[發(fā)明專利]采用超臨界過熱蒸汽水與煤漿熱裂解制氫氣的設(shè)備和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810264321.0
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108249393A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧曉亮;鄧惠榮;洪雷;欒云
• 申請（專利權(quán)）人: 鄧惠榮
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 朱坤鵬;王春光

1.一種采用超臨界過熱蒸汽水與煤漿熱裂解制氫氣的設(shè)備，其特征在于，所述采用超臨界過熱蒸汽水與煤漿熱裂解制氫氣的設(shè)備包括：

煤漿供應(yīng)系統(tǒng)(1)，能夠?qū)⒚悍邸⒂秃退旌虾笾瞥擅簼{；

超臨界過熱蒸汽水供給系統(tǒng)(2)，能夠產(chǎn)生超臨界過熱蒸汽或超臨界過熱水；

混合裝置(3)，煤漿供應(yīng)系統(tǒng)(1)和超臨界過熱蒸汽水供給系統(tǒng)(2)均與混合裝置(3)連接，所述超臨界過熱蒸汽或超臨界過熱水與所述煤漿能夠在混合裝置(3)內(nèi)混合形成混合物；

反應(yīng)通道(4)，與混合裝置(3)連接，該混合物能夠在反應(yīng)通道(4)內(nèi)發(fā)生熱裂解；

氣體收集裝置(5)，與反應(yīng)通道(4)連接，氣體收集裝置(5)能夠收集熱裂解后產(chǎn)生的氣體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用超臨界過熱蒸汽水與煤漿熱裂解制氫氣的設(shè)備，其特征在于，混合裝置(3)為反應(yīng)釜，煤漿供應(yīng)系統(tǒng)(1)與該反應(yīng)釜的上端連接，超臨界過熱蒸汽水供給系統(tǒng)(2)與該反應(yīng)釜的下端連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用超臨界過熱蒸汽水與煤漿熱裂解制氫氣的設(shè)備，其特征在于，該反應(yīng)釜的上端設(shè)有噴嘴(31)，煤漿供應(yīng)系統(tǒng)(1)與噴嘴(31)連接，該反應(yīng)釜的下端設(shè)有排液安全閥(32)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用超臨界過熱蒸汽水與煤漿熱裂解制氫氣的設(shè)備，其特征在于，反應(yīng)通道(4)為筒狀結(jié)構(gòu)，反應(yīng)通道(4)呈水平狀態(tài)，反應(yīng)通道(4)的入口端與混合裝置(3)連接，反應(yīng)通道(4)的入口端內(nèi)設(shè)有擋板(41)，擋板(41)內(nèi)設(shè)有多個通孔(42)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用超臨界過熱蒸汽水與煤漿熱裂解制氫氣的設(shè)備，其特征在于，反應(yīng)通道(4)內(nèi)設(shè)有成分測量裝置(43)和旋轉(zhuǎn)裝置(44)，成分測量裝置(43)能夠測量該混合物的組成成分及含量，旋轉(zhuǎn)裝置(44)能夠使該混合物旋轉(zhuǎn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用超臨界過熱蒸汽水與煤漿熱裂解制氫氣的設(shè)備，其特征在于，所述采用超臨界過熱蒸汽水與煤漿熱裂解制氫氣的設(shè)備還包括控制系統(tǒng)(6)，成分測量裝置(43)和旋轉(zhuǎn)裝置(44)均與該控制系統(tǒng)(6)連接，旋轉(zhuǎn)裝置(44)為葉輪，該葉輪能夠以反應(yīng)通道(4)的中心線為軸轉(zhuǎn)動。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用超臨界過熱蒸汽水與煤漿熱裂解制氫氣的設(shè)備，其特征在于，反應(yīng)通道(4)內(nèi)還設(shè)有分子篩催化劑網(wǎng)(45)，該分子篩催化劑網(wǎng)內(nèi)設(shè)有能夠使該混合物熱裂解的催化劑，沿反應(yīng)通道(4)的入口端向反應(yīng)通道(4)的出口端方向，成分測量裝置(43)、旋轉(zhuǎn)裝置(44)和分子篩催化劑網(wǎng)(45)依次間隔排列。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用超臨界過熱蒸汽水與煤漿熱裂解制氫氣的設(shè)備，其特征在于，氣體收集裝置(5)為集氣罐，反應(yīng)通道(4)的出口端與該集氣罐的中部連接，氣體收集裝置(5)內(nèi)設(shè)有擋砂過濾裝置(51)，擋砂過濾裝置(51)位于反應(yīng)通道(4)的出口端的上方，該集氣罐的上端設(shè)有壓力控制安全閥(52)和氣體出口(53)，該集氣罐的下端連接有雜質(zhì)回收裝置(54)。

9.一種采用超臨界過熱蒸汽水與煤漿熱裂解制氫氣的方法，其特征在于，該采用超臨界過熱蒸汽水與煤漿熱裂解制氫氣的方法采用權(quán)利要求1所述的設(shè)備，該采用超臨界過熱蒸汽水與煤漿熱裂解制氫氣的方法包括以下步驟：

步驟1、煤漿供應(yīng)系統(tǒng)(1)將煤粉、油和水混合后制成煤漿，超臨界過熱蒸汽水供給系統(tǒng)(2)產(chǎn)生超臨界過熱蒸汽或超臨界過熱水；所述臨界過熱蒸汽或超臨界過熱水與所述煤漿在混合裝置(3)內(nèi)混合形成混合物；

步驟2、該混合物在反應(yīng)通道(4)內(nèi)發(fā)生熱裂解；

步驟3、裂解后產(chǎn)生的氣體進入氣體收集裝置(5)被收集。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的采用超臨界過熱蒸汽水與煤漿熱裂解制氫氣的方法，其特征在于，在步驟1中，所述煤漿中還含有煤裂解水溶催化劑，所述煤粉的目數(shù)為80目～400目，所述油為煤焦油，所述水為純凈水，在所述煤漿中，該煤焦油的質(zhì)量分數(shù)為3％～10％，該純凈水的質(zhì)量分數(shù)為30％～50％，該煤裂解水溶催化劑的質(zhì)量分數(shù)為1％～3％。