[发明专利]用固体电解质膜生产氢气的方法

权利要求书

1．一种生产氢气和合成气体的方法，它包括以下步骤：

(a)将压缩和加热的含氧气体混合物通入包括至少一个固体电解质氧离子迁移膜的氧反应器中，所说的反应器具有由所说的氧离子迁移膜隔开的第一区域和第二区域，其中所说的混合物中至少一部分氧气穿过所说的氧离子迁移膜由所说的第一区域迁移至所说的第二区域中，在所说的第二区域中形成第一渗透物气流从而与含气相有机燃料的清除气流反应，同时在所说的第一区域中形成贫氧的滞留气流；

(b)将所说的清除气流通入所说的第二区域中从而与所说的迁移的氧反应在所说的第一渗透物气流中形成合成气体；

(c)使所说的第一渗透物气流直接与至少一个氢迁移膜接触从而产生高纯氢渗透物和贫氢的合成气体滞留物；和

(d)所说的高纯氢渗透物作为氢气流产品排出。

2．权利要求1的方法，还包括具有所说氢迁移膜的氢分离器，和将所说第一渗透物气流通向所说氢分离器中的导管。

3．权利要求1的方法，其中所说含氧气体混合物至少部分地与第一区域中的所说贫氧滞留物气体、所说氢分离器中的所说贫氢合成气体滞留物和所说氢渗透物气体中的至少一种气体进行热交换而被加热。

4．权利要求1的方法，其中所说的气相有机燃料由用蒸汽或雾化的水处理过的有机燃料组成。

5．一种生产氢气的方法，它包括以下步骤：

(a)将压缩和加热的含氧气体混合物通入包括至少一个固体电解质氧离子迁移膜的氧反应器中，所说的反应器具有由所说的第一氧离子迁移膜隔开的第一区域和第二区域，其中所说的混合物中至少一部分氧气穿过所说的氧离子迁移膜由所说的第一区域迁移至所说的第二区域中从而提供第一氧渗透物气流，进而与含气相有机燃料的清除气流反应，同时在所说的第一区域中形成贫氧的滞留物气流；

(b)将所说的清除气流通入所说的第二区域中从而与所说的迁移的氧反应形成合成气体；

(c)从所说的第二区域中排出所说的合成气体中的所说的第一渗透物气流，并通入包括至少一个固体电解质氢迁移膜的氢分离器的第三区域中，所说的氢分离器具有由所说的氢迁移膜使它们隔开的所说的第三区域和第四区域，其中至少一部分所说的合成气体穿过所说的氢膜由所说的第三区域迁移至所说的第四区域中，从而在所说的第四区域中产生氢气渗透物和在所说的第三区域中产生贫氢的合成气体；

(d)所说的氢气渗透物作为氢气流产物从所说的第四区域中排出。

6．权利要求5的方法，其中在通入所说的氢分离器之前任选地降低所说合成气体流的温度。

7．权利要求5的方法，其中所说的混合物至少部分地与所说第一区域中的所说贫氧滞留物、所说第三区域中的所说贫氢合成气体滞留物和所说第四区域中的所说氢渗透物中的至少一种气体进行间接热交换而被加热。

8．一种生产氢气的方法，它包括以下步骤：

(a)将压缩和加热的含氧气体混合物通入包括至少一个固体电解质氧离子迁移选择性膜和至少一个固体电解质氢离子迁移膜的膜反应器中，所说的反应器具有第一区域、第二区域、和第三区域。其中所说的混合物中至少一部分氧气穿过所说的氧离子迁移膜由所说的第一区域迁移至所说的第二区域中从而在所说的第一区域中形成贫氧的滞留气流；

(b)将气相有机燃料通入所说的第二区域中从而与所说的迁移的氧反应形成合成气体；

(c)将所说的合成气体直接与至少一个氢迁移膜接触从而在第三区域中产生高纯氢渗透物，并在所说的第二区域中形成贫氢的合成气体滞留物；

(d)所说的氢渗透物作为氢气流产物从第三区域中排出。

9．权利要求8的方法，其中所说的混合物至少部分地与所说第一区域中的所说贫氧滞留物、所说第二区域中的所说贫氢合成气体，和所说第三区域中的所说氢渗透物中的至少一种气体进行间接热交换而被加热。

10权利要求8的方法，其中所说的气相有机燃料由用蒸汽或雾化的水处理过的有机燃料组成。