[發明專利]一種吸附增強甲烷水蒸氣重整制氫反應裝置及方法

無效

• 申請號: 201110051244.9
• 申請日: 2011-03-03
• 公開（公告）號: CN102070125A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 程易;翟緒麗;儲博釗
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C01B3/38
• 分類號: C01B3/38
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

1.一種吸附增強甲烷水蒸氣重整制氫反應裝置，其特征在于，所述裝置包括混合器(1)、格柵式流化床反應器(2)、旋風分離器(3)、再生反應器(4)、第一料封(4a)、第二料封(4b)；格柵式流化床反應器(2)設置在混合器(1)出口處，格柵式流化床反應器(2)出口連接旋風分離器(3)，旋風分離器(3)出口通過第一料封(4a)與再生反應器(4)連接，再生反應器(4)出口通過第二料封(4b)與混合器(1)相連接。

2.一種吸附增強甲烷水蒸氣重整制氫的方法，其特征在于，按照如下步驟進行：

a、以水蒸氣和甲烷作為原料氣，將原料氣與吸附劑在混和器(1)內混和，混合后進入格柵式流化床反應器(2)內，與涂覆在格柵上的催化劑涂層進行充分接觸和反應；水蒸氣與甲烷的摩爾比為2～6，反應器的進口溫度與出口溫度分別為450℃～850℃和440℃～840℃，操作壓力為0.3～4MPa；

b、從格柵式流化床反應器(2)出來的氣固混和物進入旋風分離器(3)進行分離，分離出來的氣體產物經工業處理裝置處理后，得到純凈的氫氣；

c、從旋風分離器(3)出來的吸附劑部分移出，另外部分進入再生反應器(4)，向再生反應器(4)中通入空氣使吸附劑再生，再生后的吸附劑進入混合器，二氧化碳隨空氣一起離開系統，再生反應器(4)內常壓操作，溫度維持在600～950℃；

d、向混合器(1)補加與移出等量的新鮮吸附劑，與再生反應器(4)出來的吸附劑一同進入混合器(1)；混合器(1)內溫度為450℃～850℃；吸附劑通過甲烷與水蒸氣攜帶進入格柵式流化床反應器(2)進行新一輪的吸附增強式甲烷水蒸氣重整反應。

3.根據權利要求2所述一種吸附增強甲烷水蒸氣重整制氫的方法，其特征在于，所述格柵式流化床反應器為下行床格柵式流化床反應器或提升管格柵式流化床反應器。

4.根據權利要求2所述一種吸附增強甲烷水蒸氣重整制氫的方法，其特征在于，所述催化劑涂層為Ni、Rh、Pt或Ru。

5.根據權利要求2所述一種吸附增強甲烷水蒸氣重整制氫的方法，其特征在于，所述格柵間的間距為0.5～50mm。

6.根據權利要求2所述一種吸附增強甲烷水蒸氣重整制氫的方法，其特征在于，所述吸附劑的粒徑大小為20～200微米，最優粒徑大小為30～100微米。

7.根據權利要求2所述一種吸附增強甲烷水蒸氣重整制氫的方法，其特征在于，所述吸附劑為CaO，CaO與MgO、Al₂O₃的混合物，CaO與MgO、Al₂O₃的固熔體，白云石煅燒后形成的物質或者云母石煅燒后形成的物質。