【技术实现步骤摘要】
本技术属于甲烷制氢，具体涉及一种甲烷裂解制氢系统。
技术介绍
1、在众多的新能源中，氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为，在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气产生的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境；而煤和石油燃烧生成的是二氧化碳和二氧化硫，可分别产生温室效应和酸雨。煤和石油的储量是有限的，而氢主要存于水中，燃烧后唯一的产物也是水，可源源不断地产生氢气，永远不会用完。
2、天然气熔融金属裂解制氢和固体碳的工艺的开发一值是行业的难题，技术路线比较特殊和研发难度大，属于行业难题和具有前景的研究的方向，目前开发难度主要受制于高温反应器(1100℃)开发、反应器的固体碳连续排出工艺开发、高温氢气的纯化技术的开发，目前现有的技术氢气的提纯和回收采用psa技术，该技术的回收率和对系统高温能量的利用差，纯度低；且现有技术的排碳工艺很难实现连续排碳，而且反应器容易堵，排除的碳纯度低，流程长，安全不能保障。
3、以上
技术介绍
部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的
技术介绍
的理解，因此，
技术介绍
中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的缺陷，本技术提出一种甲烷裂解制氢系统。
2、本技术采用的技术方案如下：
3、一种甲烷裂解制氢系统，包括熔融金属反应器，所述熔融金属反应器底部连接有甲烷进气管，上部连接有排氢管以及碳导流管，熔
4、优选的技术方案中，还包括用于对炭黑进行处理的碳收集与清洗装置，碳收集与清洗装置与甲烷裂解系统之间通过碳导流管连接，所述甲烷裂解系统中设置有刮碳装置，刮碳装置用于将炭黑推扫，通过碳导流管进入到碳收集与清洗装置中。
5、优选的技术方案中，所述缓冲区由两个缓冲腔组成，两个缓冲腔之间由分布器隔开，上侧缓冲腔与反应区之间通过布气管隔开，所述反应区从下至上由熔融金属层、熔融盐层和积碳层组成，熔融盐层中设置有若干个挡板。
6、优选的技术方案中，积碳层设置一个开口向下倾斜的排碳口，所述碳导流管连接到排碳口。
7、进一步的，所述挡板数量设置为四块，沿壳体轴心对称分布在轴心两侧，在竖直方向呈交错倾斜布设，且固定连接在壳体内壁上。
8、优选的技术方案中，所述壳体由内至外依次包括内筒、外筒以及保温隔热层，所述内筒外部安装有电加热器，电加热器外部设有保温隔热层,内筒内填充金属。
9、优选的技术方案中，所述氢气缓冲区的壳体外侧设置有水冷夹套，水冷夹套通冷却水，用于对氢气缓冲区内的氢气进行降温。
10、优选的技术方案中，所述刮碳装置包括壳体顶部设置的第一电机，第一电机的转动轴向内依次贯穿积碳层、熔融盐层和熔融金属层，在转动轴上设置有刮板，刮板位于积碳层表面，第一电机控制刮板正反180°旋转，炭黑漂浮在熔融盐层上面形成积碳层，堆积一定高度后，被刮碳装置挂扫到排碳口，在碳导流管中部还设置搅拌装置，包括固设在碳导流管上方的第二电机，第二电机的旋转轴穿入碳导流管中，旋转轴上设置有搅拌叶片。
11、进一步的，所述转动轴上安装有4个耐高温热电偶，分别位于氢气缓冲区、积碳层、熔融盐层和熔融金属层中。
12、优选的技术方案中，所述碳收集与清洗装置包括上下布设的碳清洗装置和碳收集装置，碳清洗装置与熔融金属反应器之间通过碳导流管连通，碳清洗装置底部与碳收集装置之间管道连接，连接的管道上设置有蝶阀，碳清洗装置下端为锥体，锥体中的侧壁上设置有冷却水冲水口，碳清洗装置顶部设置有冷却水冲水口以及排氢口，所述冷却水冲水口数量为两个，分别连接有冷却水管，冷却水管上设置有阀门，排氢口连接有排氢管ⅱ，所述排氢管ⅱ与排氢管ⅰ连接，所述炭黑进入到碳清洗装置中，沉积在锥体内部，锥体内部上方设置有可提升的封板，碳清洗装置顶部设置有用于控制封板提升的第三电机，第三电机与封板之间通过钢绳连接。
13、综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：
14、(1)布气管减少气体进入熔融金属时产生气泡大小，并在上升过程中快速扩散，充分混合气体和液体，增大了反应界面；
15、(2)熔融金属层4中布置了四块挡板，增加ch4在熔融金属层的停留时间，从而增加甲烷裂解的效率；
16、(3)利用熔融金属高温裂解，ch4的裂解率高达99.9％；
17、(4)高温裂解反应产生的炭黑，通过刮碳装置进行清理，并通过碳收集与清洗装置，对炭黑进行冷凝，冲洗和收集，可以制备出优质的炭黑。
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1.一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，包括熔融金属反应器，所述熔融金属反应器底部连接有甲烷进气管，上部连接有排氢管以及碳导流管，熔融金属反应器包括壳体，壳体内部从下至上依次设置为缓冲区、反应区以及氢气缓冲区，缓冲区用于将甲烷进行气体扩散，使其进入反应区中，甲烷在反应区中进行高温裂解反应，生成氢气和炭黑，氢气向上进入氢气缓冲区中，通过排氢管Ⅰ排出，炭黑向上沉积在氢气缓冲区底部。
