[发明专利]一种开式混合硫循环制氢的系统和方法

说明书

本发明公开了一种开式混合硫循环制氢的系统和方法，该系统包括二氧化硫吸收装置等；烟道出口接至增压风机的入口，增压风机的出口接在二氧化硫吸收装置的第一入口，补水装置的出口接在二氧化硫吸收装置的第二入口，二氧化硫吸收装置的第一出口接在烟气排出装置的入口，二氧化硫吸收装置的第二出口接在酸泵的入口；该方法包括：烟气在增压风机增压后进入二氧化硫吸收装置中；烟气中的二氧化硫与来自补水装置的雾化水、电解液收集装置返回液充分接触反应生成亚硫酸和硫酸的混合溶液；混合溶液通过酸泵进入电解制氢装置中；产生的氢气进入到氢气收集装置中。本发明利用废气二氧化硫制氢，减少了烟气中的二氧化硫排放，提供了清洁能源，利于环境保护。

技术领域

本发明属于氢气制备和锅炉环保技术领域，具体涉及一种开式混合硫循环制氢的系统和方法。

背景技术

混合硫(HyS)循环制氢包括如下两步反应：

SO2去极化电解：SO2+2H2O＝H2SO4+H2(60～140℃)

硫酸分解反应：H2SO4＝H2O+SO2+1/2O2(800～900℃)

混合硫(HyS)循环高温水解制氢需要在800℃以上高温，将硫酸热解为二氧化硫，水、二氧化硫在100℃左右温度下电解产生氢气和硫酸。该工艺实现的难点在于：

(1)将硫酸热解所需要的800℃的高温难以满足；

(2)热解硫酸制氢的经济性较差。

锅炉燃烧含硫煤，产生二氧化硫，二氧化硫排向大气造成大气污染，必须采取脱硫措施。

发明内容

本发明的目的在于针对目前高温水解制氢和含硫煤燃烧所存在的问题，提供了一种开式混合硫循环制氢的系统和方法。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种开式混合硫循环制氢的系统，包括烟道、增压风机、二氧化硫吸收装置、补水装置、烟气排出装置和酸泵；

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

本发明进一步的改进在于，补水装置提供带压力的水，该水通过装于二氧化硫吸收装置上部的雾化喷嘴由上至下喷洒在二氧化硫吸收装置中。

本发明进一步的改进在于，增压风机出口的烟气，通过布置于二氧化硫吸收装置中上部的均流板由上而下通入二氧化硫吸收装置中。

本发明进一步的改进在于，二氧化硫吸收装置的第一出口布置在二氧化硫吸收装置的顶部，二氧化硫吸收装置的第二出口布置在二氧化硫吸收装置的底部。

本发明进一步的改进在于，还包括电解制氢装置、氢气收集罐、电解液收集装置和硫酸浓缩收集装置；

酸泵的出口接在电解制氢装置的入口，电解制氢装置的第一出口接在电解液收集装置的入口，电解制氢装置的第二出口接在氢气收集罐的入口，电解液收集装置第一出口接在二氧化硫吸收装置的第三入口，电解液收集装置第二出口接在硫酸浓缩收集装置的入口。

本发明进一步的改进在于，电解制氢装置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，硫酸溶液从电解装置的正极流出，进入到电解液收集装置中。

本发明进一步的改进在于，电解制氢装置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。

本发明进一步的改进在于，二氧化硫吸收装置中二氧化硫的浓度通过补水装置的补水量、电解液收集装置返回液的多少及烟道烟气二氧化硫含量共同决定。