[發明專利]一種利用鍋爐含硫煙氣制氫的系統和方法

在審

• 申請號: 202110173845.0
• 申請日: 2021-02-06
• 公開（公告）號: CN112794282A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 馬曉瓏;張瑞祥;劉峰;劉俊峰;劉輝;李康;余儼
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: C01B3/04
• 分類號: C01B3/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

1.一種利用鍋爐含硫煙氣制氫的系統，其特征在于，包括脫硝、除塵后的鍋爐煙道(1)，鍋爐煙道(1)出口接至煙氣增壓風機(2)的入口，煙氣增壓風機(2)的出口接在亞硫酸制備裝置(3)的第一入口，亞硫酸制備裝置(3)的第二入口接供水裝置(12)的出口，亞硫酸制備裝置(3)的第一出口接在氣體排出裝置(13)的入口，亞硫酸制備裝置(3)的第二出口接在亞硫酸泵(15)的入口，亞硫酸泵(15)的出口接在碘氫分離裝置(4)的第一入口，碘氫分離裝置(4)的第一出口接在碘收集罐(5)的入口，碘收集罐(5)的出口接在碘泵(6)的入口；碘氫分離裝置(4)的第二出口接氫氣收集罐(11)的入口，碘氫分離裝置(4)的第三出口接在碘化氫制備裝置(7)的第二入口，碘泵(6)的出口接在碘化氫制備裝置(7)的第一入口，碘化氫制備裝置(7)的第一出口接在碘化氫收集裝置(8)的入口，碘化氫制備裝置(7)的第二出口接在硫酸收集罐(10)的入口，碘化氫收集裝置(8)的出口接在碘化氫風機(9)的入口，碘化氫風機(9)的出口接在氫氣制備裝置(14)的入口，氫氣制備裝置(14)的出口接在碘氫分離裝置(4)的第二入口。

2.根據權利要求1所述的一種利用鍋爐含硫煙氣制氫的系統，其特征在于，所述的供水裝置(12)提供帶壓力的水，通過安裝于亞硫酸制備裝置(3)上部的霧化噴嘴由上至下噴灑在亞硫酸制備裝置(3)中。

3.根據權利要求1所述的一種利用鍋爐含硫煙氣制氫的系統，其特征在于，所述的煙氣增壓風機(2)出口的煙氣，通過布置于亞硫酸制備裝置(3)中上部的均流板由上而下通入亞硫酸制備裝置(3)中。

4.根據權利要求1所述的一種利用鍋爐含硫煙氣制氫的系統，其特征在于，所述的亞硫酸制備裝置(3)是一種耐腐蝕的容器，在該容器中煙氣中的二氧化硫溶于水，形成亞硫酸溶液，氮氣等難溶于水的氣體從上部排出，亞硫酸制備裝置(3)的第一出口布置在亞硫酸制備裝置(3)的頂部，亞硫酸制備裝置(3)的第二出口布置在亞硫酸制備裝置(3)的底部。

5.根據權利要求1所述的一種利用鍋爐含硫煙氣制氫的系統，其特征在于，所述的碘氫分離裝置(4)是一種耐腐蝕的表面式換熱器，利用碘蒸汽在200℃以下凝結為液體的性質，將從氫氣制備裝置(14)出來的氫氣與碘蒸汽的混合物在該容器降溫至180℃以下，將碘與氫氣分離，氫氣從上部排出，碘從下部排出。

6.根據權利要求1所述的一種利用鍋爐含硫煙氣制氫的系統，其特征在于，碘化氫制備裝置(7)是一種耐腐蝕的容器，供亞硫酸溶液和碘混合發生化學反應生成碘化氫。

7.根據權利要求1所述的一種利用鍋爐含硫煙氣制氫的系統，其特征在于，氫氣制備裝置(14)是一種耐腐蝕容器，供碘化氫氣體在280℃到460℃溫度下分解為氫氣和碘蒸汽。

8.根據權利要求1所述的一種利用鍋爐含硫煙氣制氫的系統的制氫方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、從鍋爐煙道(1)來的經過脫硝和除塵后的含二氧化硫的煙氣，在煙氣增壓風機(2)增壓后進入亞硫酸制備裝置(3)中，煙氣中的二氧化硫與來自供水裝置(12)的霧化水充分接觸反應生成亞硫酸溶液，煙氣中溶解度較小的氮氣、二氧化碳等氣體進入氣體排出裝置(13)中，亞硫酸溶液通過亞硫酸泵(15)進入碘氫分離裝置(4)的換熱管中吸熱升溫；

(2)、碘化氫制備裝置(7)中的加熱、冷卻裝置將碘化氫制備裝置(7)內部介質溫度調節到115℃至120℃之間；

(3)、亞硫酸溶液在碘氫分離裝置(4)吸熱后進入碘化氫制備裝置(7)中，與碘在115℃至120℃發生化學反應生產碘化氫氣體和硫酸溶液，碘化氫氣體通過碘化氫風機(9)進入到氫氣制備裝置(14)中；

(4)、氫氣制備裝置(14)中的加熱、冷卻裝置將氫氣制備裝置(14)中的溫度調節到280℃至460℃之間；

(5)、進入到氫氣制備裝置(14)中的碘化氫氣體在300℃分解為氫氣和碘蒸汽，氫氣和碘蒸汽在碘氫分離裝置(4)中降溫至170℃后，碘蒸汽凝結為液態碘，匯集在碘收集罐(5)中，通過碘泵(6)輸送到碘化氫制備裝置(7)中，氫氣通過碘氫分離裝置(4)的第二出口排出到氫氣收集罐(11)。