[发明专利]一种开式混合硫循环制氢的系统和方法

权利要求书

1.一种开式混合硫循环制氢的系统，其特征在于，包括烟道(1)、增压风机(2)、二氧化硫吸收装置(3)、补水装置(10)、烟气排出装置(9)和酸泵(4)；

烟道(1)为锅炉脱销、除尘后的烟道，其出口接至增压风机(2)的入口，增压风机(2)的出口接在二氧化硫吸收装置(3)的第一入口，补水装置(10)的出口接在二氧化硫吸收装置(3)的第二入口，二氧化硫吸收装置(3)的第一出口接在烟气排出装置(9)的入口，二氧化硫吸收装置(3)的第二出口接在酸泵(4)的入口。

2.根据权利要求1所述的一种开式混合硫循环制氢的系统，其特征在于，补水装置(10)提供带压力的水，该水通过装于二氧化硫吸收装置(3)上部的雾化喷嘴由上至下喷洒在二氧化硫吸收装置(3)中。

3.根据权利要求1所述的一种开式混合硫循环制氢的系统，其特征在于，增压风机(2)出口的烟气，通过布置于二氧化硫吸收装置(3)中上部的均流板由上而下通入二氧化硫吸收装置(3)中。

4.根据权利要求1所述的一种开式混合硫循环制氢的系统，其特征在于，二氧化硫吸收装置(3)的第一出口布置在二氧化硫吸收装置(3)的顶部，二氧化硫吸收装置(3)的第二出口布置在二氧化硫吸收装置(3)的底部。

5.根据权利要求1所述的一种开式混合硫循环制氢的系统，其特征在于，还包括电解制氢装置(5)、氢气收集罐(6)、电解液收集装置(7)和硫酸浓缩收集装置(8)；

酸泵(4)的出口接在电解制氢装置(5)的入口，电解制氢装置(5)的第一出口接在电解液收集装置(7)的入口，电解制氢装置(5)的第二出口接在氢气收集罐(6)的入口，电解液收集装置(7)第一出口接在二氧化硫吸收装置(3)的第三入口，电解液收集装置(7)第二出口接在硫酸浓缩收集装置(8)的入口。

6.根据权利要求5所述的一种开式混合硫循环制氢的系统，其特征在于，电解制氢装置(5)是二氧化硫去极化电解装置，能电解二氧化硫和水的混合溶液，氢气从电解装置的负极析出，进入到氢气收集罐(6)，硫酸溶液从电解装置的正极流出，进入到电解液收集装置(7)中。

7.根据权利要求5所述的一种开式混合硫循环制氢的系统，其特征在于，电解制氢装置(5)装置内布置有加热装置和冷却装置，保证其内部温度能够调整到50℃到150℃之间。

8.根据权利要求1所述的一种开式混合硫循环制氢的系统，其特征在于，二氧化硫吸收装置(3)中二氧化硫的浓度通过补水装置(10)的补水量、电解液收集装置(7)返回液的多少及烟道(1)烟气二氧化硫含量共同决定。

9.一种开式混合硫循环制氢的方法，其特征在于，该方法基于权利要求5至8中任一项所述的一种开式混合硫循环制氢的系统，包括以下步骤：

1)从烟道(1)来的经过脱销和除尘后的含二氧化硫的烟气，在增压风机(2)增压后进入二氧化硫吸收装置(3)中；

2)烟气中的二氧化硫与来自补水装置(10)的雾化水、电解液收集装置(7)返回液充分接触反应生成亚硫酸和硫酸的混合溶液；

3)烟气中溶解度较小的氮气和二氧化碳气体进入烟气排出装置(9)中，亚硫酸和硫酸的混合溶液通过酸泵(4)进入电解制氢装置(5)中；

4)进入电解制氢装置(5)的混合溶液进行温度调整、通电电解，产生的氢气进入到氢气收集装置(6)中；

5)消耗了二氧化硫并产生了硫酸的溶液进入到电解液收集装置(7)中，电解液收集装置(7)中的溶液返回到二氧化硫吸收装置(3)开始下一轮循环、吸收、电解；

6)随着循环的进行，电解液收集装置(7)中硫酸的浓度逐步升高，根据工艺要求，一部分硫酸进入硫酸浓缩收集装置(8)中。