉903的一端连接氢气储罐910，氢气排管906上依次设有第二换热器907、第三除尘器908和第三氢气压缩机909。氢化镁块901通过进料锁斗902投入密闭熔镁炉903中，氢化镁块901释放的氢气依次通过氢气排管906上的第二换热器907、第三除尘器908和第三氢气压缩机909后进入氢气储罐910中。氢气储罐910中的氢气供应给氢气用户911。

[0053]

密闭熔镁炉903上设有镁液流道920，密闭熔镁炉903中释放的镁液通过镁液流道920通入合金化炉921中，合金化炉921外侧设有保温室923；向合金化炉921中的镁液中加入合金料924，形成镁合金液922，镁合金液冷却后就地加工，可制成各种镁合金产品，并提高给镁合金用户930。

[0054]

本发明在加氢作业时，利用金属镁精炼环节所必须的加热熔化过程，利用该过程中金属镁冷却时的残余温度和热量，实现加氢作业，从而节省了专门加热升温镁合金用于加氢所消耗的能源；进行释氢作业时，在镁合金加工地借助金属镁在合金化环节所需的升温熔化，同时完成氢气的释放，从而节约了专门加热储氢镁合金实现释氢所消耗的能源；由于在加氢作业和释氢作业过程中节省了额外能源的消耗，从而也降低了碳排放和氢气储存运输的成本。

[0055]

本发明采用二级加氢方式，且在一级加氢时，通过离心甩液盘将镁液打散从而在

一级加氢室内形成细小的镁粉末，镁粉末能够与一级加氢室中的氢气充分接触并发生加氢反应，从而有效提高了金属镁的储氢效果。一级加氢室中设有碘升华篮，碘升华篮中的单质碘与镁反应产生碘化镁，碘化镁作为催化剂能够有效促进加氢反应的进行，从而进一步提升了金属镁的储氢效果。

[0056]

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。技术特征：

1.一种金属镁储氢及释氢方法，其特征在于，包括如下具体步骤：步骤1)在金属镁生产精炼环节中，将固态镁投入熔镁炉中，固态镁熔化成熔融状态的镁液；步骤2)一级加氢制氢化镁：带压氢储罐中的氢气与熔镁炉中的镁液在镁液管中汇合后一起通入一级加氢室中；一级加氢室的外侧设有第一恒温室，第一恒温室使一级加氢室内保持恒温状态；高速转动的离心甩液盘将进入一级加氢室中的镁液打散，镁液被打散后在一级加氢室内冷却形成镁粉末，部分镁粉末与氢气接触产生加氢反应生成氢化镁；未反应的镁粉末与氢化镁混合后得到一级混合物粉末，一级混合物粉末在第一推料装置的作用下从一级加氢室的底部排出；步骤3)二级加氢强化：一级混合物粉末从一级加氢室排出后进入二级加氢室，二级加氢室的外侧设有第二恒温室，第二恒温室使二级加氢室内保持恒温状态；高压氢储罐向二级加氢室内通入氢气，二级加氢室内的氢气压力高于一级加氢室内的氢气压力，一级混合物粉末中的镁粉末与氢气继续发生加氢反应并转化成氢化镁，得到二级混合物粉末；二级混合物粉末在第二推料装置的作用下从二级加氢室的底部排出；步骤4)从二级加氢室排出的二级混合物粉末进入冷却室中，通过氮气循环装置向冷却室中循环通入氮气；冷却室的外侧设有冷却装置，二级混合物粉末在冷却室中冷却，并在第三推料装置的作用下从冷却室底部的出料阀排出；通过压块机将冷却后的二级混合物粉末压制成氢化镁块；步骤5)释氢：将氢化镁块运输至镁合金加工地，将氢化镁块投入密闭熔镁炉中的熔融镁液池中，氢化镁块受热熔化并释放氢气，氢气经过处理后进入氢气储罐中进行储存；氢化镁释放氢气后转变成金属镁并融入熔融镁液池中；释放熔融镁液池中的金属镁，对金属镁进行就地加工。2.根据权利要求1所述的金属镁储氢及释氢方法，其特征在于，所述带压氢储罐与镁液管之间设有第一供氢管，第一供氢管上设有第一氢气入口阀门，一级加氢室与带压氢储罐之间设有第一排氢管，第一排氢管上依次设有第一排氢阀门、第一除尘器和第一氢气压缩机；带压氢储罐中的氢气通过第一供氢管与镁液管中的镁液混合；一级加氢室内的氢气依次通过第一排氢管上的第一排氢阀门、第一除尘器和第一氢气压缩机回流至带压氢储罐中。3.根据权利要求1所述的金属镁储氢及释氢方法，其特征在于，高压氢储罐通过第二供氢管与二级加氢室相连，第二供氢管上设有第二氢气入口阀门；高压氢储罐通过第二排氢管与二级加氢室相连，第二排氢管上依次设有第二排氢阀门、第二除尘器和第二氢气压缩机；高压氢储罐中的氢气通过第二供氢管向二级加氢室内通入氢气；二级加氢室内的氢气依次通过第二排氢管上的第二排氢阀门、第二除尘器和第二氢气压缩机回流至高压氢储罐中。4.根据权利要求1所述的金属镁储氢和释氢方法，其特征在于，所述氮气循环装置包括氮气储罐，氮气储罐与冷却室之间设有氮气通入管，氮气通入管上设有氮气入口阀门；氮气储罐与冷却室之间设有氮气排出管，氮气排出管上依次设有氮气排出阀门、第一换热器、第二除尘器和氮气压缩机；氮气储罐中的氮气通过氮气通入管进入冷却室中，冷却室中的氮气依次经过氮气排出管上的氮气排出阀门、第一换热器、第二除尘器和氮气压缩机并回流

