[发明专利]一种制氢方法

说明书

本发明公开一种制氢的方法，所述方法包括如下内容：水蒸气经磁化处理后进入蒸汽反应器同蒸汽反应器顶部进入的还原态的载氧体接触进行反应，获得氢气和氧化态的载氧体；所述氢气和未反应的水蒸气同蒸汽反应器上部流出，经分离后获得氢气；所述氧化态的载氧体从反应器底部排出经还原后循环回蒸汽反应器。所述方法能够显著提高化学环制氢的产率。

技术领域

本发明涉及一种制氢方法，具体地说涉及一种水蒸气还原反应制氢的方法。

背景技术

化学链制氢是一种具有工业化前景的制氢技术，它是一种制氢兼顾二氧化碳捕集的新技术。它把天然气蒸汽重整反应分成三步进行，分别在两个反应器中得到氢气和二氧化碳，不需要气体分离，具有制氢效率高、氢气纯度高、二氧化碳零排放的优点，非常符合现在及未来制氢技术的发展要求。经过十多年的研发，美国建成了全球首家工业化示范装置，离工业化应用越来越近。综合考虑能源、资源和环境三方面，天然气作为化学链制氢的燃料是最佳选择，但是在经济性上还有待提高。

CN201610457306.9提供一种化学链制氢的工艺装置及方法，所述工艺装置包括两个燃料反应器、蒸汽反应器和空气反应器，燃料反应器Ⅰ的出气口与燃料反应器Ⅱ的进气口连接，两燃料反应器的载氧体出口连接蒸汽反应器的载氧体进口，蒸汽反应器与空气反应器连接。采用上述工艺装置，控制燃料反应器Ⅰ内的反应温度为750~800℃，燃料反应器Ⅱ内的反应温度为650~750℃，将燃料气在燃料反应器内的反应分成两段，较一般工艺条件的反应温度（850~950℃）大大降低，减少了能量消耗，并使燃料气向二氧化碳的转化更为彻底，提高了CH₄转化率和CO₂选择性。

CN201010118131.1采用生物质气化制氢与化学链燃烧相结合，实现二氧化碳低成本分离；以金属氧化物为热载体和氧载体在三床之间循环，实现物质和能量的分级利用。系统主要包括空气反应器、燃料反应器、移动床气化炉、气固分离装置、气体净化装置、氢气分离装置以及后续利用装置。系统既能实现制氢，又能实现CO2近零排放制氢，从而实现生物质的高效清洁利用。

CN201610209319.4公开了一种切换式化学链制氢装置，包括并联连接的至少三个化学链反应器和至少两个CaO反应器，每个化学链反应器分别设有五个进口和五个出口，CaO反应器分别设有一个进口和两个出口，所述进口和出口均通过阀门与不同的气体管路相连。采用本发明的装置，可通过载氧体被还原、氧化的循环过程实现制氢，将反应分为反应时长相同的三个反应阶段，并控制每个化学链反应器分别处于不同的阶段，从而实现制氢的循环和连续化生产。本发明的装置实现了载氧体的固定化反应，避免了载氧体在各反应器中流动引发的磨损，提高了载氧体利用率；设计巧妙，实现了连续化生产，提高了反应器利用率。

CN201610499615.2公开了一种生物质热解-化学链燃烧制备高纯氢气的装置及方法，包括生物质热解单元、化学链制氢单元和余热回收单元，生物质热解单元包括立式料仓、螺旋给料器、回转窑热解反应器和高温过滤器；化学链制氢单元包括进气端气路切换系统、至少一个固定床反应器和尾气端气路切换系统，其中固定床反应器由三个平行的固定床反应器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ构成，他们依次连续经历燃料还原-水蒸汽氧化-空气燃烧阶段(水蒸汽吹扫阶段)；余热回收单元包括余热锅炉、冷却器和气液分离器。本发明由生物质制备氢气的工艺流程短，热解气进入化学链制氢单元制得的含氢产物，经简单冷凝除水后即可得到高纯氢气，无复杂的气体净化装置，制氢成本低。