[发明专利]一种硅酸盐碳酸化增强水气变换制氢并固定二氧化碳的方法及装置

权利要求书

1.一种硅酸盐碳酸化增强水气变换制氢并固定二氧化碳的方法，其特点在于所述方法将经过水气变换反应所得包含二氧化碳和氢气的变换气从分离反应器底部的变换气进口加入，在分离反应器内部变换气中的二氧化碳被硅酸盐矿物颗粒吸附，在分离反应器顶部的氢气出口处得到分离二氧化碳后的高纯氢气。

2.根据权利要求1所述的硅酸盐碳酸化增强水气变换制氢并固定二氧化碳的方法，其特点在于所述分离反应器内温度控制在600 ~ 650 ℃之间。

3.根据权利要求1所述的硅酸盐碳酸化增强水气变换制氢并固定二氧化碳的方法，其特点在于所述变换气的加入速度为2.0 ~ 5.0 m/s。

4.根据权利要求1所述的硅酸盐碳酸化增强水气变换制氢并固定二氧化碳的方法，其特点在于所述高纯氢气的体积分数≥95%。

5.一种根据权利要求1-4任一所述的硅酸盐碳酸化增强水气变换制氢并固定二氧化碳的装置，其特征在于所述装置为对称分离反应器，所述分离反应器底部设有变换气进口，顶部设置有氢气出口，所述变换气进口通过变换气第一闸门（1）、变换气第二闸门（2）连接变换气第一通道（13）、变换气第二通道（14），所述对称分离反应器内部设有硅酸盐矿物颗粒仓（17），所述硅酸盐矿物颗粒仓（17）下方通过人字形通道分别连接硅酸盐矿物颗粒第一闸门（9）、硅酸盐矿物颗粒第二闸门（10），所述硅酸盐矿物颗粒第一闸门（9）、硅酸盐矿物颗粒第二闸门（10）分别连接设置在变换气第一通道（13）、变换气第二通道（14）内的第一多层平行斜栅板（7）、第二多层平行斜栅板（8），所述第一多层平行斜栅板（7）、第二多层平行斜栅板（8）上设有用于阻挡硅酸盐矿物颗粒下漏且能使气体透过的圆孔；硅酸盐矿物颗粒由硅酸盐矿物颗粒仓（17）落下通过硅酸盐矿物颗粒第一闸门（9）、硅酸盐矿物颗粒第二闸门（10）并分别放置在第一多层平行斜栅板（7）、第二多层平行斜栅板（8）上；所述第一多层平行斜栅板（7）、第二多层平行斜栅板（8）上方分别为氢气第一通道（15）、氢气第二通道（16），所述氢气第一通道（15）、氢气第二通道（16）通过氢气第一闸门（3）、氢气第二闸门（4）连接氢气出口。

6.根据权利要求5所述的硅酸盐碳酸化增强水气变换制氢并固定二氧化碳的装置，其特征在于所述第一多层平行斜栅板（7）、第二多层平行斜栅板（8）下方分别设有第一硅酸盐矿物废料桶（11）、第二硅酸盐矿物废料桶（12），所述第一硅酸盐矿物废料桶（11）、第二硅酸盐矿物废料桶（12）上分别设有硅酸盐矿物废料桶第一闸门（5）、硅酸盐矿物废料桶第二闸门（6）；所述第一多层平行斜栅板（7）、第二多层平行斜栅板（8）为可翻转多层平行斜栅板，所述第一多层平行斜栅板（7）、第二多层平行斜栅板（8）上方的氢气第一通道（16）、氢气第二通道（16）内分别设置有二氧化碳探测器，所述二氧化碳探测器连接有PLC控制器，所述PLC控制器与二氧化碳探测器、变换气第一闸门（1）、变换气第二闸门（2）、硅酸盐矿物颗粒第一闸门（9）、硅酸盐矿物颗粒第二闸门（10）、第一多层平行斜栅板（7）的翻转装置、第二多层平行斜栅板（8）的翻转装置、硅酸盐矿物废料桶第一闸门（5）、硅酸盐矿物废料桶第二闸门（6）、氢气第一闸门（3）、氢气第二闸门（4）连接。

7.根据权利要求5所述的硅酸盐碳酸化增强水气变换制氢并固定二氧化碳的装置，其特征在于所述第一多层平行斜栅板（7）、第二多层平行斜栅板（8）的平行斜栅板层相距均为1.5 cm；所述第一多层平行斜栅板（7）、第二多层平行斜栅板（8）上用于阻挡硅酸盐矿物颗粒下漏且能使气体透过的圆孔的直径为4 mm；所述硅酸盐矿物颗粒的粒径为6 ~ 8 mm。

8.根据权利要求5所述的硅酸盐碳酸化增强水气变换制氢并固定二氧化碳的装置，其特征在于所述硅酸盐矿物颗粒仓（17）下方的人字形通道靠近第一多层平行斜栅板（7）、第二多层平行斜栅板（8）处分别设有溜料口，所述硅酸盐矿物颗粒第一闸门（9）、硅酸盐矿物颗粒第二闸门（10）设置在溜料口出口处。