本申请涉及一种生产氢气的方法，包括以下步骤：（ａ）将燃料气化成初始未净化的合成气，包括ＣＯ、氢气、水蒸汽和以Ｈ↓［２］Ｓ、ＣＯＳ和ＨＸ形式存在的硫和卤化物杂质，其中Ｘ是卤素；（ｂ）将初始未净化的合成气通过注入了ＣａＯ和水蒸汽的水煤气变换反应器（ＷＧＳＲ），ＣａＯ与变换后的气体发生反应以除去含ＣａＣＯ↓［３］、ＣａＳ和ＣａＸ↓［２］的固相含钙产物中的ＣＯ↓［２］、硫和卤化物；（ｃ）将固相含钙产物与富含氢气的产物分离；及（ｄ）在选自以下一种条件下煅烧固相含钙产物，再生出ＣａＯ，这些条件为：在水蒸汽存在条件下，在ＣＯ↓［２］存在条件下，在合成气存在条件下，在Ｈ↓［２］和Ｏ↓［２］存在条件下，在部分真空条件下，以及以上条件组合。所述ＣａＯ的表面积至少为１２．０ｍ↑［２］／ｇ，孔体积至少为０．０１５ｃｍ↑［３］／ｇ，所述ＣａＯ的吸附力约为７０ｇ ＣＯ↓［２］／ｋｇ ＣａＯ。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产寓雜度無气的钙循环工艺 相关申鹏奴綱,l本申镄是非翁时申请，根据35U.S.C.119规定要求,年9 月25日攤交的、序判号为,8效,鄉的美国专賴申豫的优先狭，其全 文通过引用并A+申镰聽专利技术肉審oo吗本专利技术包括一种生产無气的，，其包括以下歩驟(a)将鱅料气化成初始未净化的舍成气，其包括CO、敏气、水蒸汽和以HbS、 COS和HX形式存在的癱和卤化物杂虜，其中X是卤素s Oi》将初始 未净化的舍成气通过注入了 CaO潲水蒸汽的水煤气变换反應器 (WGSR》，CtO与变换后的气体发生反鹰以除去含CM3Qi、CiS和CaXj! 的國相食镅产物中的C^、琉和鹵化物豕(c)将園相食诱产物与富含鶬 气的,分离豕贴(d)在逸自以下的一种*#下鹏圃相食转产物， 再生凼加，这些条件为-在水蒸汽絲条件下，在C^存在条伴下， 在舍成气存在条件下，在狂2和"存在条件下，在都分真空条件下，以 及以上|1#组合，PW3所,料可以是煤、生物虜、油砂、焦炭、焦油、蠘油页岩 或者这些材料组合，0004虽然往WGSB内注入的水蒸汽置可以是任意功能量 (feni^iiiai quaoti^，但鎩好是在大教化学计量所潘量至该所簾紫三倍翁范围《〖糊明在一具体实施例中，窗含氬气的产物的纯度至少为60%，在 —具体实施例中，富含無气的产物中玩:CO的比例约为O.S: W鲫:i,6某些实施例中，在温度约为400-1000lC和压力约为1-100大气压下，富含 氢气的产物的纯度约为70%-99.99%。卿6WGSR可以选用以下类型固定床反应器、锍化床反应器、 携带床反应器、移动床反应器回转窑或上述反应器组合。另外，可以在 选自以下类型的煅烧反应器中进行煅烧，这些类型包括固定床反应器、 流化床反应器、携带床反应器、移动床反应器回转窑，或上述反应器组本专利技术的方法还可以包括步骤(e)由WGSR供料，将 Fischer-Tropsch反应器产生的至少一部分产物流再循环，以便将选自甲 烷、Cl-C4烃、CO、氢气及其组合的化学物再导回到WGSR中。〖OOil]所有具体实施例中，CaO的表面积可以至少约为12.0m2/g， 孔体积至少约为0.015 c迈Vg。所述CaO的吸附力约为每千克CaO吸附至 少70克C02。本专利技术还包括生产氢气的方法，该方法包括以下歩骤(a) 在CaO和水蒸汽存在条件下重整气态烃燃料以除去包括CaCCb、 CaS和 CaX2的固相含钙产物中的以H2S、 COS和HX形式存在的C02、硫和卤 化物杂质，其中X是卤素，从而得到CO和氢气的混合物；(b)将固相 含钙产物与富含氢气的产物分离；以及(c)在下述一种条件下，煅烧固 相含钙产物，，生出CaO，这些条件包括在水蒸汽存在条件F、在C02 存在条件下、i合成气存在条件下、在3%和02存在条件下、在部分真空 条件下，及上述条件组合。〖0015〗气态燃料可以是天然气、Cl-C4烃或其混合物。重整步骤可以 包括引入C02,即所谓的千重整。所有具体实施例中，CaO的表面积可以至少约为12.0m2/g， 孔体积至少约为0.015 cm3/g。所述CaO的吸附力约为每千克CaO吸附至 少70克CO2。使用催化剂并且使用的水蒸汽量达到化学计量所霈量的3倍 时，富含氢气的产物纯度可以达到99.99%。使用的水蒸汽量为化学计量 所需量时，富含氢气的产物的纯度可以达到98%。某些具休实施例中，使 用的水蒸汽量达到化学计量所需量的3倍时，纯度至少可以达到80%，硫 (H2S/COS)的最大浓度小于10ppm,使用的水蒸汽量为化学计量所需量 时，纯度至少为70%,硫的最大浓度小于lppm。