[发明专利]一种基于铁或铁氧化物制氢并分离CO2的方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于铁或铁氧化物制氢并分离CO2的方法及装置，将铁或铁氧化物置于空气反应器流化床内，其与通入的空气中反应后得到Fe2O3，经分离器后分离后的空气从分离器的上端排出，分离后的Fe2O3进入燃料反应器流化床；固体燃料通过螺旋给料器进入燃料反应器流化床，并与通入的水蒸气发生气化反应，生成合成气，同时Fe2O3与合成气或燃料发生还原反应，生成二氧化碳。而Fe2O3则被还原成FeO或Fe，并溢流到制氢反应器；在制氢反应器中FeO或Fe与水蒸气反应生成氢气，同时FeO或Fe被氧化为Fe3O4，经分离器分离后的氢气从分离器上端排出，分离后的Fe3O4回到空气反应器进一步氧化，实现循环使用。

主权项

一种基于铁或铁氧化物制氢并分离CO2的方法，其特征在于将铁或铁氧化物置于空气反应器流化床内，在空气反应器流化床下端(E)通入流化空气，铁或铁氧化物与空气中的氧气反应后得到Fe2O3，再使气固两相经分离器分离；分离后的空气从贫氧空气分离器的上端(H)排出，分离后的Fe2O3通过第一溢流槽(6)进入燃料反应器流化床；Fe2O3在进入燃料反应器流化床时首先被夹带到燃料反应器提升管中，并在燃料反应器提升管中与来自混合气化反应室的未反应的合成气反应，并将合成气转化为的二氧化碳水蒸气混合气，而Fe2O3则转化为Fe3O4，将以上气固两相经二氧化碳分离器分离，分离后的二氧化碳水蒸气混合气从二氧化碳分离器的上端(H)排出，冷凝后获得洁净的二氧化碳，而未反应的Fe2O3以及生成的Fe3O4从二氧化碳分离器的下端排出，经返料槽进入混合气化反应室，固体燃料则通过螺旋给料器进入混合气化反应室，混合气化反应室的下端(A)通入水蒸气作为气化介质，由Fe2O3以及Fe3O4提供固体燃料与水蒸气气化的热量，气化后的合成气与Fe2O3及Fe3O4发生还原反应，生成二氧化碳和水蒸气并与未反应的合成气上升至燃料反应器提升管，而Fe2O3及Fe3O4则被还原为FeO或Fe，含有FeO和Fe的铁氧化物通过第二溢流槽(2)溢流到制氢反应器流化床，在制氢反应器流化床下端(C)通入水蒸气作为流化介质，水蒸气与FeO或Fe反应生成氢气，FeO或Fe则被氧化为Fe3O4，再使气固两相经氢气分离器分离，分离后的氢气水蒸气混合气从该分离器上端(F)排出，冷凝后得到纯净的氢气，分离后的Fe3O4，经过第三溢流槽(4)回到空气反应器流化床进一步氧化，实现循环使用。