硫碘开路循环制氢的工艺方法

摘要

本发明涉及一种氢气制备工艺，旨在提供一种结合硫碘开路循环与硫酸工业联产氢气、硫酸及电力的工艺方法及设备。本发明提供的方法包括含硫矿物焙烧、Bunsen反应、分离HIx相和H₂SO₄相溶液、电渗析法浓缩提纯HIx相、HI膜催化分解反应器分解得到I₂和最终产品H₂。本发明提供的方法无CO₂放出的零排放系统，大大简化了系统，可外供饱和蒸汽和电能，在制氢的同时得到了我国紧缺的化工基本原料硫酸。

主权项

1.一种硫碘开路循环制氢的工艺方法，该方法包括下列步骤：(1)将经预处理的含硫矿物送入沸腾炉焙烧，得到高温二氧化硫气体；(2)将净化后的二氧化硫气体和水送入Bunsen反应系统，在20～100℃下发生反应，产生HIx相和H2SO4相，其反应化学方程式如下：I2+SO2+2H2O→2HI+H2SO4 (1)(3)分离HIx相和H2SO4相溶液；(4)浓缩H2SO4相溶液，获得副产品高浓度的商品H2SO4；(5)电渗析法浓缩提纯HIx相，获得浓缩的HI溶液和I2，蒸馏HI浓缩溶液得到纯净的HI蒸汽，HI蒸汽进入HI膜催化分解反应器分解得到I2 和最终产品H2，其反应化学方程式如下：2HI→I2+H2 (2)所有I2均返回Bunsen反应系统重复利用；步骤(1)中所述高温二氧化硫气体离开沸腾炉后进入余热锅炉，余热锅炉产生的过热蒸气驱动汽轮机发电机，向外电路供出电能；用于实现前述硫碘开路循环制氢方法的设备包括：Bunsen反应器、沸腾炉、余热锅炉、汽包、烟气换热装置、烟气净化装置、汽轮机、发电机、液相分离装置、HIx系统和H2SO4浓缩装置；沸腾炉通过管道连接余热锅炉，汽包分别连接余热锅炉内的各级换热器和沸腾炉中的冷却管束，余热锅炉通过蒸汽管道和汽轮机连接，汽轮机连接发电机，余热锅炉通过烟气管道连接烟气换热装置，烟气换热装置、烟气净化装置、Bunsen反应器和液相分离装置依次连接；液相分离装置分别连接HIx系统和H2SO4浓缩装置。