一种氢碘酸分解制氢系统、方法及应用技术方案

本发明专利技术公开了一种氢碘酸分解制氢系统、方法及应用，属于制氢技术及化工设备领域。氢碘酸分解制氢系统主要包括蓄热温控换热器、氢碘酸过热器、氢碘酸分解反应器、第一冷却器、第二冷却器、气液分离器。氢碘酸经蓄热温控换热器初步加热气化后，进入氢碘酸过热器与高温气体深度换热得到高温氢碘酸气体，高温氢碘酸气体在氢碘酸分解反应器中进行分解反应，反应得到的混合物依次经过第一冷却器、第二冷却器降温后，进入气液分离器中进行分离，得到氢气。本发明专利技术的制氢系统及方法，热利用率高，运行安全稳定，可靠性高，有效解决了含碘液态产物的腐蚀及密封问题。及密封问题。及密封问题。

【技术实现步骤摘要】
一种氢碘酸分解制氢系统、方法及应用


[0001]本专利技术涉及一种氢碘酸分解制氢系统、方法及应用，属于制氢


技术介绍

[0002]氢气不仅是一种用途广泛的化工原料，也是一种理想的能源载体，发展氢能可以促进能源体系清洁低碳化。氢气的制备方法众多，包括：天然气重整、煤转化、水电解、生物质制氢、太阳能光催化制氢、核能制氢等。其中，核能制氢同时具有高能量密度、超低碳排放的特性，有望实现氢气的高效、清洁、大规模制备。
[0003]由Bunsen反应(本森反应)(SO2+I2+2H2O
→
2HI+H2SO4)、硫酸分解反应(H2SO4→
H2O+SO2+1/2O2)和碘化氢分解反应(2HI
→
H2+I2)组成的碘硫热化学循环制氢，具有预期效率高、全流态循环、无温室气体排放、与高温气冷堆热匹配性好等优点，因而碘硫循环被世界上众多研究机构认为是最有前景的大规模制氢方法之一。碘硫循环自从上世纪70年代美国通用原子(GA)公司提出之后，多个国家的科研人员围绕碘硫循环开展了大量的研究，并且一些国家的研究单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢碘酸分解制氢系统，其特征在于，包括：蓄热温控换热器、氢碘酸过热器、氢碘酸分解反应器、第一冷却器、第二冷却器和气液分离器；所述蓄热温控换热器用于加热氢碘酸，得到氢碘酸气体；所述氢碘酸过热器与所述蓄热温控换热器相连，所述氢碘酸过热器用于加热氢碘酸气体；所述氢碘酸分解反应器与所述氢碘酸过热器相连，经所述氢碘酸过热器加热后的氢碘酸气体在所述氢碘酸分解反应器中分解，得到第一气态混合物；所述第一冷却器与所述氢碘酸分解反应器相连，所述第一冷却器用于冷却所述第一气态混合物，得到第二气态混合物；所述第二冷却器与所述第一冷却器相连，所述第二冷却器用于冷却所述第二气态混合物，得到液态和气态混合物；所述气液分离器与所述第二冷却器相连，所述液态和气态混合物经所述气液分离器进行分离，得到氢气。2.根据权利要求1所述的氢碘酸分解制氢系统，其特征在于，所述蓄热温控换热器、所述氢碘酸过热器、所述第一冷却器和所述第二冷却器均为管壳式换热器，所述管壳式换热器具有壳程和管程，所述蓄热温控换热器的管程包括第一管程、第二管程和第三管程；所述第一管程的入口与所述氢碘酸过热器的壳程的出口相连，所述第一管程的出口与高温气体回气管路相连，其中流通的介质为高温气体，所述高温气体在所述蓄热温控换热器和所述氢碘酸过热器内分别进行热交换；所述第二管程的入口与冷却用循环水系统的供水管路相连，所述第二管程的出口与冷却用循环水系统的回水管路相连，其中流通的介质为循环水；所述第三管程的入口与氢碘酸物料供给管道相连，所述第三管程的出口与所述氢碘酸过热器的管程的入口相连，其中流通的介质为氢碘酸或碘化氢与水蒸气的混合气体；所述蓄热温控换热器的壳程的入口与所述第一冷却器的壳程的出口相连，所述蓄热温控换热器的壳程的出口与所述第一冷却器的壳程的入口相连，其中流通的介质为去离子水，所述去离子水在所述蓄热温控换热器和所述第一冷却器内分别进行热交换；所述氢碘酸过热器的管程的出口与所述氢碘酸分解反应器的入口相连；所述氢碘酸过热器的壳程的入口与高温气体供气管路相连。3.根据权利要求2所述的氢碘酸分解制氢系统，其特征在于，所述蓄热温控换热器中：壳程，材质为S30408；工作温度为140～180℃，工作压力为0.4～0.9MPa，设计温度为190℃，设计压力为1.2MPa；壳程中流通的介质为去离子水；所述第一管程，材质为S30408；工作温度为580℃～400℃，工作压力为4～7MPa，设计温度为600℃，设计压力比工作压力高1MPa，为5～8MPa；第一管程中流通的介质为高温氦气、氩气或水蒸气；所述第二管程，材质为S30408；工作温度为30℃～40℃，工作压力为0.5MPa，设计温度为190℃，设计压力为0.7MPa；第二管程中流通的介质为循环水；所述第三管程，材质为N10276；工作温度为20～150℃，工作压力为0.1～0.5MPa，设计温度为190℃，设计压力为0.6MPa；第三管程中流通的介质为氢碘酸或碘化氢与水蒸气的混合气体。4.根据权利要求2所述的氢碘酸分解制氢系统，其特征在于，所述氢碘酸过热器的壳程
的材质为S30408；壳程内加入不锈钢填料；工作温度为450
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590℃，工作压力为4～7MPa，设计温度为600℃，设计压力比工作压力高1MPa，为5～8MPa；壳程中流通的介质为高温氦气、氩气或水蒸气；所述氢碘酸过热器的管程的材质为N10276；工作温度为135～580℃，工作压力为0.1～0.5MPa，设计温度为650℃，设计压力为0.6MPa；管程内流通的介质为氢碘酸气体。5.根据权利要求1或2所述的氢碘酸分解制氢系统，其特征在于，所述氢碘酸分解反应器为绝热反应器；所述氢碘酸分解反应器中装有氢碘酸分解催化剂；所述氢碘酸分...

【专利技术属性】
技术研发人员：王来军，陈崧哲，张平，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：