[发明专利]一种超临界水制氢装置

说明书

本发明公开了一种超临界水制氢装置，包括超临界锅炉、气浮床反应釜、反应物料加料装置，超临界锅炉提供超临界水；反应物料加料装置接收反应物料，并将反应物料排出；反应物料加料装置排出的反应物料与超临界水混合进入气浮床反应釜中，在气浮床反应釜内，反应物料与超临界水反应生成超临界混合体，超临界混合体包含超临界二氧化碳、超临界氢气、未反应完的超临界水，产生的超临界混合体从气浮床反应釜中排出。本发明无需制备纯氧或外置电加热，系统控制简单，制氢成本更低；全程仅用超临界水作为热源，无需加入空气或氧气，无爆炸危险，安全性更高；生产的氢气和二氧化碳均为超临界状态，只需膨胀降温即可得到液态二氧化碳和氢，彻底解决氢气运输难题。

技术领域

本发明属于制氢技术领域，具体涉及一种超临界水制氢装置。

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。

传统的超临界水蒸煤的方式为了解决水与煤反应的吸热能量，采用电加热或加入氧气燃烧的方式提供反应热量。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种在超临界状态下，超临界水与反应物料反应实现制氢的超临界水制氢装置。

实现本发明的技术方案如下

一种超临界水制氢的装置，包括超临界锅炉、气浮床反应釜、反应物料加料装置，超临界锅炉提供超临界水；

反应物料加料装置接收反应物料，并将反应物料排出；

反应物料加料装置排出的反应物料与超临界水混合进入气浮床反应釜中，在气浮床反应釜内，反应物料与超临界水反应生成超临界混合体，超临界混合体包含超临界二氧化碳、超临界氢气、未反应完的超临界水，产生的超临界混合体从气浮床反应釜中排出。

该装置还包括固定床反应釜、中间过渡灰仓，气浮床反应釜的排出端与固定床反应釜的进入端形成连通，气浮床反应釜中排出的超临界混合体进入固定床反应釜中继续反应，反应完成后，从固定床反应釜的排出端排出；

固定床反应釜的排渣口与中间过渡灰仓形成连通，在固定床反应釜的排渣口与中间过渡灰仓之间设置有控制固定床反应釜内的灰渣进入中间过渡灰仓中的排出控制阀，在中间过渡灰仓的排渣口安装有控制中间过渡灰仓内的灰渣排出的排渣控制阀。

反应物料加料装置包括料斗、中间过渡料仓、加料阀门，料斗上设有加料口，料斗的下方与中间过渡料仓的顶部形成连通，在料斗与中间过渡料仓之间设置有控制料斗内反应物料进行中间过渡料仓中的控制阀；加料阀门安装于中间过渡料仓的出料端，以控制中间过渡料仓内的反应物料排出。

反应物料加料装置排出的反应物料与超临界锅炉排出的超临界水，经过引射器的引射后，从气浮床反应釜底部进入气浮床反应釜内。

该装置还包括化水水箱、第一换热器、第二换热器，化水水箱内存放有化水；

化水水箱的排出端与第一换热器的获热进入端形成连通，第一换热器的获热排出端与第二换热器的获热进入端形成连通，第二换热器的获热排出端与超临界锅炉内超临界水管道形成连通；

第一换热器内的温度低于第二换热器内的温度；化水水箱内的化水经过第一换热器、第二换热器后温度逐步提升。