[发明专利]一种吸附增强甲烷水蒸气重整制氢反应装置及方法

权利要求书

1.一种吸附增强甲烷水蒸气重整制氢反应装置，其特征在于，所述装置包括混合器(1)、格栅式流化床反应器(2)、旋风分离器(3)、再生反应器(4)、第一料封(4a)、第二料封(4b)；格栅式流化床反应器(2)设置在混合器(1)出口处，格栅式流化床反应器(2)出口连接旋风分离器(3)，旋风分离器(3)出口通过第一料封(4a)与再生反应器(4)连接，再生反应器(4)出口通过第二料封(4b)与混合器(1)相连接。

2.一种吸附增强甲烷水蒸气重整制氢的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：

a、以水蒸气和甲烷作为原料气，将原料气与吸附剂在混和器(1)内混和，混合后进入格栅式流化床反应器(2)内，与涂覆在格栅上的催化剂涂层进行充分接触和反应；水蒸气与甲烷的摩尔比为2～6，反应器的进口温度与出口温度分别为450℃～850℃和440℃～840℃，操作压力为0.3～4MPa；

b、从格栅式流化床反应器(2)出来的气固混和物进入旋风分离器(3)进行分离，分离出来的气体产物经工业处理装置处理后，得到纯净的氢气；

c、从旋风分离器(3)出来的吸附剂部分移出，另外部分进入再生反应器(4)，向再生反应器(4)中通入空气使吸附剂再生，再生后的吸附剂进入混合器，二氧化碳随空气一起离开系统，再生反应器(4)内常压操作，温度维持在600～950℃；

d、向混合器(1)补加与移出等量的新鲜吸附剂，与再生反应器(4)出来的吸附剂一同进入混合器(1)；混合器(1)内温度为450℃～850℃；吸附剂通过甲烷与水蒸气携带进入格栅式流化床反应器(2)进行新一轮的吸附增强式甲烷水蒸气重整反应。

3.根据权利要求2所述一种吸附增强甲烷水蒸气重整制氢的方法，其特征在于，所述格栅式流化床反应器为下行床格栅式流化床反应器或提升管格栅式流化床反应器。

4.根据权利要求2所述一种吸附增强甲烷水蒸气重整制氢的方法，其特征在于，所述催化剂涂层为Ni、Rh、Pt或Ru。

5.根据权利要求2所述一种吸附增强甲烷水蒸气重整制氢的方法，其特征在于，所述格栅间的间距为0.5～50mm。

6.根据权利要求2所述一种吸附增强甲烷水蒸气重整制氢的方法，其特征在于，所述吸附剂的粒径大小为20～200微米，最优粒径大小为30～100微米。

7.根据权利要求2所述一种吸附增强甲烷水蒸气重整制氢的方法，其特征在于，所述吸附剂为CaO，CaO与MgO、Al₂O₃的混合物，CaO与MgO、Al₂O₃的固熔体，白云石煅烧后形成的物质或者云母石煅烧后形成的物质。