[發明專利]一種污水處理廠沼氣制氫系統及方法

在審

• 申請號: 202010420542.X
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111422830A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 任志博;余智勇;張暢;郜時旺;劉練波
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: C01B3/02
• 分類號: C01B3/02;C01B3/10;C01B32/50
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

1.一種污水處理廠沼氣制氫系統，其特征在于，包括厭氧發酵池(1)、脫硫吸附裝置(3)、氮氧脫除裝置(4)、還原反應器(5)、第一分離器(6)、氧化反應器(7)、第二分離器(8)、煅燒器(9)及第三分離器(10)；

厭氧發酵池(1)的沼氣出口經脫硫吸附裝置(3)及氮氧脫除裝置(4)與還原反應器(5)的入口相連通，還原反應器(5)的出口與第一分離器(6)的入口相連通，第一分離器(6)的固體出口與氧化反應器(7)的入口相連通，氧化反應器(7)的出口與第二分離器(8)的入口相連通，第二分離器(8)的固體出口與煅燒器(9)的入口相連通，煅燒器(9)的出口與第三分離器(10)的入口相連通，第三分離器(10)的固體出口與還原反應器(5)的入口相連通，水蒸氣管道的出口與還原反應器(5)的入口及氧化反應器(7)的入口相連通。

2.根據權利要求1所述的污水處理廠沼氣制氫系統，其特征在于，厭氧發酵池(1)的底部出口與污泥池(2)的入口相連通。

3.根據權利要求1所述的污水處理廠沼氣制氫系統，其特征在于，第一分離器(6)、第二分離器(8)及第三分離器(10)均為旋風分離器。

4.一種污水處理廠沼氣制氫方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)氧化態氧載體及CaO吸收劑進入還原反應器(5)中，厭氧發酵池(1)輸出的沼氣進入到還原反應器(5)中，在還原反應器(5)中，氧化態氧載體和沼氣及水蒸氣進行還原反應，生成還原態氧載體、CO₂氣體及合成氣，其中，CO₂氣體被CaO吸收劑吸收生成CaCO₃，還原反應器(5)輸出的CaCO₃、還原態氧載體及合成氣進入到第一分離器(6)中進行分離，第一分離器(6)分離出的合成氣排出，第一分離器(6)分離出來的CaCO₃及還原態氧載體進入到氧化反應器(7)中，在氧化反應器(7)中，還原態氧載體和水蒸氣發生氧化反應，生成氧化態氧載體及氫氣；

2)氧化反應器(7)輸出的CaCO₃、氧化態氧載體及氫氣進入到第二分離器(8)中進行分離，其中，分離出來的氫氣排出，分離出來的CaCO₃及氧化態氧載體進入到煅燒器(9)中煅燒，其中，CaCO₃在煅燒過程中高溫分解，生成CaO和CO₂氣體，煅燒器(9)輸出的氧化態氧載體、CaO和CO₂氣體進入到第三分離器(10)中分離，其中，第三分離器(10)分離出來的CO₂氣體排出，第三分離器(10)分離出來的氧化態氧載體及CaO進入到還原反應器(5)中。

5.根據權利要求4所述的污水處理廠沼氣制氫方法，其特征在于，還原反應器(5)的反應溫度為500～800℃。

6.根據權利要求4所述的污水處理廠沼氣制氫方法，其特征在于，氧化反應器(7)的反應溫度為400～700℃。

7.根據權利要求4所述的污水處理廠沼氣制氫方法，其特征在于，煅燒器(9)的煅燒溫度為800～1000℃。