[发明专利]一种基于合成气制取氢气并分离二氧化碳的装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于合成气制取氢气并分离二氧化碳的装置及方法，合成气(CO、H₂和少量CH₄)和水蒸气在吸收反应室内通过变换反应得到H₂与CO₂，CO₂被CaO吸收，生成CaCO₃；H₂经分离器与CaCO₃分离并捕集，CaCO₃进入再生反应室；CaCO₃经过煅烧分解为CO₂与CaO，CO₂经分离器与CaO分离并捕集，CaO重新回到吸收反应室；在氧化反应室通入空气，Cu与氧气燃烧生成CuO，CuO经分离器与燃烧后的欠氧空气分离进入再生反应室；CuO与合成气反应生成Cu和CO₂，CO₂经分离器与CuO分离并捕集，反应释放的热量为CaCO₃的煅烧分解供热，还原后的Cu重新回到氧化反应室，循环利用。

主权项

1.一种基于合成气制取氢气并分离二氧化碳的装置，其特征在于，该装置由吸收反应流化床(1)、再生反应流化床(2)与氧化反应流化床(3)组成；其中：吸收反应流化床(1)由吸收反应室(1‑1)、吸收反应室过渡段(1‑3)、吸收床提升管(1‑7)、氢气旋风分离器(1‑9)、CaO第二下料管(1‑5)、第一溢流槽(1‑4)、第二溢流槽(1‑6)、二氧化碳第一旋风分离器(1‑10)、CaO第一下料管(1‑8)以及第一返料槽(1‑2)组成；再生反应流化床(2)由再生反应室(2‑1)、再生反应室过渡段(2‑2)、再生床提升管(2‑3)组成；氧化反应流化床(3)由氧化反应室(3‑1)、氧化反应室过渡段(3‑3)、氧化床提升管(3‑7)、空气旋风分离器(3‑9)、Cu第二下料管(3‑5)、第三溢流槽(3‑4)、第四溢流槽(3‑6)、二氧化碳第二旋风分离器(3‑10)、Cu第一下料管(3‑8)以及第二返料槽(3‑2)组成；吸收反应流化床(1)的吸收反应室过渡段(1‑3)通过第一溢流槽(1‑4)与再生反应流化床(2)相连，再生反应流化床(2)通过第三溢流槽(3‑4)与氧化反应流化床(3)相连；其中所述吸收反应流化床(1)中，吸收床提升管(1‑7)的下端通过吸收反应室过渡段(1‑3)与吸收反应室(1‑1)相连，吸收床提升管(1‑7)的上端与氢气旋风分离器(1‑9)的上端相连，氢气旋风分离器(1‑9)的下端通过CaO第二下料管(1‑5)与第一返料槽(1‑2)相连，第一返料槽(1‑2)与吸收反应室(1‑1)上端侧相连；二氧化碳第一旋风分离器(1‑10)的下端通过CaO第一下料管(1‑8)与第二溢流槽(1‑6)相连，第二溢流槽(1‑6)与吸收床提升管(1‑7)下端侧相连，吸收反应室(1‑1)通过第一溢流槽(1‑4)与再生反应室(2‑1)相连，吸收反应室(1‑1)底端设有合成气和水蒸气口(B)，第一返料槽(1‑2)的底部(A)、第一溢流槽(1‑4)的底部(C)、第二溢流槽(1‑6)的底部(E)设有松动风口；所述再生反应流化床(2)中，再生床提升管(2‑3)的下端通过再生反应室过渡段(2‑2)与再生反应室(2‑1)相连；再生床提升管(2‑3)的左上端与二氧化碳第一旋风分离器(1‑10)相连，再生床提升管(2‑3)的右上端与二氧化碳第二旋风分离器(3‑10)相连，再生反应室(2‑1)底端设有合成气口(G)；所述氧化反应流化床(3)中，二氧化碳第二旋风分离器(3‑10)的下端通过Cu第一下料管(3‑8)与第四溢流槽(3‑6)相连，第四溢流槽(3‑6)与氧化床提升管(3‑7)下端侧相连，氧化反应室(3‑1)通过第三溢流槽(3‑4)与再生反应室(2‑1)相连；氧化床提升管(3‑7)的下端通过氧化反应室过渡段(3‑3)与氧化反应室(3‑1)相连，氧化床提升管(3‑7)的上端与空气旋风分离器(3‑9)的上端相连，空气旋风分离器(3‑9)的下端通过Cu第二下料管(3‑5)与第二返料槽(3‑2)相连，第二返料槽(3‑2)与氧化反应室(3‑1)上端侧相连；氧化反应室(3‑1)底端设有空气口(I)；第三溢流槽(3‑4)的底部(H)、第四溢流槽(3‑6)的底部(M)、第二返料槽(3‑2)的底部(J)分别设有松动风口。