[发明专利]一种熔融盐中催化裂解甲烷制备氢气的方法及实现该方法的装置

权利要求书

1.一种在熔融盐中催化裂解甲烷制备氢气的方法，其特征在于，包括如下步骤：制氢原料、气化剂、熔融盐从流化床反应器底部进入流化床反应器，流化床反应器内的催化剂与制氢原料反应产生固体产物和气体产物，固体产物在熔融盐及气体产物共同作用下处于流态化状态，并在流化床反应器中下部形成固体产物及催化剂的密相区，流化床反应器中上部为液态熔融盐；进入流化床反应器的制氢原料在熔融盐、催化剂、气化剂共同作用下催化转化为富氢气体和固体碳，富氢气体和固体碳从流化床反应器气体出口流出，进入气固分离器，经气固分离器分离得到氢气及固体碳；流化床反应器内含有催化剂、制氢原料反应产生的固体产物的熔融盐经过液固分离后，一部分重新从流化床底部循环进入流化床反应器为流化床流态化提供动力；另一部分进入熔融盐再生系统进行再生，然后重新从流化床底部循环进入流化床反应器为流化床流态化提供动力。

2.根据权利要求1所述的熔融盐中催化裂解甲烷制备氢气的方法，其特征在于：所述的熔融盐为MOH和M₂CO₃的混合物，其中M为碱金属，MOH的质量分数为60％～90％，所述的M为钾或钠。

3.根据权利要求1所述的熔融盐中催化裂解甲烷制备氢气的方法，其特征在于：所述的制氢原料为含碳燃料，含碳燃料为含有甲烷的气体燃料。

4.根据权利要求3所述的熔融盐中催化裂解甲烷制备氢气的方法，其特征在于：所述的含碳燃料为天然气或者垃圾填埋气。

5.根据权利要求1所述的熔融盐中催化裂解甲烷制备氢气的方法，其特征在于：所述的催化剂为甲烷催化裂解催化剂。

6.根据权利要求5所述的熔融盐中催化裂解甲烷制备氢气的方法，其特征在于：所述的甲烷催化裂解催化剂为采用Ni基的甲烷裂解催化剂。

7.一种实现权利要求1所述的熔融盐中催化裂解甲烷制备氢气的方法的装置，其特征在于：该装置包括流化床反应器、气固分离器、熔融盐循环泵和熔融盐再生系统，流化床反应器底部设置有制氢原料进口、气化剂进口、循环熔融盐进口及物料循环口，流化床反应器中上部设置有气体产物出口和熔融盐出口，流化床中部设置有倾斜的分隔板；熔融盐再生系统和熔融盐循环泵分别通过管道与熔融盐出口相连；气固分离器通过管道与气体产物出口相连，气固分离器固体出口通过管道与物料循环口相连。

8.根据权利要求7所述的实现熔融盐中催化裂解甲烷制备氢气的方法的装置，其特征在于：所述的流化床反应器内设置有分隔板，所述的分隔板与水平面的夹角为45°～60°。

9.根据权利要求7所述的实现熔融盐中催化裂解甲烷制备氢气的方法的装置，其特征在于：所述的熔融盐出口处设置有固液分离装置，所述的固液分离装置分别与熔融盐循环泵和熔融盐再生系统连接。