该方法中，使用的水蒸 汽量达到化学计量所需量的3倍时，氢气纯度可以至少达到80%，硫(H2S/COS)的最大浓度小于10ppm,使用的水蒸汽量为化学计量所需量 时，纯度至少为70%,硫的最大浓度小于lppm。虽然往WGSB内注入的水蒸汽量可以是任意功能量 (fimcticmal quantity),但最好是在大约化学计量所需量至该所需量三倍 的范围之间。 WGSR可以选用以下类型固定床反应器、流化床反应器、 携带床反应器、移动床反应器回转窑或上述反应器组合。另外，可以在 选自以下类型的煅烧反应器中进行煅烧，这些类型包括固定床反应器、流化床反应器、携带床反应器、移动床反应器回转窑，或上述反应器组某些具体实施例中，WGSR内不加催化剂。同样，WGSR可 以在温度约为550-750'C和约1-60个大气压下工作，但是WGSR反应器在温度约为60(K7加C和约20-30个大气压下工作较佳。某些具体实施例 中，使用的水蒸汽量达到化学计量所霈量的3倍时，富含氢气的产物的纯 度是99a/n。水蒸汽量为化学计量所需量时，本专利技术的方法产生的富含氢气 的产物的纯度为卯％。在另一催化实施例中，仅按化学计量所需量使用水 蒸汽时，富含氢气的产物中，H2:CO的比例至少为2.5，硫(H2S/COS) 的最大浓度小于10pp边。〖0029]在某些具体实施例中，可以在WGSR内使用催化剂。合适的 高温变换催化剂可以包括Fe、 Cu、 Co、 Mo、 W、 Cs、 Pt、 Ph、 Pd和其 它贵金属催化剂或其氧化物或硫化物或其组合。前述高温变换催化剂所用 的合适载体包括Cr203、 ZnO、 MgO、 二氧化铈、氧化铝、二氧化硅和 氧化锆及其组合。本专利技术提出的技术目的是提高典型的煤气化反应流中的H2 产量，通过在单阶段反应器工艺中将水煤气变换反应(WGSR)与高温 下就地利用合成气中的C02和去除合成气中的硫(H2S + COS)和卤化 氢的过程整合到一起的手段完成，同时消除了对WGS催化剂的需求。 因此，这一整合方法确实将几个工作单元，即，WGS反应、C02捕获、 硫去除、卤化物去除和氢气产出合并到煤气化体系下流的-'个工艺模块 中，以生产纯净的氢气流。这一钙循环过程的目标是(1)降低过多的 水蒸汽需求量，在接近化学计量的水蒸汽量下工作；(2)同时去除CCb 以及硫和卤化物；(3)通过吸附剂再生，产生可隔离的C02流；(4)高 温和压力下生产卯-95%的H2流(不使用WGS催化剂)或99+%的高纯 度H2流(使用WGS催化剂)。这一整合的"一盒"方法通过将不同工艺单元合并到一个阶段，从而有望提高系统效率和降低整个占用面积。 可以预见到，该系统具有生产不同纯度级别的氢气的灵活性和潜力，即通过减少WGS催化剂使用量和降低过多的水蒸汽需求量来实现。这一 新方法无须使用氢气分离膜，而且高温作业提高了总的转化率和工艺效 率。催化制氢法其他选择是移除反应气体混合物中的C02。有用各种溶剂如 胺、Selexol、 Rectisol等在两个阶段期间去除WGS反应气体混合物中 C02的(Steigel和Ramezan， 2006)。但是，这些溶剂在室温下起作用， 所以，由于反应气体混合物需要冷却和重新加热，使该方法涉及严艰的 能量补偿。为此，研究出了高温C02膜(US DOE, 2005)，它能在WGSR 的温度范围内发挥作用。随着这些膜的问世，出现了膜反应器的概念。 但是，使用这些膜会导致压降，并产生膜制造费用。钙辅助制氢法还有一些使用石灰石吸附剂提本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生产氢气的方法，其包括以下步骤： 将燃料气化成初始未净化的合成气，其包括ＣＯ、氢气、水蒸汽和以Ｈ↓［２］Ｓ、ＣＯＳ和ＨＸ形式存在的硫和卤化物杂质，其中Ｘ是卤素； 将初始未净化的合成气通过注入了ＣａＯ和水蒸汽的水煤气变换反应器 ＷＧＳＲ，ＣａＯ与变换后的气体发生反应以除去含ＣａＣＯ↓［３］、ＣａＳ和ＣａＸ↓［２］的固相含钙产物中的ＣＯ↓［２］、硫和卤化物； 将固相含钙产物与富含氢气的产物分离；以及 在选自以下的一种条件下煅烧固相含钙产物，再生出ＣａＯ， 这些条件为：在水蒸汽存在条件下，在ＣＯ↓［２］存在条件下，在合成气存在条件下，在Ｈ↓［２］和Ｏ↓［２］存在条件下，在部分真空条件下，以及以上条件组合。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：什韦塔拉姆库马尔，马赫什V伊耶，范良石，
申请(专利权)人：俄亥俄州立大学，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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