[发明专利]一种硫碘循环制氢中两相分离浓缩纯化的方法与装置

权利要求书

1.一种硫碘循环制氢中两相分离浓缩纯化的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：含碘液体与补充水从Bunsen预混罐送入Bunsen反应塔内与反应进料混合气反应，反应后的混合液体被送至第一HI汽提塔并从塔顶部喷淋； 第一HI汽提塔中只有HI和少量的H₂O以气体形式离开并进入HI分解塔中；

S2：第一HI汽提塔底部剩余的混合物被送至第二HI汽提塔内，并从塔顶部进行喷淋；第二HI汽提塔的温度和压力均低于第一HI汽提塔；第二HI汽提塔中只有HI和少量的H₂O以气体形式离开并进入HI分解塔中；

S3：第二HI汽提塔底部液体被送至H₂SO₄纯化浓缩塔内，液体中的水汽化返回Bunsen预混罐，液体中的HI在H₂O₂作用下被氧化生成I₂和H₂O；

S4：H₂SO₄纯化浓缩塔的底部液体被送至微孔过滤器内降温过滤碘单质以固体形式过滤，含碘液体返回至Bunsen预混罐，浓硫酸溶液送至H₂SO₄分解塔分解产生反应进料混合气，反应进料混合气返回至Bunsen反应塔内；

S5：来自第一HI汽提塔和第二HI汽提塔的HI和H₂O混合气体进入HI分解塔分解；分解气进入冷凝塔洗涤得到氢气。

2.根据权利要求1所述的硫碘循环制氢中两相分离浓缩纯化的方法，其特征在于，Bunsen反应塔顶部设有氧气出口，Bunsen反应塔内部的氧气经氧气出口排出经碱洗后作为商品气输出。

3.根据权利要求1所述的硫碘循环制氢中两相分离浓缩纯化的方法，其特征在于，第一HI汽提塔塔内压力为0.6-0.9bar，温度为40-80℃；第二HI汽提塔内压力为0.1-0.4bar，温度为20-40℃。

4.根据权利要求1所述的硫碘循环制氢中两相分离浓缩纯化的方法，其特征在于，所述的S5中，HI分解塔分解产生I₂和H₂；HI分解塔中的碘蒸气、H₂、H₂O和未反应的HI混合气体进入冷凝塔，在冷凝塔内，混合气体中混有的H₂O、HI以及I₂被洗涤除去，H₂从冷凝塔中引出；冷凝塔底部的含碘液体一部分重新被加压输送到冷凝塔顶进行喷淋，一部分离开冷凝塔进入Bunsen预混罐。

5.根据权利要求1所述的硫碘循环制氢中两相分离浓缩纯化的方法，其特征在于，H₂SO₄纯化浓缩塔内运行环境为0.1-0.6bar，温度为60-100℃；第二HI汽提塔底部液体从H₂SO₄纯化浓缩塔的塔顶部进行喷淋；H₂SO₄纯化浓缩塔底部剩余I₂和浓硫酸溶液。

6.根据权利要求1所述的硫碘循环制氢中两相分离浓缩纯化的方法，其特征在于，所述Bunsen反应塔、冷凝塔、HI分解塔和H₂SO₄分解塔的塔压控制在1bar。

7.根据权利要求1所述的硫碘循环制氢中两相分离浓缩纯化的方法，其特征在于，Bunsen反应塔温度为70-90℃； HI分解塔温度为450-600℃；H₂SO₄分解塔温度为850-950℃。

8.根据权利要求1所述的硫碘循环制氢中两相分离浓缩纯化的方法，其特征在于，微孔过滤器温度10-30℃。