一种天然气管混合氢道输轻质mg粉提取氢方法
技术领域
1.本发明涉及混氢天然气分离技术领域，具体为一种天然气管混合氢道输轻质mg粉提取氢方法。
背景技术：
2.氢能作为清洁能源，可通过一次能源、二次能源及工业领域等多种途径获取，氢能利用离不开制氢、储存、输送、使用等环节，混氢天然气管道输送是解决氢气输送环节的重要方式，运输之后需要从混氢天然气中将氢气分离提取出来，现有的氢气分离提取方法基本可以满足日常的使用需求，但仍存在一定的不足之处，其一，现有氢气分离提取使用的镁粉在制备之前没有对原料进行处理，镁粉表面残留的氧化层会影响镁粉的吸附效果；其二，现有提取方法使用的药剂制备过程繁琐，难以在大规模的分离过程中使用，从而影响了方法的实用性；其三，现有氢气分离提取使用的提取剂的合金动力学性能差，表面层作为吸附点的吸附活性低，影响了氢粒子的扩散速度，降低了氢气的提取效率；因此设计一种天然气管混合氢道输轻质mg粉提取氢方法是很有必要的。
技术实现要素：
3.本发明的目的在于提供一种天然气管混合氢道输轻质mg粉提取氢方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种天然气管混合氢道输轻质mg粉提取氢方法，包括以下步骤：步骤一，镁粉处理；步骤二，快淬处理；步骤三，催化添加；步骤四，混氢输送；步骤五，环境布置；步骤六，氢气提取；
5.其中上述步骤一中，将镁粉原料放置在处理槽中，随后使用盐酸溶液进行持续冲洗，之后放入过滤池中使用蒸馏水浸泡过滤，接着放入烘箱中进行干燥处理，干燥处理后得到除杂镁粉，备用；
6.其中上述步骤二中，将步骤一中得到的除杂镁粉放入真空炉中，随后向真空炉中加入镍粉，接着将真空炉的温度提高使炉中的原料融化，之后在真空炉中进行快淬处理，重复操作之后得到非晶镁粉，备用；
7.其中上述步骤三中，将步骤二中得到的非晶镁粉放入球磨机中，随后向非晶镁粉添加铂粉，之后在球磨机中进行球磨处理，球磨处理后得到吸氢镁粉，备用；
8.其中上述步骤四中，使用气体混合装置将氢气混合在天然气中形成混氢天然气，之后使用天然气管道进行输送，将混氢天然气输送到需求端设备中；
9.其中上述步骤五中，由需求端设备中的循环吸附塔接收混氢天然气，循环吸附塔的塔顶布置由粉料喷洒设备，粉料喷洒设备的进料斗中放置步骤三中备好的吸氢镁粉，循环吸附塔的塔底布置有鼓风机；
10.其中上述步骤六中，混氢天然气从循环吸附塔的底部进入，同时粉料喷洒设备向循环吸附塔中喷洒吸氢镁粉，在塔底设置鼓风机向上吹拂，使吸氢镁粉充分与氢气混合，发
生吸附化学反应形成mgh2，接着在温度为100℃以上条件下，从塔顶向下吹撒石墨烯负载sc2o3或tio2，对mgh2进行充分催化，接着鼓风机转向吹风，使吸氢镁粉漂浮并输送至供应终端前端，在供应终端前端设置有氢气释放设备，氢气释放设备的工作温度设置为300℃及以上，在该条件下，mgh2将氢气释放，最后将释放后的氢气运输到供应终端中。
11.优选的，所述步骤一中，持续冲洗时使用盐酸溶液的摩尔浓度为0.3mol/l，且持续冲洗的时间为10～15min，干燥处理时烘箱中的温度为40～43℃，且干燥处理的时间为100～120min，干燥处理的过程中持续向烘箱中通入氦气。
12.优选的，所述步骤二中，镍粉的添加量为除杂镁粉质量的30％～35％，原料融化时真空炉中的温度为1450～1500℃，且快淬处理时的淬速为30～32m/s，重复操作的次数为20～25次。
13.优选的，所述步骤三中，铂粉的添加量为非晶镁粉的0.8％～1％，球磨处理时的进料粒度为0.2～0.3mm，且球磨处理时球磨机的磨盘转速为500～780r/min，球磨处理时球磨机中的温度为65～68℃。
14.优选的，所述步骤四中，混氢处理时，氢气的添加量为天然气体积的1％～3％，且混合后混氢天然气的氢压为1.05～1.17mpa。
15.优选的，所述步骤五中，循环吸附塔的高度为18m，且循环吸附塔的塔底设置有镁粉回收装置，镁粉回收装置循环连接粉料喷洒设备，循环吸附塔的塔顶设置有天然气输送管道，用于输送分离后的天然气。
16.优选的，所述步骤六中，氢气提取过程中循环吸附塔中的温度为300～350℃，且循环吸附塔的处理速率为135～180m3/h。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该一种天然气管混合氢道输轻质mg粉提取氢方法，通过使用盐酸溶液对镁粉原料进行持续冲洗，去除镁粉表面残留的氧化层，避免提取的过程中镁粉表面残留的氧化层阻碍氢气的附着过程，从而保障了镁粉的吸附效果；通过在真空炉中对镁粉进行快淬处理，并通过循环操作提高镁粉的非晶化程度和容量保持率，制备过程简单，降低了分离药剂的制备工艺难度，从而提高了方法的实用性；在球磨过程中添加铂粉对镁粉进行催化处理，降低了制备后吸氢镁粉中粒子之间的氢键反应，提高了表面层上吸附点的吸附活性，加快了氢粒子的扩散速度，提高了氢气的提取效率。
