[发明专利]一种可再生能源炼镁系统及其方法

权利要求书

1.一种可再生能源炼镁系统，其特征在于：包括竖直设置的镁还原炉；所述镁还原炉内穿设有石墨筒，所述石墨筒两端分别连接有石墨导管，所述石墨导管分别穿过热交换器后与硅热储热系统连通，所述硅热储热系统内设置有熔融液态硅，所述硅热储热系统通过智能综合电源协调控制系统分别与风能发电系统、光伏发电系统和铁空气电池储电系统连接；所述镁还原炉内用于放置含镁球团，所述镁还原炉上方固定设置有结晶器，所述结晶器上设有水冷装置，所述结晶器上方连通有真空泵。

2.根据权利要求1所述的可再生能源炼镁系统，其特征在于：所述镁还原炉包括炉体和炉腔，所述炉腔内盛含镁球团，所述炉腔中心固定设置有所述石墨筒，所述石墨筒外壁固定套设有碳化硅保护筒；所述石墨筒顶部进口穿过所述炉体后设有上电控陶瓷阀门，所述石墨筒底部出口穿过所述炉体后设有下电控陶瓷阀门，所述上电控陶瓷阀门和下电控陶瓷阀门分别与所述石墨导管连接；所述炉体上端安装有所述结晶器，所述结晶器下端与所述炉腔连通，所述结晶器上方设有真空泵连接口。

3.根据权利要求2所述的可再生能源炼镁系统，其特征在于：所述炉体包括自外而内依次设置的不锈钢外壳、耐热氧化铝纤维板、粘土砖和氧化铝耐火砖，所述炉腔位于所述氧化铝耐火砖内侧；所述炉体顶部设置有与所述炉腔连通的进料口，所述进料口用于连接进料仓；所述炉体底部开设有与所述炉腔连通的出渣口；所述炉体外部固定连接有镁还原炉支架。

4.根据权利要求1所述的可再生能源炼镁系统，其特征在于：所述镁还原炉的炼镁用电负载通过智能综合电源协调控制系统分别与风能发电系统、光伏发电系统和铁空气电池储电系统连接。

5.根据权利要求4所述的可再生能源炼镁系统，其特征在于：还包括热发电装置，所述热发电装置通过循环布置的不锈钢钢管与热交换器连接；所述不锈钢管内的介质为水蒸汽，所述不锈钢管在所述热交换器中与所述石墨导管外壁接触；所述热发电装置电连接有铁空气电池储电系统；所述铁空气电池储电系统与所述智能综合电源协调控制系统电连接。

6.根据权利要求5所述的可再生能源炼镁系统，其特征在于：所述铁空气电池储电系统包括纯度4N铁阳极板、含KOH聚合物电解质和带有催化剂的空气极；所述铁空气电池储电系统连接有检测模块和控制模块，所述检测模块用于采集所述铁空气电池储电系统的输出电压；所述控制模块用于控制所述铁空气电池储电系统的启停。

7.根据权利要求3所述的可再生能源炼镁系统，其特征在于：所述进料仓通过传输带连通有压球机，所述压球机通过传输带连通有混料机，所述混料机分别通过输送带与氧化镁料仓、铝粉料仓和氟化钙料仓连通；所述输送带上安装有计量装置。

8.根据权利要求1所述的可再生能源炼镁系统，其特征在于：所述结晶器为双层外壁结构，在所述结晶器的双层外壁之间设有螺旋缠绕的电磁加热线圈和所述水冷装置，所述电磁加热线圈外接有电源，所述水冷装置包括铜管，所述铜管内用于通入冷却水。

9.一种可再生能源炼镁方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将氧化镁、添加剂氟化钙、还原剂铝粉按照比例称量进入混料机搅拌混合，压制成球，进入氧化镁球团进料仓；

(2)打开进料仓下料阀门，使物料添加到炉腔内，加料完毕后，把结晶器安放在炉体内；

(3)将炉体、结晶器分别与真空机组、冷却水系统连接完毕；

(4)启动冷却水系统，启动真空机组对炉体抽真空到5～10Pa；

(5)启动液态硅加热系统，使液态硅进入石墨筒内，炉内温度逐渐升温到1100℃～1250℃；

(6)通过控制系统控制所述炉体升温到工艺温度，镁以蒸气形式上升到所述结晶器中，所述结晶器中镁蒸气遇冷结晶，并在所述结晶器内壁上凝结；

(7)待氧化镁球团反应完成后，关闭炉体上电控陶瓷阀门，炉体开始冷却，关闭结晶器、炉体的真空机组和冷却水系统；

(8)将结晶器吊出炉体，并取下结晶器，打开结晶器，取出金属镁；

(9)启动运渣车把渣料罐运到炉体的出渣口附近，打开下炉盖，调整运渣车使渣料罐上口与出渣口对接，打开出渣口的挡渣板，使渣料掉落到渣料罐内，该渣主要成分为铝镁尖晶石；

(10)出渣结束后，关闭挡渣板，移走渣料车，关闭炉体的下炉盖；

(11)再向炉体加入氧化镁物料球，依次循环步骤(2)～步骤(10)。