[發明專利]一種利用高溫水蒸氣氣化生物質制取氫氣的方法及裝置有效
| 申請號： | 201310690269.2 | 申請日： | 2013-12-16 |
| 公開（公告）號： | CN103708417A | 公開（公告）日： | 2014-04-09 |
| 發明（設計）人： | 李清海;張衍國;蒙愛紅;田甜;朱軒豫 | 申請（專利權）人： | 清華大學 |
| 主分類號： | C01B3/22 | 分類號： | C01B3/22 |
| 代理公司： | 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327 | 代理人： | 邸更巖 |
| 地址： | 100084 北京市海淀區1*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 利用 高溫 水蒸氣 化生 物質 制取 氫氣 方法 裝置 | ||
1.一種利用高溫水蒸氣氣化生物質制取氫氣的裝置，其特征在于：該裝置包括生物質進料裝置、高溫氣化反應器（5）、多流體熱交換器（16）、H2分離器裝置（17）、燃氣儲罐（18）、H2儲罐（19）和O2儲罐（20）；生物質進料裝置由生物質料倉（9）、給料器（10）、水冷通道（8）構成；在高溫氣化反應器（5）的外部設置反應器加熱夾套（4），在高溫氣化反應器（5）的上部位置分別設置氫氧燃燒器（6）和燃氣燃燒器（7），氫氧燃燒器（6）穿過反應器加熱夾套（4）與高溫氣化反應器（5）內部連接，燃氣燃燒器（7）從反應器上部插入到反應器加熱夾套（4）內部；在高溫氣化反應器（5）的下部設置富H2合成氣出口（15），富H2合成氣出口（15）通過合成氣管道（22）經多流體熱交換器（16）與H2分離器裝置（17）入口連接，H2分離器裝置（17）的燃氣出口和H2出口分別與燃氣儲罐（18）和H2儲罐（19）連接；H2儲罐（19）和O2儲罐（20）分別通過H2管道（14）、O2管道（13）經多流體熱交換器（16）與氫氧燃燒器（6）相連；燃氣燃燒器（7）的進口分別與空氣管道（11）和燃氣儲罐（18）相連。
2.按照權利要求1所述的一種利用高溫水蒸氣氣化生物質制取氫氣的裝置，其特征在于：富H2合成氣出口（15）通過合成氣管道（22）經多流體熱交換器（16）、風機（21）和緩存儲罐（23）與H2分離器裝置（17）入口連接。
3.按照權利要求1所述的一種利用高溫水蒸氣氣化生物質制取氫氣的裝置，其特征在于：氫氧燃燒器（6）分兩層布置，每層均布四支，燃氣燃燒器（7）與氫氧燃燒器（6）間隔錯列布置。
4.按照權利要求1所述的一種利用高溫水蒸氣氣化生物質制取氫氣的裝置，其特征在于：H2分離器裝置（17）采用變壓吸附裝置。
5.采用如權利要求1所述裝置的一種利用高溫水蒸氣氣化生物質制取氫氣的方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：
1）生物質料倉（9）中的生物質，通過給料器（10）和水冷通道（8）送入到高溫氣化反應器（5）中，生物質在反應器中與來自氫氧燃燒器（6）的由氫和氧燃燒產生的高溫水蒸氣發生氣化反應；控制氫氧燃燒器（6）噴出的高溫水蒸氣的溫度至少為1600℃，高溫氣化反應器（5）中的溫度為1300～1500℃，氣化后產生的富H2合成氣從富H2合成氣出口（15）流出并經合成氣管道（22）送入多流體熱交換器（16）內；
2）來自燃氣儲罐（18）的燃氣和空氣在反應器熱夾套（4）中燃燒生成的熱煙氣通過熱煙氣管道（2）送入多流體熱交換器（16），熱煙氣經冷卻后從煙氣排放口（24）排出；
3）H2儲罐（19）中的H2和O2儲罐（20）中的純O2送入多流體熱交換器（16），經多流體熱交換器（16）加熱后的H2和O2送入到氫氧燃燒器（6）進行燃燒產生高溫水蒸氣，流經多流體熱交換器（16）降溫后的富H2合成氣通過風機（21）送入緩存儲罐（23），富H2合成氣從緩存儲罐（23）進入H2分離器裝置（17），分離后的純H2進入H2儲罐（19），分離剩余的可燃氣體進入燃氣儲罐（18）。
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