[發(fā)明專利]一種熔融鹽中催化裂解甲烷制備氫氣的方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710205776.0
• 申請(qǐng)日: 2017-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106966360B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王小波;趙增立;劉安琪;李海濱;鄭安慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所
• 主分類號(hào): C01B3/26
• 分類號(hào): C01B3/26
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 方燕;莫瑤江

1.一種在熔融鹽中催化裂解甲烷制備氫氣的方法，其特征在于，包括如下步驟：制氫原料、氣化劑、熔融鹽從流化床反應(yīng)器底部進(jìn)入流化床反應(yīng)器，流化床反應(yīng)器內(nèi)的催化劑與制氫原料反應(yīng)產(chǎn)生固體產(chǎn)物和氣體產(chǎn)物，固體產(chǎn)物在熔融鹽及氣體產(chǎn)物共同作用下處于流態(tài)化狀態(tài)，并在流化床反應(yīng)器中下部形成固體產(chǎn)物及催化劑的密相區(qū)，流化床反應(yīng)器中上部為液態(tài)熔融鹽；進(jìn)入流化床反應(yīng)器的制氫原料在熔融鹽、催化劑、氣化劑共同作用下催化轉(zhuǎn)化為富氫氣體和固體碳，富氫氣體和固體碳從流化床反應(yīng)器氣體出口流出，進(jìn)入氣固分離器，經(jīng)氣固分離器分離得到氫氣及固體碳；流化床反應(yīng)器內(nèi)含有催化劑、制氫原料反應(yīng)產(chǎn)生的固體產(chǎn)物的熔融鹽經(jīng)過(guò)液固分離后，一部分重新從流化床底部循環(huán)進(jìn)入流化床反應(yīng)器為流化床流態(tài)化提供動(dòng)力；另一部分進(jìn)入熔融鹽再生系統(tǒng)進(jìn)行再生，然后重新從流化床底部循環(huán)進(jìn)入流化床反應(yīng)器為流化床流態(tài)化提供動(dòng)力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融鹽中催化裂解甲烷制備氫氣的方法，其特征在于：所述的熔融鹽為MOH和M₂CO₃的混合物，其中M為堿金屬，MOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％～90％，所述的M為鉀或鈉。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融鹽中催化裂解甲烷制備氫氣的方法，其特征在于：所述的制氫原料為含碳燃料，含碳燃料為含有甲烷的氣體燃料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熔融鹽中催化裂解甲烷制備氫氣的方法，其特征在于：所述的含碳燃料為天然氣或者垃圾填埋氣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融鹽中催化裂解甲烷制備氫氣的方法，其特征在于：所述的催化劑為甲烷催化裂解催化劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熔融鹽中催化裂解甲烷制備氫氣的方法，其特征在于：所述的甲烷催化裂解催化劑為采用Ni基的甲烷裂解催化劑。

7.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的熔融鹽中催化裂解甲烷制備氫氣的方法的裝置，其特征在于：該裝置包括流化床反應(yīng)器、氣固分離器、熔融鹽循環(huán)泵和熔融鹽再生系統(tǒng)，流化床反應(yīng)器底部設(shè)置有制氫原料進(jìn)口、氣化劑進(jìn)口、循環(huán)熔融鹽進(jìn)口及物料循環(huán)口，流化床反應(yīng)器中上部設(shè)置有氣體產(chǎn)物出口和熔融鹽出口，流化床中部設(shè)置有傾斜的分隔板；熔融鹽再生系統(tǒng)和熔融鹽循環(huán)泵分別通過(guò)管道與熔融鹽出口相連；氣固分離器通過(guò)管道與氣體產(chǎn)物出口相連，氣固分離器固體出口通過(guò)管道與物料循環(huán)口相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)熔融鹽中催化裂解甲烷制備氫氣的方法的裝置，其特征在于：所述的流化床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有分隔板，所述的分隔板與水平面的夾角為45°～60°。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)熔融鹽中催化裂解甲烷制備氫氣的方法的裝置，其特征在于：所述的熔融鹽出口處設(shè)置有固液分離裝置，所述的固液分離裝置分別與熔融鹽循環(huán)泵和熔融鹽再生系統(tǒng)連接。