[發明專利]一種兩步法電解水煤漿制氫的方法

在審

• 申請號: 202210001131.6
• 申請日: 2022-01-04
• 公開（公告）號: CN114134511A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 周偉;陳帥;孟曉曉;趙廣播;孫飛;高繼慧;秦裕琨
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C25B1/02
• 分類號: C25B1/02;C25B1/50;C25B9/19
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 李長春

1.一種兩步法電解水煤漿制氫的方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

步驟1：含Fe2+電解液的配置

將亞鐵鹽加入到酸溶液中，得到濃度為100~500mM的含Fe2+溶液；

步驟2：水煤漿的配置

（1）將原煤進行破碎、研磨和篩分，得到煤粉；

（2）將煤粉加入酸溶液中，得到濃度為20~60g/L的水煤漿；

步驟3：電解制氫

（1）以石墨氈作為陽極，并搭配一個陰極，以步驟1中配置的含Fe2+溶液為電解液，組裝成電解制氫裝置；

（2）在電解電壓＜1.23V、溫度為60~100℃、攪拌速率為100~800r/min的條件下進行電解，陰極產生H2，溶液中的Fe2+被氧化成Fe3+；

步驟4：含Fe3+電解液的循環

（1）將步驟2中配置的水煤漿加入水熱反應器中，得到含水煤漿的水熱體系；

（2）將電解制氫裝置中的含Fe3+的電解液通過循環泵A轉移到含水煤漿的水熱體系中；

步驟5：水熱體系中煤對Fe3+的還原

在溫度為60~100℃、攪拌速率為100~800r/min的條件下，水熱體系中Fe3+被煤還原為Fe2+；

步驟6：水熱體系中溶液的循環

將含Fe2+的溶液經過循環泵B轉移到電解制氫裝置中。

2.根據權利要求1所述的兩步法電解水煤漿制氫的方法，其特征在于所述步驟一中，亞鐵鹽為硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硝酸亞鐵、磷酸亞鐵中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的兩步法電解水煤漿制氫的方法，其特征在于所述步驟一中，酸溶液為硫酸、磷酸和鹽酸中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的兩步法電解水煤漿制氫的方法，其特征在于所述步驟二中，原煤為褐煤、次煙煤和煙煤中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的兩步法電解水煤漿制氫的方法，其特征在于所述步驟二中，煤粉的粒徑＜200目。

6.根據權利要求1所述的兩步法電解水煤漿制氫的方法，其特征在于所述步驟二中，酸溶液為硫酸、磷酸和鹽酸中的一種或多種。

7.根據權利要求1所述的兩步法電解水煤漿制氫的方法，其特征在于所述步驟三中，陰極是可以發生析氫反應的電極。

8.根據權利要求1所述的兩步法電解水煤漿制氫的方法，其特征在于所述步驟三中，電解制氫裝置為間歇性的質子交換膜電解槽。

9.根據權利要求1所述的兩步法電解水煤漿制氫的方法，其特征在于所述步驟三中，控溫方式為水浴加熱、伴熱加熱、油浴加熱或平臺接觸式加熱。

10.根據權利要求1所述的兩步法電解水煤漿制氫的方法，其特征在于所述步驟三中，攪拌方式為磁力攪拌或機械攪拌。