[發明專利]一種煤氣化制氫的裝置及方法

無效

• 申請號: 201210027948.7
• 申請日: 2012-02-09
• 公開（公告）號: CN102585911A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 趙皓;沈來宏;宋國輝;宋濤
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56;C10J3/66;C10K1/32
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.?一種煤氣化制氫裝置，包括氣化反應器（1）、與氣化反應器（1）相對設置的吸附反應器（2）、設置在氣化反應器（1）與吸附反應器（2）之間的煅燒反應器（3）、氣化旋風分離器（4）、吸附旋風分離器（5）、外置熱交換器（6）、氣化隔離器（7）和吸附隔離器（8），

氣化反應器（1）下部設有煤顆粒的進口（A）和水蒸汽的第一進汽口（B），氣化隔離器（7）下部設有水蒸汽的第二進汽口（C），氣化反應器（1）的上部設有高溫合成氣的排氣口（D），吸附反應器(2)下部設有低溫合成氣的進氣口(F)和水蒸汽的第三進汽口（G），吸附反應器（2）上部為富氫燃料氣排氣口(H)，煅燒反應器（3）的下部設有空氣的進氣口（E），氣化旋風分離器(4)?的上部設有第一煙氣排氣口(J)，吸附旋風分離器(5)?的上部設有第二煙氣排氣口(I)；

其特征在于：外置熱交換器（6）的高溫合成氣的進氣口連接氣化反應器（1）的高溫合成氣的排氣口（D），外置熱交換器（6）的低溫合成氣的出氣口接吸附反應器（2）的低溫合成氣的進氣口(F)，煅燒反應器(3)上部分別與氣化旋風分離器(4)的上部、吸附旋風分離器(5)的上部相連通，氣化反應器（1）通過氣化隔離器（7）與煅燒反應器（3）相連通，吸附反應器（2）通過吸附隔離器(8)?與煅燒反應器（3）相連通，氣化旋風分離器（4）下部的氣化旋風分離器料腿（41）插入氣化反應器（1），吸附旋風分離器（5）下部的吸附旋風分離器料腿（51）插入吸附反應器（2）中。

2.?根據權利要求1所述煤氣化制氫裝置，其特征在于：所述煤氣化制氫裝置中的床料為鈣基吸附劑顆粒。

3.?一種煤氣化制氫方法，其特征在于：煤氣化制氫的方法包括煤顆粒的熱解氣化反應、鈣基吸附劑顆粒的碳酸化反應和碳酸鈣顆粒的煅燒反應；其中，

煤顆粒的熱解氣化反應：氣化反應器（1）采用水蒸汽流化，將煤顆粒和水蒸汽分別從氣化反應器（1）下部的煤顆粒的進口（A）與水蒸汽的第一進汽口（B）輸送進入氣化反應器（1），煅燒反應器（3）的高溫鈣基吸附劑顆粒通過氣化旋風分離器料腿（41）進入氣化反應器（1），對煤顆粒和水蒸汽加熱，煤顆粒發生熱解氣化反應，分解產生揮發性物質以及焦炭顆粒，焦炭顆粒進一步與水蒸汽發生水煤氣反應產生高溫合成氣，同時，氣化反應器（1）中的鈣基吸附劑顆粒進行脫硫反應吸收合成氣中的硫氧化物，剩余的焦炭顆粒和鈣基吸附劑顆粒經氣化隔離器（7）進入煅燒反應器（3），高溫合成氣從氣化反應器（1）上部高溫合成氣的排氣口（D）排出，氣化反應器（1）溫度維持在900℃-950℃；

鈣基吸附劑顆粒的碳酸化反應：氣化反應器（1）排出的高溫合成氣經外置熱交換器（6）降溫后，從吸附反應器（2）下部低溫合成氣的進氣口(F)進入吸附反應器（2），煅燒反應器（3）的高溫鈣基吸附劑顆粒經吸附旋風分離器（5）分離后，通過吸附旋風分離器料腿（51）進入吸附反應器（2），吸附反應器（2）中的鈣基吸附劑顆粒與合成氣中的二氧化碳進行碳酸化反應，生成碳酸鈣顆粒，反應后的碳酸鈣顆粒與剩余鈣基吸附劑顆粒經吸附隔離器（8）進入煅燒反應器（3），反應后的富氫燃料氣通過吸附反應器（2）上部富氫燃料氣排氣口(H)排出，吸附反應器（2）的溫度維持在600℃-650℃；

碳酸鈣顆粒的煅燒反應：煅燒反應器（3）采用空氣流化，從氣化反應器（1）進入煅燒反應器（3）的焦炭顆粒與空氣進行燃燒反應，產生的熱量對碳酸鈣顆粒與鈣基吸附劑顆粒進行加熱，碳酸鈣顆粒進行煅燒分解反應，生成再生鈣基吸附劑與二氧化碳，高溫鈣基吸附劑顆粒分成兩股，一股由氣化旋風分離器（4）分離后經氣化旋風分離器料腿（41）返回到氣化反應器（1），為煤顆粒熱解氣化提供熱源，另一股由吸附旋風分離器（5）分離后經吸附旋風分離器料腿(51)返回到吸附反應器（2）內，煙氣分別通過氣化旋風分離器（4）上部第一煙氣排氣口（J）與吸附旋風分離器（5）上部第二煙氣排氣口（I）排出，煅燒反應器（3）的溫度維持在950℃-1000℃。