[发明专利]一种烃类气体无碳排放制氢的方法

权利要求书

1.一种烃类气体无碳排放制氢的方法，其特征在于，它是根据所用氢源类型分为如下几种步骤：

(1)当以在常温中为气态的烷烃、环烷烃、烯烃或芳香烃作为氢源时：直接在氮气或氩气保护环境下，加入催化剂并于600～900℃进行高温裂解，反应完全后得到固体形式的纳米级碳材料，回收烃类中99.99％的碳元素；气体经过纯化分离和循环利用，得到高纯度的氢气；

(2)当以在常温中为液态的烷烃、环烷烃、烯烃或芳香烃作为氢源时，采用两步法来进行处理：首先在100～600℃下将烃类液体气化，气化后加入催化剂，气态烃然后在600～900℃作用下进行初步裂解，裂解为短链烃类气体，短链烃类气体再进一步裂解为碳元素和氢元素，随后在催化剂的作用下，碳元素固化并形成固体形式的纳米级碳材料，回收烃类中99.99％的碳元素；气体经过纯化分离和循环利用，得到高纯度氢气；

(3)当以在常温中为固态的烷烃、环烷烃、烯烃或芳香烃作为氢源时，采用三步法来进行处理：首先在100～300℃下将烃类固体融化，然后在300～600℃将融化的烃类固体气化，气化后加入催化剂，然后在600～900℃作用下进行初步裂解，裂解为短链烃类气体，短链烃类气体再进一步裂解为碳元素和氢元素，随后在催化剂的作用下，

碳元素固化并形成固体形式的纳米级碳材料，回收烃类中99.99％的碳元素，气体经过纯化分离和循环利用，得到高纯度氢气。

2.根据权利要求1所述的烃类气体无碳排放制氢的方法，其特征在于，所述催化剂为纳米级的铁、镍、钴、铜，粒径范围在10～100nm。

3.根据权利要求1或2所述的烃类气体无碳排放制氢的方法，其特征在于，所述催化剂的加入量为每100m³气态氢源用量为0.1kg～1kg。

4.根据权利要求3所述的烃类气体无碳排放制氢的方法，其特征在于，所述气态氢源和催化剂的反应速率为5～50m³/h。

5.根据权利要求1所述的烃类气体无碳排放制氢的方法，其特征在于，所述纳米级碳材料为碳纳米管或炭黑。

6.根据权利要求1所述的烃类气体无碳排放制氢的方法，其特征在于，所述气态的烷烃、环烷烃、烯烃或芳香烃为甲烷、乙烷、丙烷或环丙烷、丁烷或环丁烷、乙烯、丙烯、丁烯、乙炔、丙炔或1-丁炔。

7.根据权利要求1所述的烃类气体无碳排放制氢的方法，其特征在于，所述液态的烷烃、环烷烃、烯烃或芳香烃为戊烷或环戊烷、己烷或环己烷、庚烷或环庚烷、辛烷或环辛烷、戊烯、己烯、庚烯、1-戊炔、1-己炔、1-庚炔、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、丙苯、苯乙烯、苯乙炔、四氢化萘或蒽。

8.根据权利要求1所述的烃类气体无碳排放制氢的方法，其特征在于，所述固态的烷烃、环烷烃、烯烃或芳香烃为十八烷、十九烷、环十二烷、十九烯、二十烯、六甲基苯、联苯或萘。