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专利号: 201811543644X
申请人: 山东理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2023-10-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种连续式催化木醋液重整制氢的反应装置,其特征在于,包括喂料系统、流化床反应器、分离纯化系统和载气循环系统;所述喂料系统包括原料罐和喂料管,所述原料罐用于盛装木醋液和水,所述喂料管用于将所述原料罐中的原料送入所述流化床反应器,所述流化床反应器中的产物经过分离纯化系统后通过所述载气循环系统输送至所述流化床反应器。

2.根据权利要求1所述的一种连续式催化木醋液重整制氢的反应装置,其特征在于,还包括液体流量控制器和压力泵,所述液体流量控制器和压力泵位于所述喂料管的管道上,用于调整进入所述流化床反应器的原料比例和喂料速率。

3.根据权利要求1所述的一种连续式催化木醋液重整制氢的反应装置,其特征在于,所述分离纯化系统包括依次相连接的旋风分离器、冷凝槽和过滤器。

4.根据权利要求1所述的一种连续式催化木醋液重整制氢的反应装置,其特征在于,还包括气体检测调控系统,所述气体检测调控系统包括泄压阀、气体分析仪、计算机和控制柜;当反应装置中压力到达所述泄压阀阈值后,产物经过所述分离纯化系统后再通过所述泄压阀进入所述气体分析仪,所述计算机用于对所述气体分析仪检测到的数据进行分析和反馈,通过控制柜调节原料比例和喂料速率。

5.根据权利要求1所述的一种连续式催化木醋液重整制氢的反应装置,其特征在于,所述载气循环系统包括氢气罐、氮气罐、气体流量计、混气罐、预热罐和风机,所述氢气罐中的氢气用于对所述流化床反应器内的初始催化剂进行还原,所述氮气罐中的氮气用于排净初始时装置中的空气,所述预热罐用于对载气进行预加热,所述风机用于将载气和气体产物引回所述混气罐。

6.一种连续式催化木醋液重整制氢的方法,其特征在于,所述方法应用于一种连续式催化木醋液重整制氢的反应装置,所述装置包括流化床反应器、氮气罐、氢气罐、混气罐,气体流量计、预热器、原料罐、喂料管、分离纯化系统、风机、泄压阀、气体分析仪、计算机、控制柜、液体流量控制器和压力泵;所述氢气罐和所述氮气罐通过所述气体流量计连接所述混气罐的输入端,所述混气罐的输出端依次连接所述预热器、所述流化床反应器,所述原料罐中的原料通过所述喂料管进入所述流化床反应器,所述喂料管管道上设有所述液体流量控制器和所述压力泵,所述喂料管的输出端位于流化床反应器内部,所述流化床反应器的输出端依次连接所述分离纯化系统、所述泄压阀和所述气体分析仪;所述分离纯化系统的另一输出端依次连接所述风机和所述混气罐,实现载气循环;

所述方法包括以下步骤:

1)在流化床反应器内放入催化剂,打开控制柜和计算机;

2)通入氮气,排净空气,同时设定升温程序,使流化床反应器升温至400-600℃;

3)达到设定温度后,通入氢气,对装置内的催化剂进行还原10-30min;所述通入氢气的含量与通入氮气含量的比例为1:99-1:9;

4)停止通入氢气,加大氮气流量以达到流化床流化速度,同时将预热器的温度设定

100-150℃,流化床反应器升至700-900℃,恒温;

5)将原料木醋液和水通入流化床反应器内,原料在喂料管内遇热汽化进入流化床反应器,与催化剂接触,发生反应,产物经分离纯化系统进行分离纯化,后经过风机将气体引回到混气罐,并逐渐减小氮气供给,实现载气循环;装置内部压力达到泄压阀压力阈值后通过所述泄压阀将产物气体输出,并由气体分析仪进行在线检测,将结果输入到计算机中;

6)计算机根据氢气产量的变化,通过控制柜调节液体流量控制器,从而调节木醋液和水的喂料量。

7.根据权利要求6所述的一种连续式催化木醋液重整制氢的方法,其特征在于,所述步骤5)中,木醋液和水的比例按照2-8:1喂入流化床反应器。

8.根据权利要求6所述的一种连续式催化木醋液重整制氢的方法,其特征在于,所述步骤6)中,若氢气产量下降至最低限,通过控制柜控制液体流量控制器,减小木醋液喂料量,此时产氢量会出现短暂上升;若产氢量出现二次下降超过最低限值,通过控制柜控制液体流量控制器,增大木醋液喂料量。

9.根据权利要求6所述的一种连续式催化木醋液重整制氢的方法,其特征在于,所述步骤6)中,若通过调整木醋液喂料量无法实现产氢量上升,则停止喂料,降温后更换新的催化剂。