[发明专利]一种流化-固定复合床反应吸附强化甲烷水蒸气重整制氢的装置及方法

权利要求书

1.一种流化-固定复合床反应吸附强化甲烷水蒸气重整制氢的装置，其特征在于，包括流化-固定复合床反应器、一级旋风分离器、二级旋风分离器和再生器；还包括安装在流化-固定复合床反应器内底部的第一气体分布器和安装在再生器内底部的第二气体分布器；

所述的流化-固定复合床反应器的出口与一级旋风分离器的进气口相连；

一级旋风分离器的出气口与二级旋风分离器的进气口相连；

一级旋风分离器的排尘口与再生器相连；

再生器通过下斜料管与流化-固定复合床反应器相通。

2.根据权利要求1所述的流化-固定复合床反应吸附强化甲烷水蒸气重整制氢的装置，其特征在于，所述的流化-固定复合床反应器为提升管反应器或流化床床层反应器。

3.根据权利要求2所述的流化-固定复合床反应吸附强化甲烷水蒸气重整制氢的装置，其特征在于，所述的提升管反应器或流化床床层反应器中设有用于固定催化剂的挡板和填料。

4.一种反应吸附强化甲烷水蒸气重整制氢的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将预热后的水蒸气和甲烷的混合气与再生器过来的吸附剂一起通入流化-固定复合床反应器中，与填装在流化-固定复合床反应器内部的催化剂接触发生反应吸附强化重整反应；所述的水蒸气和甲烷的摩尔比为2～6:1;流化-固定复合床反应器的气速为0.1～3m/s；反应温度为450～650℃；

（2）从流化-固定复合床反应器出来的气固混合物进入一级旋风分离器进行分离，分离出来的气体产物经二级旋风分离器进行再次分离；

（3）从一级旋风分离器出来的吸附剂进入再生器，进行吸附剂再生，再生后的吸附剂在再生气体的作用下经下料斜管，与水蒸气和甲烷的混合气体一起进入流化-固定复合床反应器，再生后的二氧化碳则集中收集，所述的再生气体的气速为0.001～0.5m/s；

（4）必要时，经加料管向再生器中补加新鲜吸附剂，与再生后的吸附剂一同进入流化-固定复合床反应器，进行新一轮的反应吸附强化甲烷水蒸气重整反应。

5.根据权利要求4所述的反应吸附强化甲烷水蒸气重整制氢的方法，其特征在于，所述的催化剂为镍基催化剂，且为异形催化剂。

6.根据权利要求5所述的反应吸附强化甲烷水蒸气重整制氢的方法，其特征在于，所述的异形催化剂为拉西环形、圆柱体、球形、条状、片状、三叶草形、空心三叶草形、外齿轮形、内齿轮形、梅花形、蜂窝形、四筋车轮形、五筋车轮形、七筋车轮形或七孔球体。

7.根据权利要求4所述的反应吸附强化甲烷水蒸气重整制氢的方法，其特征在于，所述的吸附剂为纳米或微米CaO基CO₂吸附剂微球，所述的吸附剂的平均粒径为5-100微米。

8.根据权利要求4所述的反应吸附强化甲烷水蒸气重整制氢的方法，其特征在于，步骤（3）中吸附剂再生的温度为700～900℃，再生的时间为1～120分钟。