【技术实现步骤摘要】
一种生物质多级转换联合制氢装置及其工作方法
本专利技术涉及一种生物质制氢装置及制备方法，特别涉及一种生物质多级转换联合制氢装置及制备方法
技术介绍
氢气具有燃烧稳定性好、零排放、燃烧热值高、易于存储和运输等优点，可作为循环利用的高品质绿色能源，同时氢气也是重要的工业气体。目前氢气的来源主要是电解水制氢和化石燃料制氢，由于电解水制氢需要消耗大量的电能，因而96％的氢能来源于化石燃料制氢。为了摆脱对化石燃料的过度依赖，研究方向逐渐转向以富含氢元素的生物质为原料，将可再生的生物质能转化为氢能。生物质超临界水气化制氢因具有转化率高、能耗低、原料适应性强、无二次污染等优点，被认为是非常具有发展前景的制氢技术之一。生物质超临界水气化制氢是利用超临界状态下的水作为反应介质，生物质在其中进行热解、氧化、还原等一系列热化学反应过程，主要产物是氢气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等混合气体。气体产物中一氧化碳、甲烷占有相当大的比重，氢气的体积分数相比于其他制氢工艺较低，最高为50％左右。高温高压的反应环境耗用大量能源，且氢气产量偏低，不利于生物质超临界水气化反应制氢的大规模运用。专利技术内...
【技术保护点】
1.一种生物质多级转换联合制氢装置，其特征在于，所述制氢装置包括生物质超临界水气化系统(1)、与所述生物质超临界水气化系统(1)连通的用于催化甲烷与水蒸汽反应的重整系统(2)、与所述重整系统(2)连通的用于催化一氧化碳与水汽反应的转换系统(3)、与所述转换系统(3)连通的用于脱除二氧化碳的脱气系统(4)以及为所述重整系统(2)和转换系统(3)提供反应温度的高温蒸汽供给系统(5)。
【技术特征摘要】
1.一种生物质多级转换联合制氢装置，其特征在于，所述制氢装置包括生物质超临界水气化系统(1)、与所述生物质超临界水气化系统(1)连通的用于催化甲烷与水蒸汽反应的重整系统(2)、与所述重整系统(2)连通的用于催化一氧化碳与水汽反应的转换系统(3)、与所述转换系统(3)连通的用于脱除二氧化碳的脱气系统(4)以及为所述重整系统(2)和转换系统(3)提供反应温度的高温蒸汽供给系统(5)。2.根据权利要求1所述的生物质多级转换联合制氢装置，其特征在于，所述制氢装置包括与所述脱气系统(4)连通的再生系统(6)，所述高温蒸汽供给系统(5)与所述再生系统(6)连通。3.根据权利要求1所述的生物质多级转换联合制氢装置，其特征在于，所述重整系统(2)中设置有用于催化甲烷与水蒸汽反应的Rh/Ce0.5Zr0.5O2催化剂；所述转换系统(3)设置有用于催化水气转换反应的铁基催化剂。4.根据权利要求1所述的生物质多级转换联合制氢装置，其特征在于，所述重整系统(2)包括甲烷水蒸汽重整反应器(201)、与所述甲烷水蒸汽重整反应器(201)进气口连通的第一混合器(202)，与所述第一混合器(202)的进气口连通的甲烷供给器(203)，所述第一混合器(202)的进气口与所述生物质超临界水气化系统(1)以及所述高温蒸汽供给系统(5)连通；所述甲烷水蒸汽重整反应器(201)外围设置有第一热交换套管(204)，所述第一热交换套管(204)与所述高温蒸汽供给系统(5)连通。5.根据权利要求4所述的生物质多级转换联合制氢装置，其特征在于，所述转换系统(3)包括水气转换反应器(301)，与所述水气转换反应器(301)的进气口连通的第一冷却器(302)，与所述第一冷却器(302)进气口连通的第二混合器(303)，与所述第二混合器(303)的进气口连通的一氧化碳供给器(304)；所述水气转换反应器(301)外围设置有保温层(305)；所述第二混合器(303)的进气口与所述甲烷水蒸汽重整反应器(201)的出气口以及所述高温蒸汽供给系统(5)的出气口连通。6.根据权利要求5所述生物质多级转换联合制氢装置，其特征在于，所述脱气系统(4)包括吸收塔(401)，与所述吸收塔(401)进气口连通的第二冷却器(402)以及与所述吸收塔(401)出气口连通的干燥器(403)；所述第二冷却器(402)的进气口与所述水气转换反应器(301)出气口连通。7.根据权利要求6所述的生物质多级转...
【专利技术属性】
技术研发人员：张军，陆柒安，刘猛，刘思源，谢文霞，闾荔，蔡锦羽，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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