[發明專利]一種熔融鹽中催化裂解甲烷制備氫氣的方法及實現該方法的裝置

有效

• 申請號: 201710205776.0
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106966360B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 王小波;趙增立;劉安琪;李海濱;鄭安慶
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C01B3/26
• 分類號: C01B3/26
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 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器底部進入流化床反應器，流化床反應器內的催化劑與制氫原料反應產生固體產物和氣體產物，固體產物在熔融鹽及氣體產物共同作用下處于流態化狀態，并在流化床反應器中下部形成固體產物及催化劑的密相區，流化床反應器中上部為液態熔融鹽；進入流化床反應器的制氫原料在熔融鹽、催化劑、氣化劑共同作用下催化轉化為富氫氣體和固體碳，富氫氣體和固體碳從流化床反應器氣體出口流出，進入氣固分離器，經氣固分離器分離得到氫氣及固體碳；流化床反應器內含有催化劑、制氫原料反應產生的固體產物的熔融鹽經過液固分離后，一部分重新從流化床底部循環進入流化床反應器為流化床流態化提供動力；另一部分進入熔融鹽再生系統進行再生，然后重新從流化床底部循環進入流化床反應器為流化床流態化提供動力。

2.根據權利要求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的質量分數為60％～90％，所述的M為鉀或鈉。

3.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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。

7.一種實現權利要求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器、氣固分離器、熔融鹽循環泵和熔融鹽再生系統，流化床反應器底部設置有制氫原料進口、氣化劑進口、循環熔融鹽進口及物料循環口，流化床反應器中上部設置有氣體產物出口和熔融鹽出口，流化床中部設置有傾斜的分隔板；熔融鹽再生系統和熔融鹽循環泵分別通過管道與熔融鹽出口相連；氣固分離器通過管道與氣體產物出口相連，氣固分離器固體出口通過管道與物料循環口相連。

8.根據權利要求7所述的實現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：所述的流化床反應器內設置有分隔板，所述的分隔板與水平面的夾角為45°～60°。

9.根據權利要求7所述的實現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泵和熔融鹽再生系統連接。