[发明专利]一种耦合催化重整与膜分离反应制氢方法及其装置

摘要

本发明属化工设备技术领域，涉及一种耦合催化重整与膜分离反应制氢方法及其装置，尤其是一种采用膜流化床甲烷水蒸气重整制氢方法及其装置，适用于石油、化工及燃料电池领域，主体结构包括原料气入口、预分布室、气体分布板、钯膜组件、催化剂床层、采样口、流化床反应区床体、金属连接管、加热系统、氢气导管、扩大段、超纯氢气出口、真空泵、背压阀、液体转子流量计、水泵、尾气出口、换热器、气体转子流量计、气体泵和预热器，各部件气液连通有机配合构成氢气选择性膜流化床甲烷水蒸气重整制氢装置或称为反应器；流化床反应区床体的顶部采用盖式结构密封，其工艺简单，设备投资低，膜分离性能好，产氢率高。

主权项

一种耦合催化重整与膜分离反应制氢方法，其特征在于制氢工艺按如下步骤进行：(1)将颗粒直径为50-200微米的镍/氧化铝催化剂按高径比1∶1～3添加至流化床反应器内，用还原气体进行还原，将表面的氧化镍还原为活性组分镍；还原气体为氢气，还原温度为600℃；(2)将流量为5-20l/min的甲烷和25-100ml/min的去离子水通入预热器，加热到400-450℃，经预热的原料气通过预分布室和气体分布板进入流化床反应器与镍/氧化铝催化剂充分接触，催化重整生成氢气，操作温度为600℃，操作压力为2-5atm；(3)重整反应生成的氢气透过钯膜组件渗透至膜管中心，汇集后流出反应器，钯膜渗透侧由真空泵提供渗透压差，高纯氢气流出反应器后经氢气压缩机压缩，然后储存至储罐中备用；(4)尾气经尾气出口流出反应器，其夹带的颗粒由尾气过滤器返回到床体中，为节约能源、回收热量，将尾气通入换热器与水进行换热，降温后的尾气排入大气或进一步加以利用。