[发明专利]一种可再生能源炼镁系统及其方法

说明书

本发明公开一种可再生能源炼镁系统及其方法，涉及冶炼金属镁领域；该系统包括竖直设置的镁还原炉；镁还原炉内穿设有石墨筒，石墨筒两端分别连接有石墨导管，石墨导管分别穿过热交换器后与硅热储热系统连通，硅热储热系统内设置有熔融液态硅，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；镁还原炉内用于放置含镁球团，镁还原炉上方固定设置有结晶器，结晶器上设有水冷装置，结晶器上方连通有真空泵。基于上述系统的炼镁方法，直接使用再生能源，利用氧化镁为原料，避免了环境污染；采用竖直设置的镁还原炉提高了出渣效率。

技术领域

本发明涉及冶炼金属镁技术领域，特别是涉及一种可再生能源炼镁系统及其方法。

背景技术

目前我国生产金属镁普遍采用的是外加热卧式还原罐镁还原炉，对镁还原炉加热的燃料仍然为化石燃料，产量占92％。这样导致镁冶炼能耗高、污染大、生产成本高，而且卧式横罐的寿命短，由于是横罐，进料出渣机械化操作困难，现在都是人工操作，生产环境差，工人劳动强度大。并且，以白云石为原料，先是煅烧成煅白，再将煅白磨细，混料，压球，进行还原。

由于采用两段工艺煅烧与还原，造成热能浪费，并且煅烧阶段不易用电加热，用化石燃料为热源，环境污染严重；横罐镁还原炉，出渣不易，工人劳动强度大。

发明内容

本发明的目的是提供一种可再生能源炼镁系统及其方法，以解决上述现有技术存在的问题，直接使用可再生能源，利用氧化镁为原料，避免了环境污染；采用竖直设置的镁还原炉提高了出渣效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种可再生能源炼镁系统，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，智能综合电源协调控制系统用于控制所述风能发电系统和光伏发电系统发电、铁空气电池储电系统发电直接用于炼镁用电负载和硅热储热系统，并将多余电能存储于所述铁空气电池储电系统；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。本发明采用可再生能源为电源，用氧化镁为原料生产金属镁，通过硅热储热，既获得了还原金属镁所需要的热量，又通过热发电，通过铁空气电池充放电，供给炼镁其他环节用电，并且平衡风电和光电不稳定性，通过智能综合电源协调控制系统，获得稳定的输出电压与电流，以保证用电负载正常使用；氧化镁来源广泛，可以从菱镁矿、白云石、水镁石、蛇纹石、盐湖或海水中提取氧化镁。

可选的，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的上炉盖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的下炉盖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。

可选的，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，出渣口处设置有挡渣板；所述炉体外部固定连接有镁还原炉支架。

可选的，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。