[发明专利]一种利用液态金属裂解天然气制氢的系统、方法

权利要求书

1.一种利用液态金属裂解天然气制氢的系统，其特征在于，包括液态金属熔融罐、液态金属裂解反应器、分离器；

所述液态金属裂解反应器内设置有承载液态金属的均布结构，且液态金属裂解反应器上设置有天然气进口和裂解气出口，裂解气出口与分离器连接，分离器上设有炭黑排出口；

所述液态金属熔融罐上还设置有与液态金属裂解反应器连接的溢流口；

所述液态金属熔融罐与液态金属裂解反应器之间连接有电磁泵。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液态金属熔融罐的外部设置有电磁加热器；

所述电磁加热器的加热方式包括中频电磁加热、高频电磁加热；

进一步地，所述中频电磁加热的频率为400H_Z～10KH_Z；

所述高频电磁加热的频率为10KHz～40KH_Z；

所述液态金属裂解反应器的温度为700～1400℃。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述均布结构上具有方格和/或圆孔；

方格的尺寸为20～100mm×20～100mm；圆孔的直径为10～120mm；

所述均布结构的材质为高温陶瓷。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分离器包括多个并联设置的旋风冷却器；

所述分离器上设置有水冷夹套；所述水冷夹套内均布有多个扰流柱；

所述分离器内的温度为150～400℃。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分离器出口还依次连接布袋除尘器和冷凝器，且布袋除尘器和冷凝器上均设有炭黑排出口，

冷凝器的排气端还设有变压吸附器，

液态金属裂解反应器与变压吸附器之间还连接有回收管路。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述布袋除尘器的温度为180～230℃；

所述冷凝器的温度≤50℃。

7.一种利用液态金属裂解天然气制氢的方法，其特征在于，采用权利要求1～6任一项所述的系统制备；

所述方法包括如下内容：

(1)将液态金属、天然气、催化剂混合后在液态金属裂解反应器中裂解，分离出氢气、裂解气；

(2)将裂解气在旋风冷却器组中进行间壁换热后降温，再进入布袋除尘器中分离出炭黑；

(3)将分离出炭黑后的裂解气在冷凝器中冷凝后，进入变压吸附器，分离出氢气。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括将步骤(3)中分离出氢气的裂解气再次裂解。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述液态金属选自Sn、In、Ga中的一种或几种；

所述催化剂选自Ni、Pt、Bi、Pd、Fe和/或其对应金属的合金中的一种或几种。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述裂解的温度为700～1400℃，优选为750～1200℃，更优选为800～1100℃；

所述降温至温度为150～400℃，优选为200～250℃；

所述布袋除尘器中分离炭黑的温度为180～230℃；

所述冷凝的温度≤100℃，进一步为冷凝的温度≤50℃。