[发明专利]一种高温气冷堆耦合碘硒热化学循环硫还原制氢方法

权利要求书

1.一种高温气冷堆耦合碘硒热化学循环硫还原制氢方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)以水为原料，加入硒和碘，在常压下反应，水、硒和碘的摩尔比为：水:硒:碘＝1:(0.3-2):(0.5-4)，反应温度为15℃-80℃，反应时间为30-120min，反应得到亚硒酸溶液和氢碘酸，反应方程式如下：

3H₂O+Se+2I₂→H₂SeO₃+4HI

利用液液分离方法，将亚硒酸溶液和氢碘酸进行液液分离，得到亚硒酸溶液和氢碘酸；

(2)对步骤(1)得到的氢碘酸进行精馏，精馏塔进料温度为泡点温度，塔内压力为1.1-1.5MPa，反应时间为10-50min；

(3)对步骤(2)得到的氢碘酸进行分解，分解塔内压力为1.1-1.5MPa，反应温度为400℃-700℃，反应时间为30-120min，产物为H₂和I₂，氢气作为产品输出，碘回到步骤(1)中循环使用，化学反应方程式如下：

2HI→H₂+I₂

(4)在步骤(1)得到的亚硒酸溶液中加入还原剂二氧化硫或亚硫酸，加入摩尔比为：亚硒酸:还原剂二氧化硫或亚硫酸＝1:(2-5)，在10℃-30℃下反应5-30min，得到硒和硫酸，硒为固体沉淀，经固液分离器分离，硫酸作为副产品输出，硒回到步骤(1)中作为原料循环使用，反应方程式如下：

H₂SeO₃+2SO₂+H₂O→Se+2H₂SO₄

H₂SeO₃+2H₂SO₃→2H₂SO₄+Se+H₂O。

2.如权利要求1所述的碘硒热化学循环硫还原制氢方法，其特征在于所述的步骤(1)中反应温度为20℃-30℃。

3.如权利要求1所述的碘硒热化学循环硫还原制氢方法，其特征在于所述的步骤(3)中反应温度为400℃-500℃。

4.一种高温气冷堆耦合碘硒热化学循环硫还原制氢方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)以水为原料，加入硒和碘，在常压下反应，水、硒和碘的摩尔比为：水:硒:碘＝1:(0.3-2):(0.5-4)，反应温度为15℃-80℃，反应时间为30-120min，反应得到亚硒酸溶液和氢碘酸，反应方程式如下：

3H₂O+Se+2I₂→H₂SeO₃+4HI

利用液液分离方法，将亚硒酸溶液和氢碘酸进行液液分离，得到亚硒酸溶液和氢碘酸；

(2)对步骤(1)得到的氢碘酸进行精馏，精馏塔进料温度为泡点温度，塔内压力为1.1-1.5MPa，反应时间为10-50min；

(3)对步骤(2)得到的氢碘酸进行分解，分解塔内压力为1.1-1.5MPa，反应温度为400℃-700℃，反应时间为30-120min，产物为H₂和I₂，氢气作为产品输出，碘回到步骤(1)中循环使用，化学反应方程式如下：

2HI→H₂+I₂

(4)在步骤(1)得到的亚硒酸溶液中加入过氧化氢，加入的摩尔比为：亚硒酸:过氧化氢＝1:(1-4)，在20℃-80℃下，反应时间10-100min，反应得到硒酸溶液；对硒酸溶液加热进行结晶，反应温度为40℃-160℃，反应时间10-100min，得到三氧化硒；在三氧化硒中加入还原剂硫，三氧化硒和还原剂硫的摩尔比为：三氧化硒:还原剂硫＝1:(3-6)，反应温度为90℃-120℃，反应时间为：10-60min，反应生成硒和二氧化硫，得到副产品二氧化硫和硒，硒回到步骤(1)中作为原料循环使用， 反应方程式如下：

H₂SeO₃+H₂O₂→H₂SeO₄+H₂O

H₂SeO₄→SeO₃+H₂O

SeO₃+3S→2Se+3SO₂。