氧载体煤催化热解制氢反应装置及氧载体煤催化热解制氢方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113845941A(43)申请公布日2021.12.28(21)申请号202010600064.0C10K1/04(2006.01)(22)申请日2020.06.28C01B3/06(2006.01)C01B3/50(2006.01)(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院(72)发明人金渭龙钟思青徐俊李勇征(74)专利代理机构北京聿宏知识产权代理有限公司11372代理人吴大建张云芳(51)Int.Cl.C10J3/48(2006.01)C10J3/66(2006.01)C10K1/02(2006.01)权利要求书3页说明书14页附图1页(54)发明名称氧载体煤催化热解制氢反应装置及氧载体煤催化热解制氢方法(57)摘要本发明提出了一种氧载体煤催化热解制氢反应装置及氧载体煤催化热解制氢方法，其中该反应装置通过热解还原炉、移动床制氢炉和燃烧氧化炉的结合，在热解还原炉内进行催化热解、氧化载体还原等反应，还原载体进入移动床制氢炉中与高温水蒸气发生制氢反应生产富氢气体，热解半焦、亚氧化载体和未反应完全的还原载体进入燃烧氧化炉与含氧气体发生高温燃烧反应，产生的氧化载体、细灰和烟气，其中氧化载体通过返料装置循环回热解还原炉中，实现热流和物流的循环并达到充分利用的目的。与现有技术相比，利用本发明提供的装置和方法可使碳转化率达到99％，制得的氢气含量99.5％，同时具有反应强度大、能量利用率高、产品气产率大的特点。CN113845941ACN113845941A权利要求书1/3页1.一种氧载体煤催化热解制氢反应装置，其特征在于，包括原料仓、热解还原炉、还原炉第一旋风分离器、还原炉第二旋风分离器、还原载体返料装置、移动床制氢炉、制氢炉冷却分离单元、进料螺杆、热解半焦返料装置、燃烧氧化炉、氧化炉第一旋风分离器和氧化载体返料装置；其中，所述原料仓的出口通过管路与所述热解还原炉的原料进口相连接，所述热解还原炉的底部设置有惰性剂入口，所述热解还原炉的上部的出口通过管路与所述还原炉第一旋风分离器的进口相连接，所述还原炉第一旋风分离器底部的出口通过管道与所述还原载体返料装置相连接，所述还原载体返料装置通过管路与所述移动床制氢炉上的还原载体返料进口相连接，所述移动床制氢炉顶部的出口通过管道与所述制氢炉冷却分离单元相连接；所述移动床制氢炉的下部设置有水蒸气进口，所述移动床制氢炉的下方设置有进料螺杆，所述移动床制氢炉内排出的物料能通过所述进料螺杆输从所述燃烧氧化炉上的亚氧化载体进料口输送至所述燃烧氧化炉内；所述还原炉第一旋风分离器顶部的出口通过管路与所述还原炉第二旋风分离器的进口相连接，所述还原炉第二旋风分离器底部的出口通过管道与所述热解半焦返料装置相连接，所述热解半焦返料装置通过管路与所述燃烧氧化炉上的热解半焦返料进口相连接；所述燃烧氧化炉的底部设置有含氧气体入口，所述燃烧氧化炉上部的出口通过管路与所述氧化炉第一旋风分离器的进口相连接，所述氧化炉第一旋风分离器底部的出口通过管道与所述氧化载体返料装置相连接，所述氧化载体返料装置通过管路与所述热解还原炉上的氧化载体进料口相连接。2.根据权利要求1所述的氧载体煤催化热解制氢反应装置，其特征在于，所述热解还原炉的底部水平设置有还原炉气体分布器，所述还原炉气体分布器上设置有孔径为0.5～10mm的气孔，开孔率为1～5％。3.根据权利要求1所述的氧载体煤催化热解制氢反应装置，其特征在于，所述移动床制氢炉的下部设置有炉篦，所述炉篦由4～6层组成，每层上均设有孔径为1～20mm的气孔，开孔率为15～30％，所述气孔为等间距布置；所述炉篦设置在所述移动床制氢炉高度的1/10～3/10处。4.根据权利要求1所述的氧载体煤催化热解制氢反应装置，其特征在于，所述移动床制氢炉的底部设置有亚氧化载体仓，所述亚氧化载体仓底部的出口排出的物料能通过所述进料螺杆输送至所述燃烧氧化炉内。5.根据权利要求1所述的氧载体煤催化热解制氢反应装置，其特征在于，所述燃烧氧化炉的底部设置有氧化炉气体分布器，所述氧化炉气体分布器为锥形结构，其锥面与水平方向的夹角小于或等于60°，所述锥面上设置有孔径为0.5～10mm的气孔，开孔率为1～5％。6.根据权利要求1所述的氧载体煤催化热解制氢反应装置，其特征在于，所述燃烧氧化炉的下部还设置有载体补加口；所述载体补加口设置在所述燃烧氧化炉高度的1/10～3/10处。7.根据权利要求1所述的氧载体煤催化热解制氢反应装置，其特征在于，所述反应装置还包括氧化炉渣斗，所述氧化炉渣斗通过管道与所述燃烧氧化炉底部的出口相连接。8.根据权利要求1所述的氧载体煤催化