【科技牛成果推荐】循环流化床气化联合吸附强化水汽变换制氢

●项目简介：

围绕是否能从源头创新重大装备的设计与制造技术，实现不同原料、不同规模劣质粉煤气化制氢，使之更低成本、更高效率、更加清洁已是国内外能源领域面临的主要问题。

粉煤、生物质气化制氢流程包括：原料气化、脱硫、CO 水汽变换、变压吸附及余热回收等，由于流化床气化燃料适应性广，能实现炉内高效脱硫，也尤其适合不同颗粒气化处理，国际温克勒炉和恩德炉是大量使用的流化床气化技术，国内在流化床气化方面也有较好的探索和应用，但总体上，流化床气化由于炉内停留时间较短，排渣和飞灰碳含量较高，不同形式的颗粒或聚团流态化也较难控制，温度较低的气化也产生焦油污染物，这些问题一直制约着行业发展。将粉煤、生物质等转变为粗合成气后，变换制氢可借助于烃类蒸汽转化工艺，但普遍特点是受热力学平衡限制，转化率、选择性和产氢纯度均不高。国内外目前变压吸附或深冷分离虽然能将产品H2 提纯到99%以上，但工序复杂，技术价格极为昂贵。

该项目从扩大原料和创新工艺两个方面入手，依据流体力学原理与制氢过程强化方法，创建了循环流化床气化联合吸附强化制氢新技术与装备，简化流程，连续、一步制取了高纯度氢气，并回收纯CO2。主要成果包括：

1、构建了逐级流态化循环流化床燃烧气化新技术

针对粉煤等固体原料热化学特征，克服循环流化床气固混合、流动和反应的不均匀性，提出：逐级流态化，以不断修正流化压降计算，多级非均匀进风、进料，使颗粒浓度随床层高度增加呈现不同分布特征，均能达到满意气化，改进储热装置，底部多旋涡燃烧方式，气固剧烈湍动，提供热量，上部较低线速，减少粉尘率，改善了流化床空隙特征，气流内循环旋流有效防止了对炉膛的冲击磨损。

2、提出了慢速移动填充床连续吸附强化重整制氢新方法

针对重整制氢受强吸热和热力学平衡限制，操作温度较高，氢气纯度不高，排放CO2 问题，提出：以动力学上的反应/分离耦合，原位吸收CO2，一步低温连续制氢纯度达93.9%以上，解决了不同传递、不同反应在同一可接受范围相互促进的难题，设计填充床提高蓄热能力设备，提出以多相紧密接触同时连续移动、反应和再生的方式，解决了国际吸附强化重整制氢应用瓶颈问题。

3、创建了循环流化床气化联合吸附强化制氢新工艺

研究不同特性大物料量的联合循环流化床气化与连续吸附强化制氢的匹配特性，探讨连续式进料模式下包含气化、重整、水汽变换和再生等相互影响及能量转换方式，建立了在线故障诊断装置，由于前置气化仅是实现将固态物料转换为易于流动的气态碳烃原料，大大降低了循环流化床气化难度，新工艺连续获得90%以上氢气，富集回收了纯CO2，对几乎所有的固体原料均具有较好的适应性。

●所属领域：节能环保

●应用前景：1、适用于大部分固体燃料，包括粉煤、生物质、废塑料，等；2、转化率高，灰渣碳含量小于8%，气化的焦油重整制氢，无污染物产生；3、制氢节省变压分离工序实现低成本；4、装置弹性能力：5-40 万吨/年。

●合作方式：技术许可、转让、入股

●价格：面议