[发明专利]一种高温气冷堆耦合碘硒热化学循环硫还原制氢方法

摘要

本发明涉及一种碘硒热化学循环硫还原制氢方法，属于氢能技术领域。首先以水为原料，加入硒和碘，在常压下反应，得到亚硒酸溶液和氢碘酸，对氢碘酸进行精馏浓缩，对精馏浓缩后的氢碘酸进行分解，分解得到的氢气作为产品输出，碘循环使用，在得到的亚硒酸溶液中加入还原剂硫或二氧化硫或亚硫酸，得到硒和副产品输出，硒作为原料循环使用。本发明方法的反应过程所需最高温度为400‑500℃，避免了因反应温度过高无法进行大规律制氢生产的问题。本发明方法中的反应剂碘和硒，可以循环利用，因此大大降低了制氢的生产成本。本方法可以很好的与最新清洁能源高温气冷堆耦合，高温气冷堆的热能、电能和机械能均能被碘硒热化学循环制氢过程所利用。

主权项

1.一种高温气冷堆耦合碘硒热化学循环硫还原制氢方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)以水为原料，加入硒和碘，在常压下反应，水、硒和碘的摩尔比为：水∶硒∶碘＝1∶(0.3‑2)∶(0.5‑4)，反应温度为15℃‑80℃，反应时间为30‑120min，反应得到亚硒酸溶液和氢碘酸，反应方程式如下：3H₂O+Se+2I₂→H₂SeO₃+4HI利用液液分离方法，将亚硒酸溶液和氢碘酸进行液液分离，得到亚硒酸溶液和氢碘酸；(2)对步骤(1)得到的氢碘酸进行精馏，精馏塔进料温度为泡点温度，塔内压力为1.1‑1.5MPa，反应时间为10‑50min；(3)对步骤(2)得到的氢碘酸进行分解，分解塔内压力为1.1‑1.5MPa，反应温度为400℃‑700℃，反应时间为30‑120min，产物为H₂和I₂，氢气作为产品输出，碘回到步骤(1)中循环使用，化学反应方程式如下：2HI→H₂+I₂(4)在步骤(1)得到的亚硒酸溶液中加入还原剂二氧化硫或亚硫酸，加入摩尔比为：亚硒酸∶还原剂硫或亚硫酸＝1∶(2‑5)，在10℃‑30℃下反应5‑30min，得到硒和硫酸，硒为固体沉淀，经固液分离器分离，硫酸作为副产品输出，硒回到步骤(1)中作为原料循环使用，反应方程式如下：H₂SeO₃+2SO₂+H₂O→Se+2H₂SO₄H₂SeO₃+2H₂SO₃→2H₂SO₄+Se+H₂O。