[发明专利]一种碘硫循环中碘化氢制备氢气的工艺与装置

权利要求书

1.一种碘硫循环中碘化氢制备氢气的装置，其特征在于，该装置包括热集成复合塔、O₂洗涤塔、复合塔壳程塔底罐、HI分解气缓冲罐、Bunsen反应器进料罐、复合塔管程塔底再沸器、复合塔反应段加热器、复合塔反应塔物料换热器、压缩机以及进料泵；

热集成复合塔包括反应气洗涤段、管壳复合段塔节、进料泵、复合塔壳程塔底罐、HI分解气缓冲罐、管程塔底再沸器、管程进料加热器、HIX分解气减压阀；

热集成复合段的塔节采用管壳式结构，热集成复合段的壳程和汽提段连通，管程和反应段连通，每个热集成复合段的塔节为单级理论级，热集成复合段塔节的壳程和管程分别装填有填料；热集成复合段的N个塔节同轴密封连接而成，其中N≥1；热集成复合段塔节包括反应段外塔盘、汽提段内塔盘、气液分配器、内外塔盘筛孔、反应段列管、复合塔节塔壁、复合塔节法兰、汽提段液相进出口、汽提段汽相进出口和管壳程底部填料固定板；

热集成复合塔内部分为热集成复合段和HIX反应气水洗段，热集成复合段包括管程反应段和壳程汽提段；管程反应段的气相经过HI分解气缓冲罐和HIX分解气减压阀后进入到HIX反应气水洗段；

复合塔节塔壁、复合塔节下法兰、复合塔节上法兰三者构成热集成复合塔内塔节的外壳；复合塔节塔壁的上部开有壳程汽提段塔节液体进料口和汽提段塔节汽相出口，复合塔节塔壁的下部开有汽提段塔节汽相进口和壳程汽提段塔节液体出口，壳程汽提段塔节液体进料口焊接在壳程底部填料固定板和管程底部填料固定板之间位置，汽提段塔节汽相出口焊接在外塔盘和内塔盘气液分配器液体入口之间位置，汽提段塔节汽相进口焊接在壳程底部填料固定板上部位置，壳程汽提段塔节液体出口焊接在外塔盘和内塔盘之间位置；

管程反应段列管两端分别固定在反应段外塔盘与管壳程底部填料固定板上；

外壳内部固定有汽提段内塔盘、反应段外塔盘、壳程底部填料固定板和管程底部填料固定板；汽提段内塔盘固定在壳程，反应段外塔盘固定在管程；壳程底部填料固定板和管程底部填料固定板上都开孔；汽提段内塔盘和反应段外塔盘上布置筛孔，筛孔内焊接有气液分配器，筛孔的孔径与气液分配器液相出口的外径相同；气液分配器主要由液相管和气相管嵌套组成，气相管顶部作为气相出口，底部作为气相进口；液相管顶部作为液相入口，底部作为液相出口；

塔节间通过法兰连接，形成热集成复合塔的热集成复合段；

热集成复合塔的反应气水洗段顶部开有H₂采出口，侧部开有H₂O进料口，底部开有H₂洗涤酸性水采出口；热集成复合塔的壳程汽提段顶部开有热集成复合塔汽提段汽提气出口，该出口通过管路依次经压缩机与O₂洗涤塔的气体入口相连通；热集成复合塔的壳程汽提段的上部开有液相进口，下部开有气相进气口和液相采出口；壳程汽提段的液相采出口通过管路与复合塔壳程塔底罐连通，复合塔壳程塔底罐经进料泵与热集成复合塔的管程反应段的液相进口相连；热集成复合塔的管程反应段的反应段塔釜底部开有液相采出口和气相入口，液相采出口出来的管路分两路，一路经复合塔管程塔底再沸器后从反应段塔釜底部的气相入口进入；另一路经复合塔反应塔物料换热器进入至Bunsen反应器进料罐；

O₂洗涤塔上部开有硫酸提浓塔酸性水进口，底部开有汽提气洗涤塔塔底酸性水出口，顶部开有O₂采出口；

Bunsen反应器进料罐上开有进料口、出料口和出气口，出气口与热集成复合塔汽提段底部气相进气口连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的汽提段内塔盘总数量N1，N1≥1；反应段外塔盘总数量N2，N2≥1；当管壳式复合塔反应段外部管道逐级连接形成反应塔和汽提塔理论级相等的对称结构时，N1＝N2；当复合塔反应段外部管道跨接形成反应塔和汽提塔理论级不相等的非对称结构时，N1≠N2。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的热集成复合塔的外径范围为100～8000mm。