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)
中國金屬鎂的生產基本上為矽熱法冶煉,屬於高耗能,高汙染,資源性能行業。近幾年金屬鎂工業的汙染情況雖然得到了較好的控制,但在鎂及鎂合金生產過程中產生的精煉渣治理方面依然沒有好的方法,鎂及鎂合金精煉渣的成分是鎂和壹些鹽類。按前述,中國每年產生的鎂和鎂合金精煉渣的產出量為鎂生產量的 6%-10%以上,即每年約產生7-10 萬噸的精煉渣,這些精煉渣幾乎100%都轉移到大山溝壑中以掩埋的方式處理,在運輸和存放過程中,對環境空氣和地表水等造成了嚴重的二次汙染。
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金屬鎂生產過程中精鎂的回收率一般為94%左右,即精煉渣中鎂的含量約為鎂生產量的6%,而對結晶疏散及碎小的結晶鎂來講,精煉的回收率只有80%左右,精煉渣中的鎂含量甚至多達20%,這些高含鎂量的鎂精煉渣如果利用不好,不僅是對資源的壹種浪費,而且還會給我們的生存環境帶來嚴重破壞。如何利用精煉渣已經成為業界十分關心的問題。目前有工業利用精煉鎂渣回收MgCl2的資料報道及使用熔劑精煉法回收精煉渣中鎂的介紹,這些方法雖能極大提高工廠的產值,然而由於需要進行二次精煉,工廠的生產成本也高得驚人,而且其後的精煉渣同樣對環境帶來嚴重破壞。

在中國金屬鎂的生產基本上為矽熱法冶煉,屬於高耗能,高汙染,資源性能行業。近幾年金屬鎂工業的汙染情況雖然得到了較好的控制,但在鎂及鎂合金生產過程中產生的精煉渣治理方面依然沒有好的方法,鎂及鎂合金精煉渣的成分是鎂和壹些鹽類。按前述,中國每年產生的鎂和鎂合金精煉渣的產出量為鎂生產量的 6%-10%以上,即每年約產生7-10 萬噸的精煉渣,這些精煉渣幾乎100%都轉移到大山溝壑中以掩埋的方式處理,在運輸和存放過程中,對環境空氣和地表水等造成了嚴重的二次汙染。

與金屬鎂相似,我國也是世界上檸檬酸的第壹生產和出口大國,生產規模還在不斷擴大。檸檬酸生產過程中有大量副產品和廢棄物產生,原因是生產原料中有很多成分未能全部利用,使廢水中含大量有機物。而當廢水濃度較高時,如不經過處理,會消耗水中大量溶解氧從而造成水體缺氧,使水體發黑、發臭,使魚類和水生生物死亡、惡化水質,汙染環境。

氫能應用模式豐富,能夠幫助工業、建築、交通等主要終端應用領域實現低碳化,包括作為燃料電池汽車應用於交通運輸領域,作為儲能介質支持大規模可再生能源的整合和發電,應用於分布式發電或熱電聯產為建築提供電和熱,為工業領域直接提供清潔的能源或原料等。光鈺「回收鎂廢渣結合檸檬酸產制氫能源」此項目可透過技轉、合作與各領域共同創利:

產氫用途與目標: 燃料、氫化學、氫燃料電池

山西、陜西、內蒙、新疆等大型鎂廠,還原罐渣、純鎂錠渣、鎂合金鎂渣等的廢渣可減量90%~95%

固態無害廢棄物可作路陸建材

全國大型檸檬酸廠,可再利用廢液

純化、儲存鎂氫合金(化工氣體產業)銷售

現在中國已具備一定氫能工業基礎,全國氫氣產能超過2000萬t/a,但生產主要依賴化石能源,消費主要作為工業原料,清潔能源制氫和氫能的能源化利用規模較小。國內由煤、天然氣、石油等化石燃料生產的氫氣占了將近70%,工業副產氣體制得的氫氣約占30%,電解水制氫占不到1%,見圖1。國內外能源企業結合其各自優勢選擇不同技術路線,紛紛布局氫能源生產與供給,煤制氫、天然氣制氫、堿性電解水制氫技術和設備已具備商業化推廣條件。

相比之下,氫能儲運和加註產業化整體滯後。壓縮氫氣與液態、固態和有機液體儲氫技術相比相對成熟,但與產業化相比仍有距離。壓縮氫氣主要通過氣氫拖車和氫氣管道兩種方式運輸。目前,國內加氫站的外進氫氣均采用氣氫拖車進行運輸。由於氣氫拖車裝運的氫氣重量只占運輸總重量的1%~2%,比較適用於運輸距離較近、輸送量較低、氫氣日用量為噸級或以下的用戶。

經濟效益

(1)鎂及鎂合金和鎂制品廢渣及下角料的費用:目前金屬鎂還原渣的處理主要是掩埋為主,掩埋前在工廠需要進行預處理,包括廠內運輸,除溫,撒水,用鏟車堆積,裝卸,防塵等費用,而金屬鎂及合金精煉渣主要是庫房管理,堆積,裝卸,防塵等費用,對鎂合金壓鑄件以及其他鎂合金制品生產過程中產生的廢渣除了執行上述標準作業程序外,還要對產生的下角料進行防火,重熔等處理,綜合現有鎂廢渣及下角料處理技術,其成本大約為50元人民幣/噸,全國綜合處理金屬鎂還原渣,鎂及鎂合金和鎂制品廢渣及下角料的費用為2.33億元/年以上。以上鎂及鎂合金和鎂制品及下角料的產生流程如下圖。

(2)氫氣的收益:全國每年產生各類鎂及合金廢渣16.5萬噸,按試驗數據中每10克精煉渣最低產生1L氫氣,5000L氫氣為罐,50元/罐計算,則氫氣的價值為:

165,000噸*10克*1L/5000L/罐=330萬罐*50元=1.65億元。

    產生的氫氣存儲後用於商品銷售,或立即用於本地的發電或用於工業用途。為了緩解能源的短缺,氫氣的需求只會增加,良好的價格,具有可利用的巨大福利。

(3)氧化鎂收益:可以將中性的廢水過濾獲得氧化鎂再次售出。

(4)政府補助。

    氫氣可以作為生產鎂過程中的強還原劑,代替氣體或焦炭,以減少二氧化碳排放量。通過鎂及鎂合金精煉渣的減排,減少浪費和對環境的汙染。同時,通過本項目的實施,可以減少甚至杜絕檸檬酸廢液的排放。

 

 

 

 

 

 

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