[发明专利]用于生产高纯度氢气的钙循环工艺

权利要求书

1.一种生产氢气的方法，其包括以下步骤：

将燃料气化成初始未净化的合成气，其包括CO、氢气、水蒸 汽和以H₂S、COS和HX形式存在的硫和卤化物杂质，其中X是卤 素；

将所述初始未净化的合成气通过注入了CaO和水蒸汽的水煤 气变换反应器WGSR，在无催化剂的条件下，使所述初始未净化的 合成气转化为变换后的气体；

提供化学计量比为1∶3的碳与水蒸汽；

使所述变换后的气体与所述CaO在所述水煤气变换反应器 WGSR中反应以除去含CaCO₃、CaS和CaX₂的固相含钙产物中的 CO₂、硫和卤化物；

将固相含钙产物与富含氢气的产物分离；以及

在选自以下的一种条件下煅烧固相含钙产物，再生出CaO，这 些条件为：在水蒸汽存在条件下，在CO₂存在条件下，在合成气存 在条件下，在H₂和O₂存在条件下，在部分真空条件下，以及以上 条件组合。

2.根据权利要求1所述的方法，其还包括以下步骤：

在分离后，由所述WGSR供料，将Fischer-Tropsch反应器中的 至少一部分产物流直接再循环至WGSR，以便将选自甲烷、C1-C4 烃、CO、氢气及其组合的化学物再导回到WGSR中。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在温度为400-1000℃和 压力为1-100大气压下，所述富含氢气的产物中氢气的纯度为 70％-9999％。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述CaO的表面积至少 为12.0m²/g，孔体积至少为0.015cm³/g，所述CaO的吸附力为70g CO₂/kg CaO。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述CaO的表面积至 少为12.0m²/g，孔体积至少为0.015cm³/g，所述CaO的吸附力为70g CO₂/kg CaO。

6.一种生产氢气的方法，其包括以下步骤：

在无催化剂的条件下，以及CaO和水蒸汽存在条件下重整气态 烃燃料以除去包括CaCO₃、CaS和CaX₂的固相含钙产物中的以H₂S、 COS和HX形式存在的CO₂、硫和卤化物杂质，其中X是卤素，从 而得到CO和氢气的混合物；

将固相含钙产物与富含氢气的产物分离；以及

在下述一种条件下，煅烧固相含钙产物，再生出CaO，这些条件 包括：在水蒸汽存在条件下、在CO₂存在条件下、在合成气存在条件 下、在H₂和O₂存在条件下、在部分真空条件下，及上述条件组合。

7.根据权利要求6所述的方法，其还包括以下步骤：

由重整器供料，将Fischer-Tropsch反应器中的至少一部分产物流 再循环，以便将选自甲烷、C1-C4烃、CO、氢气及其组合的化学物 再导回到该重整器中。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，在温度为400-1000℃和 压力为1-100大气压下，所述富含氢气的产物中氢气的纯度为 70％-99.99％。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述CaO的表面积至 少为12.0m²/g，孔体积至少为0.015cm³/g，所述CaO的吸附力为70g CO₂/kg CaO。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述CaO的表面积至 少为12.0m²/g，孔体积至少为0.015cm³/g，所述CaO的吸附力为70g CO₂/kg CaO。