[發(fā)明專(zhuān)利]循環(huán)流化床甲烷水蒸汽重整制氫反應(yīng)工藝及反應(yīng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710099606.5
• 申請(qǐng)日: 2007-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101054161A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程易;王琦;丁石;金涌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C01B3/44
• 分類(lèi)號(hào): C01B3/44;C01B3/34;C01B3/50;B01J23/755;B01J21/04;B01J23/90
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• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種循環(huán)流化床甲烷水蒸汽重整制氫反應(yīng)工藝，其特征在于該工藝按如下步驟進(jìn)行：

(1)水蒸汽與甲烷作為原料氣以摩爾比為1.2～1.5的比例首先進(jìn)入提升管反應(yīng)器，與鎳/氧化鋁催化劑顆粒充分接觸，催化重整生成氫氣，提升管反應(yīng)器的進(jìn)口溫度與出口溫度分別為850℃～860℃和800℃～810℃；

(2)從提升管反應(yīng)器出來(lái)的氣固混合物進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行分離，分離出來(lái)的氣體經(jīng)工業(yè)處理裝置，最終得到純凈的氫氣；

(3)從旋風(fēng)分離器分離出來(lái)的催化劑顆粒進(jìn)入流化床燃燒反應(yīng)器，向流化床燃燒反應(yīng)器中通入空氣，催化劑上的積碳與空氣中氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，清除了積碳，同時(shí)鎳被空氣中的氧氣氧化生成氧化鎳，使催化劑的溫度由800℃～810℃升高到1170℃～1220℃，流出流化床燃燒反應(yīng)器的氣體直接排空；

(4)被完全氧化的催化劑顆粒進(jìn)入再生裝置，向其中通入甲烷氣體，使催化劑得到再生，并使顆粒的溫度由1170℃～1220℃降到850℃～860℃；從再生裝置的頂部流出的氣體進(jìn)入下一步工業(yè)處理裝置，得到純凈的氫氣；再生得到的催化劑返回提升管反應(yīng)器，與預(yù)熱后的原料氣混合，催化劑將原料氣加熱到840℃～850℃后進(jìn)行新一輪的甲烷重整反應(yīng)。

2.按照權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床甲烷水蒸汽重整制氫反應(yīng)工藝，其特征在于：步驟(4)中原料氣的預(yù)熱溫度為400℃～450℃。

3.按照權(quán)利要求1或2所述的循環(huán)流化床甲烷水蒸汽重整制氫反應(yīng)工藝，其特征在于：在提升管反應(yīng)器底部以及流化床燃燒反應(yīng)器底部通入惰性載氣作為提升氣或者松動(dòng)風(fēng)。

4.一種實(shí)施如權(quán)利要求1所述工藝的循環(huán)流化床甲烷水蒸氣重整制氫反應(yīng)裝置，其特征在于，所述裝置包括：提升管反應(yīng)器(2)，設(shè)置在提升管反應(yīng)器出口處的第一旋風(fēng)分離器(3a)，通過(guò)第一料封(4a)與所述第一旋風(fēng)分離器相連的第一流化床燃燒反應(yīng)器(5a)，通過(guò)第二料封(4b)與所述第一流化床燃燒反應(yīng)器相連的第二流化床燃燒反應(yīng)器(5b)，所述的第二流化床燃燒反應(yīng)器通過(guò)管道與所述的提升管反應(yīng)器的底部相連接。

5.一種實(shí)施如權(quán)利要求1所述工藝的循環(huán)流化床甲烷水蒸氣重整制氫反應(yīng)裝置，其特征在于，所述裝置包括：提升管反應(yīng)器(2)，設(shè)置在提升管反應(yīng)器出口處的第一旋風(fēng)分離器(3a)，通過(guò)第一料封(4a)與所述第一旋風(fēng)分離器相連的第一流化床燃燒反應(yīng)器(5a)，通過(guò)第二料封(4b)與所述第一流化床燃燒反應(yīng)器相連的下行管反應(yīng)器(1)，與所述下行管反應(yīng)器相連的第二旋風(fēng)分離器(3b)，所述的第二旋風(fēng)分離器與所述的提升管反應(yīng)器的底部相連接。

6.一種實(shí)施如權(quán)利要求1所述工藝的循環(huán)流化床甲烷水蒸氣重整制氫反應(yīng)裝置，其特征在于，所述裝置包括兩段提升管反應(yīng)器(2a)，設(shè)置在兩段提升管反應(yīng)器出口處的第一旋風(fēng)分離器(3a)，通過(guò)第一料封(4a)與所述第一旋風(fēng)分離器相連的第一流化床燃燒反應(yīng)器(5a)，所述的第一流化床燃燒反應(yīng)器通過(guò)第二料封(4b)與所述的兩段提升管反應(yīng)器底部相連接。