一种二氧化碳捕集水蒸气重整制氢系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种二氧化碳捕集水蒸气重整制氢系统及方法。所述制氢系统包括加氢反应器、脱硫反应器、预转化反应器、水蒸气重整反应器、固体氧化物电解池、变压吸附装置和中压汽包；其中，采用固体氧化物电解池对水蒸气重整制氢尾气进行电解，将尾气中的水蒸气进一步转化为氢气；利用加热炉烟气吹扫固体氧化物电解池阳极产生的氧气并用作加热炉助燃气。本发明专利技术增加了氢气产量，提高了水蒸气利用率，减少了后续冷却负荷；而且加热炉燃烧时不会产生氮氧化物污染物，且无需分离即可得到纯净的二氧化碳，因而还减少了碳排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种二氧化碳捕集水蒸气重整制氢系统，尤其是一种与固体氧化物电解池相耦合的二氧化碳捕集水蒸气重整制氢系统及方法。

技术介绍

1、氢气在人类的现实生活中应用领域极为广泛，特别是在国防、石油化工、冶金、电力、医药、食品工业等现代工业领域中，氢气成为不可或缺的工业原料。随着燃料电池的开发和应用，氢气将成为人类追求的绿色能源，其应用前景不可限量。

2、在氢气的应用领域中，石油化工对氢气的需求最为强烈。随着原油资源的重质化以及环保要求日趋严格，石油化工行业对氢气的需求量越来越大。国内炼油厂近百套制氢装置大多采用烃类水蒸气重整技术制氢，典型的反应温度为800-900℃，压力为2.5-3.5mpa，其单系列规模平均在2.0×104 m3/h，最小规模为1000 m3/h，最大规模为10×104m3/h。

3、虽然烃类水蒸气重整制氢技术在工业上已经得到普遍应用，但是为了避免制氢催化剂积碳，通常水碳比较高（2.5~4.5），导致过量水蒸气加热和冷却，能耗较高，另外加热炉烟气和重整气中都含有大量二氧化碳，生产每公斤氢气排放二氧化碳约8~16本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种二氧化碳捕集水蒸气重整制氢系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，还包括锅炉，其以解吸气、补充燃料气以及固体氧化物电解池阳极通道流出气体为燃料进行燃烧，锅炉烟气出口分别同大气和固体氧化物电解池阳极通道入口连通。

3.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述加氢反应器内装填Co-Mo催化剂、Ni-Mo催化剂、Ni-Co-Mo催化剂、Cu-Mo催化剂、Fe-Mo催化剂中的一种或多种，所述脱硫反应器内装填以氧化锌为主要组分的脱硫剂，所述水蒸气重整反应器装填镍基催化剂。

4.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于...

【技术特征摘要】

1.一种二氧化碳捕集水蒸气重整制氢系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，还包括锅炉，其以解吸气、补充燃料气以及固体氧化物电解池阳极通道流出气体为燃料进行燃烧，锅炉烟气出口分别同大气和固体氧化物电解池阳极通道入口连通。

3.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述加氢反应器内装填co-mo催化剂、ni-mo催化剂、ni-co-mo催化剂、cu-mo催化剂、fe-mo催化剂中的一种或多种，所述脱硫反应器内装填以氧化锌为主要组分的脱硫剂，所述水蒸气重整反应器装填镍基催化剂。

4.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述的固体氧化物电解池电解质为氧化锆基电解质、氧化铈基电解质和钙钛矿基电解质中的一种或多种；阴极为pt、co、ni中的一种或多种为活性组分的阴极材料；阳极为au、pt和钙钛矿中的一种或多种为活性组分的阳极材料。

5.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述中温变换反应器装填铁铬催化剂，反应温度为350-500℃，反应压力为0.1-8.5mpa，汽气比≥0.45，反应空速为500-5000h-1。

6.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述加氢反应器入口经过换热器与烃类原料相连。

7.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述烃类原料选自含有氢气的甲烷、天然气、加氢裂化低分气、催化干气中的一种以上。

8.一种二氧化碳捕集水蒸气重整制氢方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的制氢方法，其特征在于，所述方法还包括步骤（7）：变压吸附装置所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙兆松，王红涛，张伟，郭土，董翠翠，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：