[發明專利]太陽能熔融鹽化學循環制取氫氣及合成氣的方法

無效

• 申請號: 200710066387.0
• 申請日: 2007-11-19
• 公開（公告）號: CN101172574A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 王華;敖先權;胡建杭;魏永剛
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C01B3/02
• 分類號: C01B3/02
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司
• 代理人: 賽曉剛

1.一種太陽能熔融鹽化學循環制取氫氣及合成氣的方法，其特征在于利用太陽能聚光裝置或者其它加熱方式為熱源，將堿金屬碳酸鹽加熱熔融，以甲烷CH₄為原料，金屬氧化物粉末為氧化甲烷CH₄的氧源，在熔融鹽反應器(1)中，熔融鹽作為反應介質，甲烷CH₄作為還原劑，將金屬氧化物還原為金屬單質并同時獲得合成氣，還原后金屬單質再送進水分解反應器(2)里面，與水發生反應，獲得氫氣H₂及該金屬的氧化物，再將該金屬氧化物回送到熔融鹽反應器(1)中，讓該金屬氧化物再次與甲烷反應，還原為金屬單質及合成氣，金屬單質再與水發生水解反應，又獲得金屬單質，如此循環反復，形成整套化學循環制取氫氣及合成氣的工藝。

2.根據權利要求1所述的太陽能熔融鹽化學循環制取氫氣及合成氣的方法，其特征在于所述熔融鹽反應器(1)底部有甲烷進氣口，熔融鹽反應器(1)頂部有合成氣出氣口，金屬氧化物粉末從熔融鹽反應器(1)頂部噴入，甲烷從底部鼓入與金屬氧化物在熔融鹽介質中發生反應，獲得的合成氣通過熔融鹽反應器(1)頂部管道輸出，獲得金屬單質在熔融鹽吸收作用下，沉向熔融鹽反應器(1)底部，將熔融鹽與金屬單質分離。

3.根據權利要求1或2所述的太陽能熔融鹽化學循環制取氫氣及合成氣的方法，其特征在于所述的堿金屬鹽是堿金屬碳酸鹽，或者是幾種堿金屬碳酸鹽的混合物。

4.根據權利要求3所述的太陽能熔融鹽化學循環制取氫氣及合成氣的方法，其特征在于所述的堿金屬碳酸鹽是碳酸鈉與碳酸鉀混合物體系，熔融鹽采用碳酸鈉Na₂CO₃和碳酸鉀K₂CO₃混合而成，其質量比為Na₂CO₃∶K₂CO₃＝10～99.9∶90～0.1。

5.根據權利要求1或2所述的太陽能熔融鹽化學循環制取氫氣及合成氣的方法，其特征在于所述的金屬氧化物為氧化鋅。

6.根據權利要求1或2所述的太陽能熔融鹽化學循環制取氫氣及合成氣的方法，其特征在于在熔融鹽反應器中，金屬氧化物與熔融鹽質量的比為：1∶1～10。

7.根據權利要求1或2所述的太陽能熔融鹽化學循環制取氫氣及合成氣的方法，其特征在于氧化鋅以熔融碳酸鈉與碳酸鉀組成的混合物體系，按質量比為1∶7.5～8.5，在熔融鹽反應器(1)中進行接觸反應。

8.根據權利要求1或2所述的太陽能熔融鹽化學循環制取氫氣及合成氣的方法，其特征在于金屬單質—鋅在水分解反應器(2)中與水發生分解反應，獲得氫氣H₂和氧化鋅ZnO，兩者的摩爾比是鋅∶水＝1∶10～50。

9.根據權利要求1或2所述的太陽能熔融鹽化學循環制取氫氣及合成氣的方法，其特征在于利用太陽能聚光裝置，將熔融鹽加熱到反應所需的1073K～1373K溫度，再送到熔融鹽反應器(1)內。

10.根據權利要求1或2所述的太陽能熔融鹽化學循環制取氫氣及合成氣的方法，其特征在于金屬氧化物粉末粒度為100目-300目。