至氮气储罐中。5.根据权利要求1所述的金属镁储氢及释氢方法，其特征在于，所述一级加氢室内的上端设有碘升华篮，碘升华篮中装有单质碘，单质碘受热挥发形成碘蒸气，碘蒸气与镁粉末反应形成碘化镁粉末，碘化镁粉末作为催化剂，促进加氢反应的进行。6.根据权利要求1所述的金属镁储氢及释氢方法，其特征在于，一级加氢室内部温度为280-320摄氏度，氢气压力1.0-2.0mpa。7.根据权利要求1所述的金属镁储氢及释氢方法，其特征在于，二级加氢室内部温度为320-350摄氏度，氢气压力2.0-5.0mpa。8.根据权利要求1所述的金属镁储氢及释氢方法，其特征在于，冷却室内的温度为25-55摄氏度。9.根据权利要求1所述的金属镁储氢及释氢方法，其特征在于，步骤4)中，所述冷却装置为套设在冷却室外侧的冷却水套，冷却水套与冷却室外侧之间形成冷却水腔；冷却水套上设有冷却水入口和冷却水出口。10.根据权利要求1所述的金属镁储氢及释氢方法，其特征在于，步骤5)中，密闭熔镁炉的上端设有进料锁斗和氢气排管，密闭熔镁炉的一侧设有镁液流道；氢气排管远离密闭熔镁炉的一端连接氢气储罐，氢气排管上依次设有第二换热器、第三除尘器和第三氢气压缩机；氢化镁块通过进料锁斗投入密闭熔镁炉中，氢化镁块释放的氢气依次通过氢气排管上的第二换热器、第三除尘器和第三氢气压缩机后进入氢气储罐中，通过镁液流道向外释放熔融镁液池中的金属镁。

技术总结

本发明提供一种金属镁储氢及释氢方法，本发明在加氢作业时，利用金属镁精炼环节所必须的加热熔化过程，利用该过程中金属镁冷却时的残余温度和热量，实现加氢作业，从而节省了专门加热升温镁合金用于加氢所消耗的能源；进行释氢作业时，在镁合金加工地借助金属镁在合金化环节所需的升温熔化，同时完成氢气的释放，从而节约了专门加热储氢镁合金实现释氢所消耗的能源；由于在加氢作业和释氢作业过程中节省了额外能源的消耗，从而也降低了碳排放和氢气储存运输的成本。气储存运输的成本。气储存运输的成本。

技术研发人员：牛强 陈秋荣

受保护的技术使用者：嘉兴中科海石合金技术有限公司

技术研发日：2022.11.09

技术公布日：2023/4/5