【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于甲烷催化裂解制氢，具体涉及一种催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置及制氢系统。
技术介绍
1、甲烷催化裂解制氢是目前工业上最常用的的制氢方法，该工艺条件温和，能耗低，且产物为高纯度氢气，无需复杂的气体分离过程。然而在催化裂解过程中生成的副产物固体碳易附着在催化剂上，导致催化剂活性位点被包覆而失活，因此该工艺需频繁更换催化剂，生成效率低下，解决催化剂的循环再生问题是当前的研究热点。
2、现有技术cn104998654a公开了一种镍基催化剂及其制备方法与甲烷催化裂解生产氢气的方法，其特点在于除反应器外还设置了沉降器、再生器、再生斜管和待生斜管。失活的催化剂与氢气从反应器顶部出料管进入沉降器，失活催化剂在此沉降并进入再生器。向再生器中通入氧源，使催化剂再生，并通过再生斜管进入反应器。该装置能高效催化裂解甲烷，同时避免催化剂的积碳失活，降低更换催化剂的频率，提高了生产效率。
3、但是，上述现有技术中催化剂失活后全部由反应器顶部出料管排出，此时反应器内无催化剂存在，即该反应-再生工艺属于间歇过程，反应器时间利用率低。其次催化剂的再生是通过氧气氧化副产物碳，该装置内有甲烷与氢气两种易燃易爆气体，氧气的通入存在安全隐患。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置及制氢系统，以解决现有技术中催化剂失活后全部由反应器顶部出料管排出，此时反应器内无催化剂存在，即该反应-再生工艺属于间歇过程，反应器时间利用率低的技术问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置，包括：甲烷催化裂解反应器、水蒸气重整再生反应器和螺旋输送器；其中
3、所述甲烷催化裂解反应器的顶部设置有产气口，上部设置有催化剂加料口，下部设置有甲烷分布器，底部与螺旋输送器连接；
4、所述水蒸气重整再生反应器的顶部与甲烷催化裂解反应器的上部连通，下部与螺旋输送器连接，底部设置有水蒸气分布器；
5、所述螺旋输送器用于将落在甲烷催化裂解反应器的底部的失活催化剂输送至水蒸气重整再生反应器内。
6、在本申请的一实施例中，所述甲烷催化裂解反应器包括大径管和小径管；
7、所述大径管的顶端为产气口，且侧壁与催化剂加料口和水蒸气重整再生反应器的顶部连通；
8、所述小径管内设置有所述甲烷分布器，底部与螺旋输送器连接。
9、在本申请的一实施例中，所述大径管与小径管的内径比为：1.2-3.2。
10、在本申请的一实施例中，所述小径管与水蒸气重整再生反应器的内径比为：0.6-1.8。
11、在本申请的一实施例中，所述甲烷分布器和水蒸气分布器均为碗形分布器；
12、所述碗形分布器包括碗体和碗盖；所述碗体内部中空，底部设置有进气口；所述碗盖上设置有若干出气口。
13、在本申请的一实施例中，所述碗盖上设置有过滤件。
14、在本申请的一实施例中，所述碗体呈半球形。
15、在本申请的一实施例中，所述碗形分布器的外径与小径管的内径比为：0.4-0.8。
16、相应的，本专利技术还提供了一种制氢系统，包括：
17、依次连接的甲烷储罐、加热器、如上所述的催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置、冷凝器、袋式补集器、固体储氢器，以及换热器；其中
18、所述甲烷储罐输出的气体经换热器换热后进入加热器，所述催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置的产气经换热器换热后进入冷凝器。
19、本专利技术的有益效果是，本专利技术的催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置的包括甲烷催化裂解反应器、水蒸气重整再生反应器和螺旋输送器，甲烷催化裂解反应器的底部通过螺旋输送器与水蒸气重整再生反应器连通，水蒸气重整再生反应器的内部设置有水蒸气分布器且顶部与甲烷催化裂解反应器的顶部连通。随着催化裂解反应进行，失活催化剂沉降至甲烷催化裂解反应器的底部，由螺旋输送器送至水蒸气重整再生反应器，水蒸气分布器向上吹扫的水蒸气接触失活催化剂，进行再生并重新进入催化裂解反应器，完成催化-失活-再生-催化的连续循环过程。此外，通过水蒸气再生失活催化剂，避免了氧气进入产生的安全隐患。
20、本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
21、为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
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1.一种催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置，其特征在于，包括：甲烷催化裂解反应器(1)、水蒸气重整再生反应器(2)和螺旋输送器(3)；其中
2.根据权利要求1所述的催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置，其特征在于，
7.根据权利要求5所述的催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置，其特征在于，
8.根据权利要求5所述的催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置，其特征在于，
9.一种制氢系统，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置，其特征在于，包括：甲烷催化裂解反应器(1)、水蒸气重整再生反应器(2)和螺旋输送器(3)；其中
2.根据权利要求1所述的催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的催化剂连续循环再生甲烷催化裂解制氢装置，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：华银锋，徐霖，葛学利，周吕，徐健银，
申请(专利权)人：上海浦东环保能源发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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