一种移动床连续催化吸附强化重整生物甘油制氢工艺

摘要

本发明属于生物质能源化工技术领域，涉及一种移动床连续催化吸附强化重整生物甘油制氢工艺。其特征是生物甘油首先在蒸发器中蒸发，并与水蒸汽和氮气混合进入重整器中，与催化剂和吸附剂颗粒逆流接触反应，反应后的催化剂和吸附剂降落到再生器中再生，催化剂和吸附剂通过提升管在重整器与再生器之间进行连续不断的移动、反应和再生，需要补充的新鲜催化剂和吸附剂可通过补给进口送入重整器中。本发明能使生物甘油原料在450-600℃制取高纯度氢气产品，实现了催化剂和吸附剂的连续移动、反应和再生循环，使催化剂和吸附剂始终在接近新鲜状态运行。本发明大幅度提高产品氢气纯度，减少了制氢产品分离成本，对制氢和控制CO2排放均有一定意义。

主权项

一种移动床连续催化吸附强化水蒸汽重整生物甘油制氢工艺，其特征在于：该移动床连续催化吸附强化水蒸汽重整生物甘油制氢工艺装置主要由蒸发器(2)、重整器(3)、再生器(4)和提升管(5)组成；蒸发器(2)设置有水蒸汽进口(6)、生物甘油进口(7)、氮气进口(8)、氮气、水蒸汽和生物甘油的混合蒸气出口(9)；重整器(3)设置有与来自蒸发器(2)的混合蒸气出口(9)相连的原料进口(10)、气体产品出口(11)、催化剂和吸附剂循环进口(12)、催化剂和吸附剂出口(13)、催化剂和吸附剂补给口(14)，再生器(4)设置有水蒸汽、氢气和氮气混合气体进口(15)、气体出口(16)、与来自重整器(3)催化剂和吸附剂出口(13)相连的催化剂和吸附剂进口(17)、催化剂和吸附剂出口(18)和排渣口(1)，提升管(5)设置有与再生器的催化剂和吸附剂出口(18)相连的催化剂和吸附剂进口(19)、与重整器催化剂和吸附剂循环进口(12)相连的催化剂和吸附剂出口(20)；利用上述装置的一种移动床连续催化吸附强化水蒸汽重整生物甘油制氢工艺，具体步骤包括：a.生物甘油蒸发：在蒸发器中将生物甘油蒸发，并与氮气和水蒸汽混合，其中水蒸汽与生物甘油之间的用量比例按照水蒸汽、生物甘油含碳的摩尔比值S/C为3～6∶1，氮气与生物甘油之间的用量比例按照氮气、生物甘油含碳的摩尔比值为5～15∶1，蒸发器的温度为200 300℃，所述蒸发器中的生物甘油原料是来自于生物柴油生产过程的副产物甘油，其中含甘油占总质量比例的75 90％，水分占总质量比例的10 20％，杂质占总质量比例的2 5％；b.移动床催化吸附强化水蒸气重整制氢：步骤a的混合气体经过进口进入重整器中，混合气体在重整器中自下而上流动，均匀混合后的催化剂和吸附剂颗粒在重整器中依靠重力，连续不断的自上而下移动，与来自蒸发器的混合气体逆流接触反应，催化剂和吸附剂颗粒移动速度保持在5.0 15.0cm/min，产品氢气从重整器的出口排出，催化剂和吸附剂经过重整器的出口落入再生器中再生，新鲜的催化剂和吸附剂通过重整器的补给进口送入重整器中，重整器温度保持在450 600℃，所述催化剂的成分为10 18wt％的NiO和82 90wt％的Al2O3组成，所述吸附剂的成份的质量百分比为高于98％的CaO和低于2％的杂质，所述杂质成份包括CaCO3、MgO、CaCl2；所述催化剂和吸附剂颗粒的粒径均为0.40 0.90mm：c.催化剂和吸附剂的再生：步骤b的催化剂和吸附剂经过再生器的进口进入再生器，继续自上而下移动，以体积分数为10 50％的水蒸汽、2 5％的氢气和体积分数为50 90％的氮气的混合再生气体经过进口进入再生器逆流与再生器中的催化剂和吸附剂接触，再生器温度为800 900℃，再生器中的再生气体经过出口排出，再生后的催化剂和吸附剂经过再生器出口到提升管中被氮气提升重新返回到重整器中，催化剂、吸附剂混合颗粒在重整器和再生器之间通过提升管进行连续移动、反应和再生循环。