本發(fā)明專利技術公開了一種新型液體氧化物與超臨界水制氫的方法，將煤和/或生物質(zhì)和/或垃圾，與超臨界水、液體氧化物發(fā)生反應生成氫氣和二氧化碳，反應過程中放熱反應所產(chǎn)生的熱量，提供了氣化反應吸收的熱量，制取氫氣。反應過程中過氧化氫分解熱，及碳和氧反應所放出的熱量，提供了氣化反應所需的熱量，總體反應中的吸收熱量與放出熱量基本平衡，實現(xiàn)了將煤(生物質(zhì)、垃圾等)的化學能轉化成氫能，實現(xiàn)制氫目的。的。的。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種新型液體氧化物與超臨界水制氫的方法與裝置
[0001]本專利技術屬于制氫能源
，具體涉及一種新型液體氧化物與超臨界水制氫的方法與裝置。
技術介紹
[0002]人類自從專利技術用火以來，對煤炭、石油、生物質(zhì)、垃圾等碳基燃料的能量使用方式均采用富氧(空氣)燃燒的方式提取能量。
[0003]傳統(tǒng)的燃煤(生物質(zhì)、垃圾等)鍋爐，體積龐大、效率低下、污染嚴重，尋找一種新型綠色低碳的氫能利用方法和裝備迫在眉睫。
[0004]傳統(tǒng)化工煤氣化方式，均采用純氧作為氣化劑，通過純氧加水在缺氧燃燒的條件下生成一氧化碳、氫氣等，該方式需要用水噴淋凈化氣化氣和協(xié)助排渣，會導致大量的水污染，同時效率低下不到60％，造成大量的能源浪費。
[0005]傳統(tǒng)的燃煤電廠發(fā)電循環(huán)僅為朗肯循環(huán)，發(fā)電效率低且污染嚴重，造成大量碳基燃料的浪費，極大地加重了二氧化碳的排放強度。
[0006]傳統(tǒng)的電解水制氫，制氫成本高，氫氣的壓力低，加壓液化困難，難以解決氫能的運輸問題，無法支撐氫能產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展。
[0007]在碳達峰碳中和背景下，急需尋找新的燃料、新的反應、新的熱源。
技術實現(xiàn)思路
[0008]針對上述問題，本專利技術的目的是提供一種新型液體氧化物與超臨界水制氫的方法與裝置。
[0009]實現(xiàn)本專利技術的技術方案如下
[0010]一種新型液體氧化物與超臨界水制氫的方法，將煤和/或生物質(zhì)和/或垃圾，與超臨界水、液體氧化物發(fā)生反應生成氫氣和二氧化碳，反應過程中放熱反應所產(chǎn)生的熱量，提供氣化反應吸收的熱量，制取氫氣。
[0011]液體氧化物為過氧化氫，反應過程方程式為：
[0012]H2O2＝H2O+0.5O2?????????????????????????????
放熱
[0013]C+O2＝CO2??????????????????????????????????
放熱
[0014]C+2H2O(超臨界)＝CO2+2H2????????????????????
吸熱
[0015]總反應方程如下：
[0016]H2O2+3.5C+5H2O(超臨界)＝3.5CO2+6H2。
[0017]本專利技術的另一目的：提供一種實現(xiàn)上述制氫方法的新型液體氧化物與超臨界水制氫裝置，該制氫裝置包括固定床反應釜，固定床反應釜內(nèi)提供了煤和/或生物質(zhì)和/或垃圾、液體氧化物、超臨界水進行氣化反應的反應空間，在固定床反應釜的上部有加料口，下部有排渣口；固定床反應釜下部設置有超臨界水入口，上部設置有氣化氣出口；在固定床反應釜上開設供液體氧化物通入固定床反應釜內(nèi)的進入口；
[0018]煤和/或生物質(zhì)和/或垃圾添加到固定床反應釜內(nèi)，加料完成后停止加料；
[0019]超臨界水、液體氧化物通入固定床反應釜內(nèi)；
[0020]在固定床反應釜內(nèi)超臨界水、煤和/或生物質(zhì)和/或垃圾、液體氧化物反應生成氫氣和二氧化碳混合氣體，產(chǎn)生的氫氣與二氧化碳混合氣體從固定床反應釜的氣化氣出口排出。
[0021]本專利技術的另一目的：提供一種實現(xiàn)上述制氫方法的新型液體氧化物與超臨界水制氫裝置，該制氫裝置包括多個固定床反應釜，多個固定床反應釜之間交替工作，通過固定床反應釜之間開備結合切換工作狀態(tài)，實現(xiàn)連續(xù)產(chǎn)氣運行。
[0022]本專利技術的另一目的：提供一種實現(xiàn)上述制氫方法的新型液體氧化物與超臨界水制氫裝置，該制氫裝置包括氣浮床反應釜、固定床反應釜，氣浮床反應釜、固定床反應釜分別設置有超臨界水入口，氣浮反應釜內(nèi)通入液體氧化物，氣浮床反應釜內(nèi)提供了超臨界水、煤和/或生物質(zhì)和/或垃圾、液體氧化物反應的反應空間；氣浮床反應釜的排氣口與固定床反應釜入口形成連通，氣浮床反應釜內(nèi)反應生成的氣化氣及灰渣進入固定床反應釜內(nèi)，固定床反應釜內(nèi)通入超臨界水與從氣浮床反應釜排入未氣化盡灰渣繼續(xù)反應，最終從固定床反應釜的氣化氣出口排出氣化氣，從固定床反應釜的底部排出灰渣。本裝置兼容氣浮床的高反應速率及固定床高氣化率雙重優(yōu)點。
