[实用新型]超临界水气化制氢气相产物的变压吸收分离系统

说明书

一种超临界水气化制氢气相产物的变压吸收分离系统，超临界水气化反应器出口与换热器热流体侧入口连接，换热器热流体侧出口与三相分离器的入口连接，反应物料沿换热器冷流体侧进入超临界水气化反应器，三相分离器的液相和固相出口接后续单元，气相出口接调压器的入口，调压器的出口接高压水吸收器一的入口，高压水吸收器一的气相出口依次经气路阀门一和气体减压阀后分为两路，一路经气路阀门二接高纯H管路，另一路经气路阀门三接深度分离器的入口，高压水吸收器一的液相出口经液体减压阀接CO2解析器的入口，CO2解析器的液相出口通过水路阀门一回接高压水吸收器一，本实用新型可在高压条件下实现气相产物逐级变压吸收分离，提高能量利用效率。

技术领域

本实用新型属于超临界水气化制氢技术领域，特别涉及一种超临界水气化制氢气相产物的变压吸收分离系统。

背景技术

随着地球化石能源的日益枯竭和环境的不断恶化，急需找到一种新型无污染的能源作为化石燃料的替代品，发展氢能已成为能源转型共识。氢能因其绝对无污染的燃烧特性备受人们关注，于是各种制氢工艺应运而生。一般制氢工艺或资源浪费严重，或产氢速率较低得不到大规模推广，而超临界水气化制氢工艺因具有反应快、气化率高、过程清洁等优势逐渐进入人们的视野。作为一种环境友好型，资源节约型的新型制氢技术，超临界水气化制氢具有优良的推广前景。

目前常规的气体分离技术，如变压吸附技术因其可以得到纯度很高的氢气在国内外得到广泛应用，是近年国内外发展最成熟，成本较低的气体分离方法，但是其操作压力比较低，一般在1.0-3.0MPa之间。同时，膜分离技术由于膜的化学和热稳定性差，选择性和通量不高，处理量有限，产品纯度低，且耐压性有限，因此多用于低压条件进行气体分离。而超临界水气化制氢系统的合成气产物压力在25MPa或以上，采用常规方法进行氢气分离提纯，则合成气需进行降压，将大量浪费系统压能。在工业化超临界水气化系统中，为了平衡投资和运行效果，在高压条件下进行气体分离成为超临界水气化制氢技术亟待突破的关键问题。

发明内容

为了克服上述现有技术只能在低压条件下进行气体分离而浪费系统大量压能的缺点，本实用新型的目的在于提供一种超临界水气化制氢气相产物的变压吸收分离系统，可在高压条件下实现气相产物逐级变压吸收分离，降低超临界水气化系统设备成本，提高能量利用效率，降低气相产物分离系统能量输入，实现超临界水气化系统的气相产物高效、低耗能分离。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种超临界水气化制氢气相产物的变压吸收分离系统，包括换热器2，换热器2热流体侧入口与超临界水气化反应器1出口连接，换热器2热流体侧出口与三相分离器3的入口连接，反应物料沿换热器2冷流体侧进入超临界水气化反应器1，三相分离器3的液相和固相出口接后续单元，气相出口接调压器13的入口，调压器13的出口接高压水吸收器一4的入口，高压水吸收器一4的气相出口依次经气路阀门一14和气体减压阀6后分为两路，一路经气路阀门二19接高纯H₂管路，另一路经气路阀门三20接深度分离器7的入口，高压水吸收器一4的液相出口经液体减压阀8接CO₂解析器9的入口，CO₂解析器9的气相出口接CO₂为主的气体管路，CO₂解析器9的液相出口通过水路阀门一16回接高压水吸收器一4。

进一步地，所述高压水吸收器一4的气相出口分为两路，一路接气路阀门一14的入口，另一路经气路阀门四15接高压水吸收器二5，高压水吸收器二5的气相出口接气体减压阀6的入口，高压水吸收器二5的液相出口经液体减压阀8接CO₂解析器9的入口，CO₂解析器9的液相出口通过水路阀门二17回接高压水吸收器一4。

进一步地，根据气体组分情况，在所述高压水吸收器二5后串联更多个高压水吸收器。

进一步地，所述CO₂解析器9的液相出口设置高压水泵10。