一种利用液态金属裂解天然气制氢的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种利用液态金属裂解天然气制氢的系统，包括液态金属熔融罐、液态金属裂解反应器、分离器；所述液态金属裂解反应器内设置有承载液态金属的均布结构，且液态金属裂解反应器上设置有天然气进口和裂解气出口，裂解气出口与分离器连接，分离器上设有炭黑排出口；所述液态金属熔融罐上设置有与液态金属裂解反应器连接的溢流口。本实用新型专利技术利用液态金属裂解天然气制氢的系统不仅能制得氢气，还能制得优质的炭黑，降低生产成本，无二氧化碳等温室气体或有害产物排放。氧化碳等温室气体或有害产物排放。氧化碳等温室气体或有害产物排放。

【技术实现步骤摘要】
一种利用液态金属裂解天然气制氢的系统


[0001]本技术涉及氢气制备
，具体涉及一种利用液态金属裂解天然气制氢的系统。

技术介绍

[0002]随着全球变暖的加剧，碳排放逐年增加将会影响到人类的生存环境，为了人类长期的生存环境，必须控制碳排放，因此氢能被认为是最理想的新能源，它具有燃烧性能好、无毒、利用率高、运输方便等特点，是取代传统能源的一个很有发展前景的清洁能源。目前国内的主要能源结构主要是以煤、石油、天然气组成，而96％的氢也是以煤、石油和天然气等化石资源制取的，其中采用天然气制氢是最合理和经济的。
[0003]在天然气制氢技术中，主要有热等离子体热裂解、太阳能热裂解、天然气催化裂解，但目前技术相对不成熟，产率、安全性低。其中工业上采用的热等离子热裂解制氢技术主要是采用非转移等离子炬，以天然气作为工质气体，其主要缺点为电弧寿命短，不能长时间工作；太阳能热裂解制氢主要是利用太阳能高温分解水制氢，反应操作温度在2000℃左右，分解后的高温气体产物存在接触爆炸的危险；而天然气催化裂解技术有部分氧化法和蒸汽转化法，其中，部分氧化法需要使用纯氧作为氧化剂，成本极高，目前已较少使用，蒸汽转化法包括氨的合成，二氧化碳排放量大，转化后得到的合成气中还含有CO杂质，会毒化合成氨催化剂，需要在进入合成反应器前去除，增加了生产成本，且氨的合成是可逆的，单程转化率较低，氢气产率不高，只能达到80％左右。
[0004]可见，天然气制氢也并未能在众多制氢工艺中脱颖而出，若能开发出一种氢气产率高、经济环保的天然气制氢的系统，将能够极大的满足人们对新能源的使用需求，提供氢源的市场竞争力，从而推广发展。

技术实现思路

[0005]本技术主要解决的技术问题是提供一种利用液态金属裂解天然气制氢的系统，不仅能够获得高产率的氢气，还能得到优质的炭黑。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：
[0007]提供了一种利用液态金属裂解天然气制氢的系统，包括液态金属熔融罐、液态金属裂解反应器、分离器；
[0008]所述液态金属裂解反应器内设置有支撑架，支撑架上安装有承载液态金属的均布结构，且液态金属裂解反应器上设置有天然气进口和裂解气出口，裂解气出口与分离器连接，分离器上设有炭黑排出口；
[0009]所述液态金属熔融罐上还设置有与液态金属裂解反应器连接的溢流口。
[0010]在本技术的具体实施方式中，所述液态金属熔融罐与液态金属裂解反应器之间连接有电磁泵。
[0011]在本技术的具体实施方式中，所述液态金属熔融罐的外部设置有电磁加热
器。
[0012]进一步地，所述电磁加热器的加热方式包括中频电磁加热、高频电磁加热；
[0013]进一步地，所述中频电磁加热的频率为400H
Z
～10KH
Z
；
[0014]所述高频电磁加热的频率为10KHz～40KH
Z
。
[0015]在本技术的具体实施方式中，所述液态金属裂解反应器的温度为700～1400℃。
[0016]在本技术的具体实施方式中，所述均布结构上具有方格和/或圆孔。
[0017]方格的尺寸为20～100mm
×
20～100mm；圆孔的直径为10～120mm；
[0018]所述均布结构为高温陶瓷制成的均布结构。
[0019]在本技术的具体实施方式中，所述分离器包括多个并联设置的旋风冷却器；
[0020]所述分离器上设置有水冷夹套；所述水冷夹套内均布有多个扰流柱；
[0021]所述分离器内的温度为150～400℃。
[0022]在本技术的具体实施方式中，所述分离器出口还依次连接布袋除尘器和冷凝器，且布袋除尘器和冷凝器上均设有炭黑排出口，
[0023]冷凝器的排气端还设有变压吸附器，
[0024]液态金属裂解反应器与变压吸附器之间还连接有回收管路。
[0025]进一步地，所述布袋除尘器的温度为180～230℃；
[0026]所述冷凝器的温度≤50℃。
[0027]在本技术的具体实施方式中，所述液态金属裂解反应器还设置有炭黑排放口。
[0028]本技术的有益效果是：
[0029](1)本技术系统简单，设备成本低，提高了制氢效率。
[0030](2)通过本技术系统制备得到的氢气产率在90％以上，炭黑收率高，且无二氧化碳和有害气体产生，制氢气成本低于20元/kg，经济环保。
附图说明
[0031]图1是本技术利用液态金属裂解天然气制氢的系统的示意图。
[0032]其中，1：电磁加热器，2：液态金属熔融罐，3：电磁泵，4：液态金属裂解反应器，5：分离器，6：布袋除尘器，7：冷凝器，8：变压吸附器。
具体实施方式
[0033]下面结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0034]在本技术的描述中，需要说明的是，属于“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0035]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0036]实施例1
[0037]本技术提供的一种利用液态金属裂解天然气制氢的系统，如图1所示，
[0038]提供了一种利用液态金属裂解天然气制氢的系统，包括液态金属熔融罐2、液态金属裂解反应器4、分离器5；所述液态金属裂解反应器4内设置有支撑架，支撑架上安装有承载液态金属的均布结构，所述支撑架为框架结构，不影响均布结构的散热效果，且是由耐高温(1400℃以上)的材质组成，所述均布结构由方格和/或圆孔组成；所述均布结构中方格的尺寸为20～100mm
×
20～100mm；圆孔的直径为10～120mm；所述均布结构的材质为高温陶瓷。液态金属裂解反应器4上设置有天然气进口和裂解气出口，天然气从液态金属裂解反应器4底部的均布进入液态金属裂解反应器4内；进一步地，裂解气出口与分离器5连接，分离器5上设有炭黑排出口；所述液态金属熔融罐2上还设置有与液态金属裂解反应器4连接的溢流口，液态金属通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用液态金属裂解天然气制氢的系统，其特征在于，包括液态金属熔融罐、液态金属裂解反应器、分离器；所述液态金属裂解反应器内设置有支撑架，支撑架上安装有承载液态金属的均布结构，且液态金属裂解反应器上设置有天然气进口和裂解气出口，裂解气出口与分离器连接，分离器上设有炭黑排出口；所述液态金属熔融罐上还设置有与液态金属裂解反应器连接的溢流口。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液态金属熔融罐与液态金属裂解反应器之间连接有电磁泵。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液态金属熔融罐的外部设置有电磁加热器。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电磁加热器的加热方式包括中频电磁加热、高频电磁加热；进一步地，所述中频电磁加热的频率为400H
Z
～10KH
Z
；所述高频电磁加热的频率为10KHz～40KH
Z
。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液态...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷光玖，张贤彬，
申请(专利权)人：成都启川新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：