[0023]本專利技術的另一目的：提供一種實現(xiàn)上述制氫方法的新型液體氧化物與超臨界水制氫裝置，該制氫裝置包括氣浮床反應釜、旋風分離器、回流床反應釜，氣浮床反應釜提供了超臨界水、煤和/或生物質(zhì)和/或垃圾、液體氧化物反應的反應空間，氣浮床反應釜內(nèi)反應排出的混合體進入旋風分離器中，利用灰渣密度大于碳的密度，通過旋風分離器將灰渣排出，碳隨著氣化氣進入回流床反應釜內(nèi)，在回流床反應釜內(nèi)繼續(xù)反應的同時，將未反應盡的飛碳循環(huán)回氣浮反應釜中，循環(huán)往復反應。裝置兼容高反應速率和高氣化率的雙重優(yōu)點。
[0024]回流床反應釜內(nèi)設置有氣化氣過濾器，從旋風分離器排出的混合體引流到氣化氣過濾器的下方，回流床反應釜內(nèi)的氣化氣經(jīng)過氣化氣過濾器的過濾從回流床反應釜的氣化氣出口排出，未氣化盡的物料從循環(huán)管中重力流入氣浮床反應釜中。
[0025]本專利技術提供了一種在水超臨界狀態(tài)下，將煤和/或生物質(zhì)和/或垃圾、過氧化氫、超臨界水反應生成氫氣和二氧化碳，反應過程中過氧化氫分解，碳和氧反應所放出的熱量，提供了氣化反應所需的熱量，實現(xiàn)了將煤(生物質(zhì)、垃圾等)的化學能轉化成氫能，實現(xiàn)制氫目的。
[0026]1、本專利技術通過過氧化氫分解，碳和氧反應所放出的熱量提供氣化反應熱，有效解決了傳統(tǒng)超臨界水制氫裝置必須加入純氧導致的反應床溫度不均、灰渣結焦堵塞的問題。
[0027]2、本專利技術無需制備純氧或外置電加熱，系統(tǒng)控制簡單，制氫成本更低。
[0028]3、本氣化方法全程僅用水蒸氣作為氣化劑，無需加入空氣或氧氣，無爆炸危險，安全性更高。
[0029]4、在氣化的同時起到固碳的作用。
[0030]5、本專利技術生產(chǎn)的氫氣和二氧化碳均為超臨界狀態(tài)，只需膨脹降溫即可得到液態(tài)二氧化碳和液態(tài)氫，徹底解決氫氣運輸難題。
附圖說明
[0031]圖1為本專利技術制氫裝置實施方式一的結構示意圖；
[0032]圖2為本專利技術制氫裝置實施方式二的結構示意圖；
[0033]圖3為本專利技術制氫裝置實施方式三的結構示意圖；
[0034]圖4為本專利技術制氫裝置實施方式四的結構示意圖；
[0035]附圖1中，101、中間過渡料倉，102、入料控制閥，103、出料控制閥，104、氣化氣出口閥門，105、固定床反應釜，106、氣化氣過濾器，107、超臨界水入口閥門，108、出灰控制閥，109、中間過渡灰倉，110、排灰控制閥，111、過氧化氫入口閥門。
[0036]附圖2中，201、第一物料控制閥，202、第一固定床反應釜，203、第一超臨界水控制閥，204、第一出渣控制閥，205、第一氣化氣控制閥，206、第N物料控制閥，207、第N超臨界水控制閥，208、第N氣化氣控制閥，209、第N固定床反應釜，210、第N出渣控制閥， 211、第一過氧化氫控制閥，212、第N過氧化氫控制閥。
[0037]附圖3中，301、進料控制閥，302、中間過渡料倉，303、出料控制閥，304、本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種新型液體氧化物與超臨界水制氫的方法，其特征在于，將煤和/或生物質(zhì)和/或垃圾，與超臨界水、液體氧化物發(fā)生反應生成氫氣和二氧化碳，反應過程中放熱反應所產(chǎn)生的熱量，提供了氣化反應吸收的熱量，制取氫氣。2.如權利要求1所述的一種新型液體氧化物與超臨界水制氫的方法，其特征在于，液體氧化物為過氧化氫，反應過程方程式為：H2O2＝H2O+0.5O2??????????????????????????????
放熱C+O2＝CO2???????????????????????????????????
放熱C+2H2O(超臨界)＝CO2+2H2??????????????????????
吸熱總反應方程如下：H2O2+3.5C+5H2O(超臨界)＝3.5CO2+6H2。3.實現(xiàn)上述權利要求1或2制氫方法的新型液體氧化物與超臨界水制氫裝置，其特征在于，該制氫裝置包括固定床反應釜，固定床反應釜內(nèi)提供了煤和/或生物質(zhì)和/或垃圾、液體氧化物、超臨界水進行氣化反應的反應空間，在固定床反應釜的上部有加料口，下部有排渣口；固定床反應釜下部設置有超臨界水入口，上部設置有氣化氣出口；在固定床反應釜上開設供液體氧化物通入固定床反應釜內(nèi)的進入口；煤和/或生物質(zhì)和/或垃圾添加到固定床反應釜內(nèi)，加料完成后停止加料；超臨界水、液體氧化物通入固定床反應釜內(nèi)；在固定床反應釜內(nèi)超臨界水、煤和/或生物質(zhì)和/或垃圾、液體氧化物反應生成氫氣和二氧化碳混合氣體，產(chǎn)生的氫氣與二氧化碳混合氣體從固定床反應釜的氣化氣出口排出。4.根據(jù)權利要求3所述的新型液體氧化物與超臨界水制氫裝置，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：楊家華，楊晨滈，
申請(專利權)人：楊家華，
類型：發(fā)明
國別省市：
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