[发明专利]一种新型液体氧化物与超临界水制氢的方法与装置

说明书

本发明公开了一种新型液体氧化物与超临界水制氢的方法，将煤和/或生物质和/或垃圾，与超临界水、液体氧化物发生反应生成氢气和二氧化碳，反应过程中放热反应所产生的热量，提供了气化反应吸收的热量，制取氢气。反应过程中过氧化氢分解热，及碳和氧反应所放出的热量，提供了气化反应所需的热量，总体反应中的吸收热量与放出热量基本平衡，实现了将煤(生物质、垃圾等)的化学能转化成氢能，实现制氢目的。

技术领域

本发明属于制氢能源技术领域，具体涉及一种新型液体氧化物与超临界水制氢的方法与装置。

背景技术

人类自从发明用火以来，对煤炭、石油、生物质、垃圾等碳基燃料的能量使用方式均采用富氧(空气)燃烧的方式提取能量。

传统的燃煤(生物质、垃圾等)锅炉，体积庞大、效率低下、污染严重，寻找一种新型绿色低碳的氢能利用方法和装备迫在眉睫。

传统化工煤气化方式，均采用纯氧作为气化剂，通过纯氧加水在缺氧燃烧的条件下生成一氧化碳、氢气等，该方式需要用水喷淋净化气化气和协助排渣，会导致大量的水污染，同时效率低下不到60％，造成大量的能源浪费。

传统的燃煤电厂发电循环仅为朗肯循环，发电效率低且污染严重，造成大量碳基燃料的浪费，极大地加重了二氧化碳的排放强度。

传统的电解水制氢，制氢成本高，氢气的压力低，加压液化困难，难以解决氢能的运输问题，无法支撑氢能产业链的快速发展。

在碳达峰碳中和背景下，急需寻找新的燃料、新的反应、新的热源。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种新型液体氧化物与超临界水制氢的方法与装置。

实现本发明的技术方案如下

一种新型液体氧化物与超临界水制氢的方法，将煤和/或生物质和/或垃圾，与超临界水、液体氧化物发生反应生成氢气和二氧化碳，反应过程中放热反应所产生的热量，提供气化反应吸收的热量，制取氢气。

液体氧化物为过氧化氢，反应过程方程式为：

H₂O₂＝H₂O+0.5O₂ 放热

C+O₂＝CO₂ 放热

C+2H₂O(超临界)＝CO₂+2H₂ 吸热

总反应方程如下：

H₂O₂+3.5C+5H₂O(超临界)＝3.5CO₂+6H₂。

本发明的另一目的：提供一种实现上述制氢方法的新型液体氧化物与超临界水制氢装置，该制氢装置包括固定床反应釜，固定床反应釜内提供了煤和/或生物质和/或垃圾、液体氧化物、超临界水进行气化反应的反应空间，在固定床反应釜的上部有加料口，下部有排渣口；固定床反应釜下部设置有超临界水入口，上部设置有气化气出口；在固定床反应釜上开设供液体氧化物通入固定床反应釜内的进入口；

煤和/或生物质和/或垃圾添加到固定床反应釜内，加料完成后停止加料；

超临界水、液体氧化物通入固定床反应釜内；

在固定床反应釜内超临界水、煤和/或生物质和/或垃圾、液体氧化物反应生成氢气和二氧化碳混合气体，产生的氢气与二氧化碳混合气体从固定床反应釜的气化气出口排出。