回收镁废渣结合柠檬酸产制氢能源(下)
回收镁废渣结合柠檬酸产制氢能源(下)
中国金属镁的生产基本上为矽热法冶炼,属於高耗能,高污染,资源性能行业。近几年金属镁工业的污染情况虽然得到了较好的控制,但在镁及镁合金生产过程中产生的精炼渣治理方面依然没有好的方法,镁及镁合金精炼渣的成分是镁和壹些盐类。按前述,中国每年产生的镁和镁合金精炼渣的产出量为镁生产量的 6%-10%以上,即每年约产生7-10 万吨的精炼渣,这些精炼渣几乎100%都转移到大山沟壑中以掩埋的方式处理,在运输和存放过程中,对环境空气和地表水等造成了严重的二次污染。
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金属镁生产过程中精镁的回收率一般为94%左右,即精炼渣中镁的含量约为镁生产量的6%,而对结晶疏散及碎小的结晶镁来讲,精炼的回收率只有80%左右,精炼渣中的镁含量甚至多达20%,这些高含镁量的镁精炼渣如果利用不好,不仅是对资源的壹种浪费,而且还会给我们的生存环境带来严重破坏。如何利用精炼渣已经成为业界十分关心的问题。目前有工业利用精炼镁渣回收MgCl2的资料报道及使用熔剂精炼法回收精炼渣中镁的介绍,这些方法虽能极大提高工厂的产值,然而由於需要进行二次精炼,工厂的生产成本也高得惊人,而且其後的精炼渣同样对环境带来严重破坏。

在中国金属镁的生产基本上为矽热法冶炼,属於高耗能,高污染,资源性能行业。近几年金属镁工业的污染情况虽然得到了较好的控制,但在镁及镁合金生产过程中产生的精炼渣治理方面依然没有好的方法,镁及镁合金精炼渣的成分是镁和壹些盐类。按前述,中国每年产生的镁和镁合金精炼渣的产出量为镁生产量的 6%-10%以上,即每年约产生7-10 万吨的精炼渣,这些精炼渣几乎100%都转移到大山沟壑中以掩埋的方式处理,在运输和存放过程中,对环境空气和地表水等造成了严重的二次污染。

与金属镁相似,我国也是世界上柠檬酸的第壹生产和出口大国,生产规模还在不断扩大。柠檬酸生产过程中有大量副产品和废弃物产生,原因是生产原料中有很多成分未能全部利用,使废水中含大量有机物。而当废水浓度较高时,如不经过处理,会消耗水中大量溶解氧从而造成水体缺氧,使水体发黑、发臭,使鱼类和水生生物死亡、恶化水质,污染环境。

氢能应用模式丰富,能够帮助工业、建筑、交通等主要终端应用领域实现低碳化,包括作为燃料电池汽车应用於交通运输领域,作为储能介质支持大规模可再生能源的整合和发电,应用於分布式发电或热电联产为建筑提供电和热,为工业领域直接提供清洁的能源或原料等。光钰「回收镁废渣结合柠檬酸产制氢能源」此项目可透过技转、合作与各领域共同创利:

产氢用途与目标: 燃料、氢化学、氢燃料电池

山西、陕西、内蒙、新疆等大型镁厂,还原罐渣、纯镁锭渣、镁合金镁渣等的废渣可减量90%~95%

固态无害废弃物可作路陆建材

全国大型柠檬酸厂,可再利用废液

纯化、储存镁氢合金(化工气体产业)销售

现在中国已具备一定氢能工业基础,全国氢气产能超过2000万t/a,但生产主要依赖化石能源,消费主要作为工业原料,清洁能源制氢和氢能的能源化利用规模较小。国内由煤、天然气、石油等化石燃料生产的氢气占了将近70%,工业副产气体制得的氢气约占30%,电解水制氢占不到1%,见图1。国内外能源企业结合其各自优势选择不同技术路线,纷纷布局氢能源生产与供给,煤制氢、天然气制氢、碱性电解水制氢技术和设备已具备商业化推广条件。

相比之下,氢能储运和加注产业化整体滞後。压缩氢气与液态、固态和有机液体储氢技术相比相对成熟,但与产业化相比仍有距离。压缩氢气主要通过气氢拖车和氢气管道两种方式运输。目前,国内加氢站的外进氢气均采用气氢拖车进行运输。由於气氢拖车装运的氢气重量只占运输总重量的1%~2%,比较适用於运输距离较近、输送量较低、氢气日用量为吨级或以下的用户。

经济效益

(1)镁及镁合金和镁制品废渣及下角料的费用:目前金属镁还原渣的处理主要是掩埋为主,掩埋前在工厂需要进行预处理,包括厂内运输,除温,撒水,用铲车堆积,装卸,防尘等费用,而金属镁及合金精炼渣主要是库房管理,堆积,装卸,防尘等费用,对镁合金压铸件以及其他镁合金制品生产过程中产生的废渣除了执行上述标准作业程序外,还要对产生的下角料进行防火,重熔等处理,综合现有镁废渣及下角料处理技术,其成本大约为50元人民币/吨,全国综合处理金属镁还原渣,镁及镁合金和镁制品废渣及下角料的费用为2.33亿元/年以上。以上镁及镁合金和镁制品及下角料的产生流程如下图。

(2)氢气的收益:全国每年产生各类镁及合金废渣16.5万吨,按试验数据中每10克精炼渣最低产生1L氢气,5000L氢气为罐,50元/罐计算,则氢气的价值为:

165,000吨*10克*1L/5000L/罐=330万罐*50元=1.65亿元。

? ? 产生的氢气存储後用於商品销售,或立即用於本地的发电或用於工业用途。为了缓解能源的短缺,氢气的需求只会增加,良好的价格,具有可利用的巨大福利。

(3)氧化镁收益:可以将中性的废水过滤获得氧化镁再次售出。

(4)政府补助。

? ? 氢气可以作为生产镁过程中的强还原剂,代替气体或焦炭,以减少二氧化碳排放量。通过镁及镁合金精炼渣的减排,减少浪费和对环境的污染。同时,通过本项目的实施,可以减少甚至杜绝柠檬酸废液的排放。

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