[发明专利]一种二氧化碳零排放的化石燃料制氢方法

权利要求书

1.一种二氧化碳零排放的化石燃料制氢方法，包括如下步骤：

(1)化石燃料与水蒸气在压力2～10Mpa、温度1000～1700℃的条件下进行气化反应，获得混合高温燃料气，所述的混合高温燃料气中含H₂、CO、CO₂、H₂S、H₂O以及未反应完全的化石燃料气；

(2)混合高温燃料气经余热回收装置进行热回收利用，热回收后的混合高温燃料气进行三相分离，分离得到未反应完全的化石燃料气、水蒸气以及含H₂、CO、CO₂、H₂S、H₂O的粗混合气体，未反应完全的化石燃料气与水蒸气返回步骤(1)，按步骤(1)的条件再次发生气化反应；

(3)步骤(2)得到的粗混合气体经除尘净化、一次脱硫、二次脱硫，脱除全部硫化物，得初步净化后气体；

(4)初步净化后气体进行碳转换，低温甲醇洗，分别获得高纯度H₂和CO₂；

(5)将步骤(4)中所获得的CO₂由氨气进行吸收制备三嗪醇产品，多余的热气通过回收换热器，进行热回收再利用。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳零排放的化石燃料制氢方法，其特征在于，步骤(1)中，化石燃料与水蒸气的碳水摩尔比为：1：(2～4)，气化反应采用气流床气化法进行，气流床气化炉内压力为2～5MPa，温度为1200～1700℃。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳零排放的化石燃料制氢方法，其特征在于，化石燃料与水蒸气的碳水摩尔比为：1：3；气流床气化炉内压力为4.0MPa，温度为1450～1600℃。

4.根据权利要求1所述的二氧化碳零排放的化石燃料制氢方法，其特征在于，步骤(3)中，除尘净化为布袋式除尘或通过文氏管和纤维除雾器进行除尘。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳零排放的化石燃料制氢方法，其特征在于，步骤(3)中，一次脱硫采用以CaO为基础的湿法脱硫，二次脱硫采用以NH₃为基础的干法脱硫。

6.根据权利要求1所述的二氧化碳零排放的化石燃料制氢方法，其特征在于，步骤(4)中，所述的碳转换为初步净化后气体与水在催化剂存在下反应制得氢气和CO₂。

7.根据权利要求6所述的二氧化碳零排放的化石燃料制氢方法，其特征在于，水与初步净化后气体的摩尔比在1:1～1:5，碳转换温度为150～900℃，压力为2.5～8MPa，催化剂为铁系高温变换催化剂、铜系低温变换催化剂或钴钼系耐硫宽温变换催化剂；最为优选的，水与初步净化后气体的摩尔比在1:1.4，碳转换温度为300～600℃，压力为2.5-6.5MPa。

8.根据权利要求1所述的二氧化碳零排放的化石燃料制氢方法，其特征在于，步骤(5)中，CO₂由氨气进行吸收制备三嗪醇产品为CO₂与NH₃按摩尔比为0.5:1～1.2:1的比例混合，在温度200～300℃、压力0～30MPa的条件下，加或不加催化剂，制备三嗪醇产品。

9.根据权利要求8所述的二氧化碳零排放的化石燃料制氢方法，其特征在于，在催化剂条件下，制备三嗪醇产品，所述催化剂为硫酸铵或氯化铵，催化剂的添加量为CO₂和氨气总质量的1-5wt％。