[发明专利]采用超临界过热蒸汽水与煤浆热裂解制氢气的设备和方法

权利要求书

1.一种采用超临界过热蒸汽水与煤浆热裂解制氢气的设备，其特征在于，所述采用超临界过热蒸汽水与煤浆热裂解制氢气的设备包括：

煤浆供应系统(1)，能够将煤粉、油和水混合后制成煤浆；

超临界过热蒸汽水供给系统(2)，能够产生超临界过热蒸汽或超临界过热水；

混合装置(3)，煤浆供应系统(1)和超临界过热蒸汽水供给系统(2)均与混合装置(3)连接，所述超临界过热蒸汽或超临界过热水与所述煤浆能够在混合装置(3)内混合形成混合物；

反应通道(4)，与混合装置(3)连接，该混合物能够在反应通道(4)内发生热裂解；

气体收集装置(5)，与反应通道(4)连接，气体收集装置(5)能够收集热裂解后产生的气体。

2.根据权利要求1所述的采用超临界过热蒸汽水与煤浆热裂解制氢气的设备，其特征在于，混合装置(3)为反应釜，煤浆供应系统(1)与该反应釜的上端连接，超临界过热蒸汽水供给系统(2)与该反应釜的下端连接。

3.根据权利要求2所述的采用超临界过热蒸汽水与煤浆热裂解制氢气的设备，其特征在于，该反应釜的上端设有喷嘴(31)，煤浆供应系统(1)与喷嘴(31)连接，该反应釜的下端设有排液安全阀(32)。

4.根据权利要求1所述的采用超临界过热蒸汽水与煤浆热裂解制氢气的设备，其特征在于，反应通道(4)为筒状结构，反应通道(4)呈水平状态，反应通道(4)的入口端与混合装置(3)连接，反应通道(4)的入口端内设有挡板(41)，挡板(41)内设有多个通孔(42)。

5.根据权利要求1所述的采用超临界过热蒸汽水与煤浆热裂解制氢气的设备，其特征在于，反应通道(4)内设有成分测量装置(43)和旋转装置(44)，成分测量装置(43)能够测量该混合物的组成成分及含量，旋转装置(44)能够使该混合物旋转。

6.根据权利要求4所述的采用超临界过热蒸汽水与煤浆热裂解制氢气的设备，其特征在于，所述采用超临界过热蒸汽水与煤浆热裂解制氢气的设备还包括控制系统(6)，成分测量装置(43)和旋转装置(44)均与该控制系统(6)连接，旋转装置(44)为叶轮，该叶轮能够以反应通道(4)的中心线为轴转动。

7.根据权利要求4所述的采用超临界过热蒸汽水与煤浆热裂解制氢气的设备，其特征在于，反应通道(4)内还设有分子筛催化剂网(45)，该分子筛催化剂网内设有能够使该混合物热裂解的催化剂，沿反应通道(4)的入口端向反应通道(4)的出口端方向，成分测量装置(43)、旋转装置(44)和分子筛催化剂网(45)依次间隔排列。

8.根据权利要求1所述的采用超临界过热蒸汽水与煤浆热裂解制氢气的设备，其特征在于，气体收集装置(5)为集气罐，反应通道(4)的出口端与该集气罐的中部连接，气体收集装置(5)内设有挡砂过滤装置(51)，挡砂过滤装置(51)位于反应通道(4)的出口端的上方，该集气罐的上端设有压力控制安全阀(52)和气体出口(53)，该集气罐的下端连接有杂质回收装置(54)。

9.一种采用超临界过热蒸汽水与煤浆热裂解制氢气的方法，其特征在于，该采用超临界过热蒸汽水与煤浆热裂解制氢气的方法采用权利要求1所述的设备，该采用超临界过热蒸汽水与煤浆热裂解制氢气的方法包括以下步骤：

步骤1、煤浆供应系统(1)将煤粉、油和水混合后制成煤浆，超临界过热蒸汽水供给系统(2)产生超临界过热蒸汽或超临界过热水；所述临界过热蒸汽或超临界过热水与所述煤浆在混合装置(3)内混合形成混合物；

步骤2、该混合物在反应通道(4)内发生热裂解；

步骤3、裂解后产生的气体进入气体收集装置(5)被收集。

10.根据权利要求9所述的采用超临界过热蒸汽水与煤浆热裂解制氢气的方法，其特征在于，在步骤1中，所述煤浆中还含有煤裂解水溶催化剂，所述煤粉的目数为80目～400目，所述油为煤焦油，所述水为纯净水，在所述煤浆中，该煤焦油的质量分数为3％～10％，该纯净水的质量分数为30％～50％，该煤裂解水溶催化剂的质量分数为1％～3％。