2.根据权利要求1所述的一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，还包括用于对炭黑进行处理的碳收集与清洗装置，碳收集与清洗装置与甲烷裂解系统之间通过碳导流管连接，所述甲烷裂解系统中设置有刮碳装置，刮碳装置用于将炭黑推扫，通过碳导流管进入到碳收集与清洗装置中。
3.根据权利要求1所述的一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，所述缓冲区由两个缓冲腔组成，两个缓冲腔之间由分布器隔开，上侧缓冲腔与反应区之间通过布气管隔开，所述反应区从下至上由熔融金属层、熔融盐层和积碳层组成，熔融盐层中设置有若干个挡板。
4.根据权利要求1所述的一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，积碳层设置一个开口向下倾斜的排碳
5.根据权利要求3所述的一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，所述挡板数量设置为四块，沿壳体轴心对称分布在轴心两侧，在竖直方向呈交错倾斜布设，且固定连接在壳体内壁上。
6.根据权利要求1所述的一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，所述壳体由内至外依次包括内筒、外筒以及保温隔热层，所述内筒外部安装有电加热器，电加热器外部设有保温隔热层,内筒内填充金属。
7.根据权利要求1所述的一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，所述氢气缓冲区的壳体外侧设置有水冷夹套，水冷夹套通冷却水，用于对氢气缓冲区内的氢气进行降温。
8.根据权利要求2所述的一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，所述刮碳装置包括壳体顶部设置的第一电机，第一电机的转动轴向内依次贯穿积碳层、熔融盐层和熔融金属层，在转动轴上设置有刮板，刮板位于积碳层表面，第一电机控制刮板正反180°旋转，炭黑漂浮在熔融盐层上面形成积碳层，堆积一定高度后，被刮碳装置挂扫到排碳口，在碳导流管中部还设置搅拌装置，包括固设在碳导流管上方的第二电机，第二电机的旋转轴穿入碳导流管中，旋转轴上设置有搅拌叶片。
9.根据权利要求8所述的一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，所述转动轴上安装有4个耐高温热电偶，分别位于氢气缓冲区、积碳层、熔融盐层和熔融金属层中。
10.根据权利要求2所述的一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，所述碳收集与清洗装置包括上下布设的碳清洗装置和碳收集装置，碳清洗装置与熔融金属反应器之间通过碳导流管连通，碳清洗装置底部与碳收集装置之间管道连接，连接的管道上设置有蝶阀，碳清洗装置下端为锥体，锥体中的侧壁上设置有冷却水冲水口，碳清洗装置顶部设置有冷却水冲水口以及排氢口，所述冷却水冲水口数量为两个，分别连接有冷却水管，冷却水管上设置有阀门，排氢口连接有排氢管Ⅱ，所述排氢管Ⅱ与排氢管Ⅰ连接，所述炭黑进入到碳清洗装置中，沉积在锥体内部，锥体内部上方设置有可提升的封板，碳清洗装置顶部设置有用于控制封板提升的第三电机，第三电机与封板之间通过钢绳连接。
...【技术特征摘要】
1.一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，包括熔融金属反应器，所述熔融金属反应器底部连接有甲烷进气管，上部连接有排氢管以及碳导流管，熔融金属反应器包括壳体，壳体内部从下至上依次设置为缓冲区、反应区以及氢气缓冲区，缓冲区用于将甲烷进行气体扩散，使其进入反应区中，甲烷在反应区中进行高温裂解反应，生成氢气和炭黑，氢气向上进入氢气缓冲区中，通过排氢管ⅰ排出，炭黑向上沉积在氢气缓冲区底部。
2.根据权利要求1所述的一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，还包括用于对炭黑进行处理的碳收集与清洗装置，碳收集与清洗装置与甲烷裂解系统之间通过碳导流管连接，所述甲烷裂解系统中设置有刮碳装置，刮碳装置用于将炭黑推扫，通过碳导流管进入到碳收集与清洗装置中。
3.根据权利要求1所述的一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，所述缓冲区由两个缓冲腔组成，两个缓冲腔之间由分布器隔开，上侧缓冲腔与反应区之间通过布气管隔开，所述反应区从下至上由熔融金属层、熔融盐层和积碳层组成，熔融盐层中设置有若干个挡板。
4.根据权利要求1所述的一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，积碳层设置一个开口向下倾斜的排碳口，所述碳导流管连接到排碳口。
5.根据权利要求3所述的一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，所述挡板数量设置为四块，沿壳体轴心对称分布在轴心两侧，在竖直方向呈交错倾斜布设，且固定连接在壳体内壁上。
6.根据权利要求1所述的一种甲烷裂解制氢系统，其特征在于，所述壳体由内至外依次包括内筒、外筒以及保温隔热层，所述内筒外部安装有电加热器，电加热器外部设有保温隔热层,内筒内填充金...
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