附图说明
18.图1为本发明的方法流程图；
19.图2为本发明之mgh2在石墨烯负载sc2o3或tio2及不同温度条件下的恒温吸氢曲线图；
20.图3为本发明的之mgh2在石墨烯负载sc2o3或tio2及不同温度条件下的恒温放氢曲线图。
具体实施方式
21.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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
22.请参阅图1-3，本发明提供的一种实施例：一种天然气管混合氢道输轻质mg粉提取氢方法，包括以下步骤：步骤一，镁粉处理；步骤二，快淬处理；步骤三，催化添加；步骤四，混氢输送；步骤五，环境布置；步骤六，氢气提取；
23.其中上述步骤一中，将镁粉原料放置在处理槽中，随后使用盐酸溶液进行持续冲洗，持续冲洗时使用盐酸溶液的摩尔浓度为0.3mol/l，且持续冲洗的时间为10～15min，之后放入过滤池中使用蒸馏水浸泡过滤，接着放入烘箱中进行干燥处理，干燥处理时烘箱中的温度为40～43℃，且干燥处理的时间为100～120min，干燥处理的过程中持续向烘箱中通入氦气，干燥处理后得到除杂镁粉，备用；
24.其中上述步骤二中，将步骤一中得到的除杂镁粉放入真空炉中，随后向真空炉中加入镍粉，镍粉的添加量为除杂镁粉质量的30％～35％，接着将真空炉的温度提高使炉中的原料融化，原料融化时真空炉中的温度为1450～1500℃，之后在真空炉中进行快淬处理，且快淬处理时的淬速为30～32m/s，重复操作20～25次之后得到非晶镁粉，备用；
25.其中上述步骤三中，将步骤二中得到的非晶镁粉放入球磨机中，随后向非晶镁粉添加铂粉，铂粉的添加量为非晶镁粉的0.8％～1％，之后在球磨机中进行球磨处理，球磨处理时的进料粒度为0.2～0.3mm，且球磨处理时球磨机的磨盘转速为500～780r/min，球磨处理时球磨机中的温度为65～68℃，球磨处理后得到吸氢镁粉，备用；
26.其中上述步骤四中，使用气体混合装置将氢气混合在天然气中形成混氢天然气，混氢处理时，氢气的添加量为天然气体积的1％～3％，且混合后混氢天然气的氢压为1.05～1.17mpa，之后使用天然气管道进行输送，将混氢天然气输送到需求端设备中；
27.其中上述步骤五中，由需求端设备中的循环吸附塔接收混氢天然气，循环吸附塔的塔顶布置由粉料喷洒设备，粉料喷洒设备的进料斗中放置步骤三中备好的吸氢镁粉，循环吸附塔的塔底布置有鼓风机，循环吸附塔的高度为18m，且循环吸附塔的塔底设置有镁粉回收装置，镁粉回收装置循环连接粉料喷洒设备，循环吸附塔的塔顶设置有天然气输送管道，用于输送分离后的天然气；
28.其中上述步骤六中，混氢天然气从循环吸附塔的底部进入，同时粉料喷洒设备向循环吸附塔中喷洒吸氢镁粉，在塔底设置鼓风机向上吹拂，使吸氢镁粉充分与氢气混合，发生吸附化学反应形成mgh2，接着在温度为100℃以上条件下，600s可吸收氢气2.68wt％，从塔顶向下吹撒石墨烯负载sc2o3，对mgh2进行充分催化，接着鼓风机转向吹风，使吸氢镁粉漂浮并输送至供应终端前端，在供应终端前端设置有氢气释放设备，氢气释放设备的工作温度设置为300℃及以上，在该条件下，30min内，mgh2释放氢气6.65wt％，最后将释放后的氢气运输到供应终端中。
29.其中上述步骤六中，混氢天然气从循环吸附塔的底部进入，同时粉料喷洒设备向循环吸附塔中喷洒吸氢镁粉，在塔底设置鼓风机向上吹拂，使吸氢镁粉充分与氢气混合，发生吸附化学反应形成mgh2，接着在温度为100℃以上条件下，600s可吸收氢气2.68wt％，从塔顶向下吹撒石墨烯负载tio2，对mgh2进行充分催化，接着鼓风机转向吹风，使吸氢镁粉漂浮并输送至供应终端前端，在供应终端前端设置有氢气释放设备，氢气释放设备的工作温度设置为300℃及以上，在该条件下，30min内，mgh2释放氢气6.65wt％，最后将释放后的氢气运输到供应终端中。
30.基于上述，本发明的优点在于，本发明通过使用盐酸溶液对镁粉原料进行持续冲洗，去除镁粉表面残留的氧化层，避免提取的过程中镁粉表面残留的氧化层阻碍氢气的附着过程，从而保障了镁粉的吸附效果；通过在真空炉中对镁粉进行快淬处理，并通过循环操作提高镁粉的非晶化程度和容量保持率，制备过程简单，降低了分离药剂的制备工艺难度，从而提高了方法的实用性；在球磨过程中添加铂粉对镁粉进行催化处理，降低了制备后吸氢镁粉中粒子之间的氢键反应，提高了表面层上吸附点的吸附活性，加快了氢粒子的扩散速度，提高了氢气的提取效率。
31.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。