[发明专利]利用太阳能从生物质和水中制取氢气工艺方法及其设备

权利要求书

1、一种利用太阳能从生物质和水中制取氢气工艺方法，该工艺方法包括有固态碳转化步骤，固态碳在600℃-1000℃中，常压下与水蒸气反应生成一氧化碳、二氧化碳和氢气；和液态烃类的转化步骤，该转化步骤通过催化裂解法，并与水蒸汽反应后生成氢气、一氧化碳、二氧化碳，该工艺方法还包括有净化工艺步骤，该净化工艺步骤是将上述两个转化步骤中生成的转化气体及一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气进行除固体杂质、脱硫、脱二氧化碳和一氧化碳变换的净化处理，最后得到纯度为97-99％的氢气，其特征在于上述转化步骤中的固态碳；一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气；液态烃类是从生物质和水中制成，其过程为：将生物质放在生物质转化塔中，在温度为200℃-1000℃范围内，压力为常压条件下分解成三种形态的物质：固态物质、液态物质、气态物质，该液态物质、气态物质经冷却分离塔冷却处理后得到上述的一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气和液态烃类，该固态物质为上述转化步骤中所需的固态炭，并且该工艺方法使用的所有的热能都来自于太阳能。

2、权利要求1的工艺方法中所用的设备，包括有液态烃类转化装置、脱硫装置、一氧化碳变换装置、脱二氧化碳装置、脱残余的一氧化碳、二氧化碳装置，其特征在于还包括生物质转化塔、冷却分离塔、太阳能聚光设备、太阳能水加热器、太阳能高温蒸汽加热器、冷凝器，所述太阳能聚光设备的工质出、进口分别通过工质管道与所述太阳能高温蒸汽加热器的工质进、出口，所述太阳能水加热器的工质进、出口，所述生物质转化塔的工质进、出口，所述液态烃类转化装置中的蒸汽予热器的工质进、出口，气化炉的工质进、出口，烃类予热器的工质进、出口，所述一氧化碳变换装置中的予热器的工质进、出口相接；所述太阳能水加热器的低压蒸汽出口分别通过管道与所述冷凝器的低压蒸汽进口。所述太阳能高温蒸汽加热器的低压蒸汽进口、所述液态烃转化装置中的低压蒸汽进口、所述脱残余的一氧化碳、二氧化碳装置中的低压蒸汽进口相接；所述冷凝器的蒸馏水出口分别通过管道与所述冷却分离塔的冷却水进口、所述液态烃类转化装置中的冷凝水进口、所述一氧化碳变换装置中的冷凝水进口、所述脱硫装置中的冷凝水进口相接；所述太阳能高温蒸汽加热器的高压蒸汽出、进口分别通过管道与所述脱硫装置中的高压蒸汽进、出口、一氧化碳变换装置中的高压蒸汽进、出口、液态烃类转化装置中的高压蒸汽进、出口相接，并且所述太阳能高温蒸汽加热器的高压蒸汽出口与所述生物质转化塔的蒸汽管相接；所述生物质转化塔的转化物出口通过管道与所述冷却分离塔的转化物进口相接；所述冷却分离塔的混合气出口通过管道与所述脱硫装置中的脱硫塔相接；所述冷却分离塔的液态烃出口通过管道与所述液态烃类转化装置中的油罐相接。

3、根据权利要求2所述的设备，其特征在于：生物质转化塔包括有装有保温层的塔体，塔体的内部结构采用列管式换热器的管束式结构，管束的进出口为工质的进出口，塔体内的管外间隙的空间为生物质转化空间，生物质转化空间有三个通往塔体外的通口：即位于塔体上部一侧的生物质进口、位于塔体上部另一侧的转化物出口、位于塔体下部的废渣出口，此外在生物质转化空间中设有与太阳能高温加热器的蒸汽出口相通的带有喷孔的蒸汽管。

4、根据权利要求2所述的设备，其特征在于：冷却分离塔包括有装有保温层的双塔体，每个塔体的内部结构都采用列管式换热器的管束式结构，每个塔体的管束进出口均为冷却水的进出口，每个塔体内的管外间隙的空间都为转化物冷却分离的空间，其中一个塔体的转化物冷却分离空间有一个通往塔体外的通口：即位于该塔体上部的转化物进口，而另一个塔体的转化物冷却分离空间有两个通往塔体外的通口：即位于该塔体上部的混合气出口、位于该塔体下部的液态烃出口，并在两个塔体的下部用转化物输管连通两个塔体内的转化物冷却分离空间。

5、根据权利要求2所述的设备，其特征在于：太阳能水加热器包括有装有保温层的壳体，在壳体内设有伸入壳体下部的进水管，在壳体的顶部设有蒸汽出口，在壳体的底部设有工质流通室，该工质流通室的顶壁为壳体的底面，在工质流通室的相对两侧分别设有工质的进口和出口，并在工质流通室内用间隔排列的并形成有环绕通道的数块隔板将上述工质的进口和出口隔开。