[发明专利]由固体碳和水生产氢气的方法和系统

权利要求书

1.一种由固体碳物质和进料水生产氢的方法，包括步骤：

准备一个具有等离子反应室和位于该反应室中的电弧放电电极的电弧等离子体反应器；

将固体碳物质供入反应室，并在固体碳物质中形成大量细小的电弧通道；

给电弧放电电极分别供电以在所述细小的电弧通道中生产电弧放电等离子体；和

将水蒸气通过细小的电弧通道，使水蒸气与固体碳物质在电弧放电等离子体存在下反应，生成富氢气体。

2.根据权利要求1的方法，其中热等离子体反应器具有由水蒸气产生区形成的上游侧和由富氢气体产生区形成的下游侧，并还包括步骤：

将进料水供给电弧等离子体反应器的水蒸气产生区，在其上游侧形成水蒸气；

在氢气产生区中在电弧放电等离子体存在下水蒸气与固体碳物质反应，产生富氢气体；

冷却富氢气体以分离出冷凝水；和

循环冷凝水至水蒸气产生区以转变成水蒸气。

3.根据权利要求1或2的方法，还包括步骤：

从富氢气体分离出含CO和CO₂的杂质。

4.一种制氢系统，包括：

具有固体碳供给口、进料水供给口，具有合成气出口的绝缘套管，在绝缘套管中形成的电弧等离子体室，位于电弧等离子体室一端的交流电弧放电电极，位于电弧等离子体室另一端的中性放电电极，和在电弧等离子体室中装有的固体碳物质形成的许多细小的电弧通道的电弧等离子体反应器；

通过进料水供给口将进料水供给电弧等离子体室的进料水供给泵，使进料水转变成水蒸气；和

向电弧电极供给交流电电能的交流电电源，以在细小的电弧通道中分别产生电弧放电等离子体，从而使水暴露于电弧放电等离子体中形成水蒸气，该水蒸气在经过细小的电弧通道时在电弧放电等离子体存在下与固体碳物质反应产生富氢气体。

5.根据权利要求4的制氢系统，还包括：

与电弧等离子体反应器连接的液/气分离器装置，用于分离富氢气体和冷凝水；和

用于将冷凝水循环到电弧等离子体反应器以形成富氢气体的循环管线。