[实用新型]使用双层流化床制取氢气的装置无效

申请号：	200920234619.3	申请日：	2009-08-12
公开（公告）号：	CN201512409U	公开（公告）日：	2010-06-23
发明（设计）人：	向文国;薛志鹏;王新	申请（专利权）人：	东南大学
主分类号：	C01B3/06	分类号：	C01B3/06;C01B3/10;C01B31/20;F01K27/02;F01D15/10;C10J3/00
代理公司：	南京经纬专利商标代理有限公司 32200	代理人：	陆志斌
地址：	210096***	国省代码：	江苏;32
权利要求书：	查看更多	说明书：	查看更多
摘要：
搜索关键词：	使用双层流化床制取氢气装置
钻瓜网技术展会专利词库专利权人专利榜在售专利公布日期热门专利

【说明书】：

技术领域

本实用新型涉及一种利用燃料经气化或直接制取氢气的装置，尤其涉及一种使用双层流化床制取氢气的装置。

背景技术

能源利用的可持续发展策略之一，实现能源的高效清洁利用。氢能以其清洁、高效、利用形式多样等诸多优点，在未来可持续能源系统中，有望成为能源载体。氢能利用效率较高，遗憾的是自然界中的氢大多是以化合态存在的，作为二次能源必须由其他一次能来制取。我国是一个以煤炭为主的能源消耗大国，在这一基本国情下，未来半个世纪内，在氢源的选择上，燃料仍将扮演着非常重要的角色。但能源向氢能转化的过程中排放出大量的CO₂，由此引起的温室效应对生态环境造成严重的破坏。由于以燃料为基础的氢生产过程排放的CO₂的量如此巨大，氢作为环境友好的清洁能源的优点将会消失。因此，在燃料制氢过程中，有效分离并固化CO₂成为能否实现燃料规模清洁制氢的关键之一。

实用新型内容

本实用新型提供一种能够连续产氢并利于环保的使用双层流化床制取氢气的装置，本实用新型能够在制取纯氢的同时有效分离出纯净的二氧化碳。

本实用新型的技术方案如下：

使用双层流化床制取氢气的装置，由空气反应器流化床、第一溢流槽、双层流化床、第二溢流槽制氢反应器流化床、第三溢流槽组成，空气反应器流化床的上端连接有贫氧空气分离器，贫氧空气分离器的下端通过第一溢流槽与双层流化床上层相连，所述的双层流化床包括流化床，在流化床内设有中间布风板，且中间布风板将流化床分割成双层流化床上层与双层流化床下层，在双层流化床上层与双层流化床下层之间设有溢流管，且溢流管的一端与双层流化床上层连接，溢流管的另一端与双层流化床下层连接，在溢流管中部设有螺旋给料器，在双层流化床上层上设有二氧化碳分离器，且二氧化碳分离器的上端与双层流化床上层的顶部连接，二氧化碳分离器的下端位于双层流化床上层内，双层流化床下层的下端经过第二溢流槽与制氢反应器流化床的下端相连，在制氢反应器流化床上端设有与氢气分离器，且制氢反应器流化床上端与氢气分离器的上端连接，氢气分离器的下端经过第三溢流槽与空气反应器流化床下端相连。空气反应器流化床(1)的下端设有铁氧化物补充口(F)。在双层流化床(3)的下端设有排渣口(L)。空气反应器流化床由主反应室、过渡段及提升管组成，提升管通过过渡段与主反应室连接，提升管的上端与贫氧空气分离器连接。在第一溢流槽、第二溢流槽、第三溢流槽以及溢流管的底端(J、B、D及L)设有通入松动风的水蒸气入口。

本实用新型具有如下优点：

(1)在双层流化床内，分为上下两层的结构，由中间布风板将反应器分割成上下两层，而在反应器的外侧则由溢流管连接上下两层。这样的结构导致反应器下层的反应为：

燃料若为固体燃料(煤、生物质、石油焦)首先发生气化反应：

C+H₂O→H₂+CO+吸热

燃料若为气体燃料(合成气，天然气)则无需气化，并直接参与以下反应。

双层流化床下层发生的还原反应：

Fe₃O₄+CO→3FeO+CO₂+吸热

Fe₃O₄+4CO→3Fe+4CO₂+放热

Fe₃O₄+4H₂→3Fe+4H₂O+吸热

Fe₃O₄+H₂→3FeO+H₂O+吸热

Fe₂O₃+CO→2FeO+CO₂+吸热

Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂+吸热