[发明专利]一种固体燃料化学链气化制氢系统与方法

权利要求书

1.一种固体燃料化学链气化制氢系统，其特征在于，包括空气反应器，空气反应器具有空气进口，空气反应器的出口连接第一气固分离装置的入口，第一气固分离装置的气体出口连接大气，第一气固分离装置的固体出口连接燃料反应器，燃料反应器通过返料装置与空气反应器相连，燃料反应器具有水蒸气进口和固体燃料进口，燃料反应器的出口连接第二气固分离装置的入口，第二气固分离装置的固体出口连接燃料反应器，第二气固分离装置的气体出口连接合成气变换装置，合成气变换装置的气体出口连接CO₂吸附单元的入口，CO₂吸附单元的排放口连接H₂处理单元，CO₂吸附单元的出口连接第三气固分离装置的入口，第三气固分离装置的CaCO₃固体出口连接煅烧炉，煅烧炉的出口连接第四气固分离装置的入口，第四气固分离装置的气体出口连接CO₂处理单元，第四气固分离装置的固体出口连接CaO储罐，CaO储罐连接CO₂吸附单元和CaO调质单元，CaO调质单元具有醋酸入口或水蒸气入口，CaO调质单元连接CO₂吸附单元。

2.如权利要求1所述的固体燃料化学链气化制氢系统，其特征在于，所述的合成气变换装置为耐硫中温变换或低温变换或中温变换串联低温变换反应器或等温变换反应器。

3.如权利要求1所述的固体燃料化学链气化制氢系统，其特征在于，所述的CaO储罐与CO₂吸附单元的管路上增加CaO进料口。

4.一种固体燃料化学链气化制氢方法，其特征在于，采用权利要求1所述的固体燃料化学链气化制氢装置，具体步骤包括：在空气反应器中氧载体还原后形成的低价态物质M_xO_y-1与空气发生氧化反应生成热的氧载体M_xO_y；第一气固分离装置将未反应的气体和生成的热的氧载体M_xO_y分离，未反应的气体直接排放，热的氧载体M_xO_y进入燃料反应器；在燃料反应器中，利用热的氧载体M_xO_y携带的热量，固体燃料与通入燃料反应器的水蒸气反应产生H₂和CO，CO和H₂将氧载体M_xO_y还原，氧载体还原后形成的低价态物质M_xO_y-1通过返料装置返回空气反应器与空气反应再生成氧载体M_xO_y循环利用；燃料反应器的气体产物与未反应完全的固体燃料以及氧载体M_xO_y进入第二气固分离装置进行分离，分离出的固体燃料与氧载体M_xO_y返回燃料反应器继续反应，分离出的气体进入合成气变换装置，气体中的CO与进入合成气变换装置的气态H₂O反应生成H₂和CO₂，H₂和CO₂气体进入CO₂吸附单元，H₂通过设置在CO₂吸附单元上的排放口进入H₂处理单元，CO₂与CO₂吸附单元中的CaO反应，生成的CaCO₃经第三气固分离装置分离掉气体后，进入煅烧炉中，CaCO₃在煅烧炉发生分解反应生成CO₂和CaO，生成物经第四气固分离装置分离，分离出的CO₂进入CO₂处理单元，CaO进入CaO储罐，未失活的CaO循环返回CO₂吸附单元捕捉CO₂，失去活性的CaO进入CaO调质单元，调质后的CaO通过管道输送进入CO₂吸附单元循环利用。

5.如权利要求4所述的固体燃料化学链气化制氢系统，其特征在于，所述的氧载体为金属氧载体或非金属氧载体。