[发明专利]一种沼气类生物质制氢方法

摘要

本发明公开一种沼气类生物质制氢方法，包括预净化、浓缩、制氢、提氢四大工序。沼气经过预净化脱硫后加压进入变压吸附浓缩单元，甲烷被浓缩；加压预热后再通过精脱硫塔进一步脱硫；精脱硫后的中间气与工艺蒸汽进一步预热后进入转化炉，甲烷与水蒸汽反应生成CO、CO2和H2。转化气余热可副产蒸汽外输。经过多级热量回收，中温变换将CO变换为CO2，以获得更多的氢气，提高氢的收率。变换后的气体经过多级热量回收冷却后进入变压吸附提氢工序得到纯氢，同时可副产蒸汽、硫磺等产品。本发明的浓缩工序对甲烷进行浓缩，其甲烷的单程收率可达95%以上，剩余有效组分通过尾气的回收利用为装置提供热能，这样甲烷的总利用率几乎接近100%，达到全回收。

主权项

一种沼气类生物质制氢方法，其特征在于，包括预净化、浓缩、制氢、提氢等四大工序：(1) 预净化来自气柜或气囊的原料气通过罗茨风机增压至30~50kpag后进入预净化工序进行脱硫，此工序包含湿法脱硫和干法脱硫；(2) 浓缩该工序主要采用变压吸附工艺对原料气进行浓缩；沼气增压至0.6Mpag左右后进入吸附塔进行吸附；在此工序下，沼气里的有效成分甲烷被浓缩，CO2等杂质气体被吸附后通过真空泵抽出排空；(3)制氢此工序包含精脱硫、蒸汽转化、中温变换等步骤；浓缩后的沼气加压预热后通过精脱硫塔，将沼气中的有机硫、H2S脱至0.2ppm以下；精脱硫后的中间气与工艺蒸汽按一定比例进入转化炉混合气预热盘管，进一步预热到600℃，再进入转化管，在催化剂的作用下中，甲烷与水蒸汽反应生成CO和H2；转化气出转化炉的温度约800℃，经过多级热量回收后温度降到~360℃，直接进入变换炉，转化气中的CO在变换催化剂的作用下，与水蒸气反应生成以H2和CO2为主的变换气；（4）提氢制得的转化气，氢含量只有约70%，CO2含量约28%；经过提氢工序后获得纯度为99.9%以上的纯氢，提氢工序采用变压吸附工艺。