一种甲烷二氧化碳催化制氢装置及方法

摘要

本发明公开了一种甲烷二氧化碳催化制氢装置及方法，属于化工技术领域。主要分为两步：1）甲烷、二氧化碳在合成气产生段重整生成合成气；2）水蒸汽与1）中合成气在水煤气转化及氢气分离段反应，再通过氢气膜分离组件分离出氢气。本发明原料来源广泛且价格低廉，对于节能减排有重要意义；且制备工艺简单，设备投资低，膜分离性能好，氢气产率高；适用于石油、化工及燃料电池领域。

主权项

一种甲烷二氧化碳催化制氢装置，其特征在于：包括上部的水煤气转化与氢气膜分离段和下部的合成气产生段，合成气产生段的底部和水煤气转化与氢气膜分离段的顶部均设有法兰密封板，合成气产生段和水煤气转化与氢气膜分离段通过气体单向阀分隔开，单向阀固定在合成气产生段顶部；合成气段下部设置有甲烷、二氧化碳气体入口，所述甲烷、二氧化碳入口端部设有搅拌装置，甲烷、二氧化碳入口与第一气体混合室连接，第一气体混合室上端设有第一气体分布板，第一气体分布板上端为重整反应催化剂床层，催化剂床层为圆柱状结构，催化剂床层外侧设有燃烧加热室，燃烧加热室为环形结构，燃烧加热室的上端设有甲烷、空气入口，下端设有第一尾气排放口；单向阀与反应器内壁上的支撑筋板连接，单向阀上端为第二气体混合室，第二气体混合室与水蒸气入口相通，第二气体混合室上端设有第二气体分布板，第二气体分布板上方即为第二催化剂床层，第二催化剂床层内设有折流板和膜组件，折流板与反应器内壁上的支撑筋板连接，膜组件包括合金膜和氢气通道，膜组件固定在折流板下方，折流板侧面与反应器内壁接触处设有氢气导管，氢气导管沿反应器内壁向上通往氢气出口，氢气出口端部设有真空泵，水煤气转化与氢气膜分离段顶部侧面设有第二尾气排放口。