Способ получения водорода Советский патент 1989 года по МПК C01B3/02 

1

Изобретение относится к способам получения водорода разложением воды в термохимических сернокислотных циклах.

Цель изобретения - снижение энергозатрат при сохранении выхода водорода и обеспечение возможности одновременного получения продукционного кислорода.

П р и м е р. Для производства 2кг водорода смешивают 64 кг диоксида серы, 116 кг воды со стадии разделения парогазовой смеси и 18 кг дистиллированной воды. Полученный раствор сернистой кислоты подают на электролиз. Электролиз проводят при 100 С,

вьделившийся при этом водород отводят в качестве продукта, Полученньш рас- твор серной кислоты с концентрацией 50 мас.% (расход 196 кг) подают на . стадию концентрирования. Концентрирование серной кислоты проводят упариванием раствора продуктами термолиза триоксида серы, содержащими 147 кг паров серной кислоты, 64 кг диоксида серы,- 16 кг кислорода и 1417 кг водяного пара, при непосредственном -. контакте потоков.

Одновременно поглощают непрореагировавший триоксид серы раствором серной кислоты. Полученньш раствор (93 мае.И) серной кислоты (расход

4 1 tvD

Од СД

10

15

20

1472435 .

В предлагаемом способе получения водорода все стадии проводят при по- повышенном давлении. Рабочее давление и температура проведения процессов на каждой из стадий определяются начальными параметрами используемого водяного пара.

Влияние параметров водяного пара на характеристики системы -иллюстрируется в таблице. Формула изобретения

Способ получения водорода, включающий смешение диоксида серы и воды, электролиз полученного раствора сернистой кислоты с вьвделением водорода и серной кислоты, ее концентрирова- ние и подачу на термолиз триоксида серы, разделение получаемой при этом парогазовой смеси с вьщелением диоксида серы и возвратом его на стадию смешения, отличающийся тем, что, с целью снижения энергокислорода, выделяют кислород путем затрат при сохранении вькода водоро- абсорбции диоксида серы водой при 25 да и обеспечения возможности одно- Продукционный кислород в коли- временного получения продукционного честве 16 кг выводят из цикла.Из рас- кислорода, серную кислоту на стадию твора сернистой кислоты, полученного термолиза подают ее инжектированием при абсорбции, вьщеляют диоксид серы водяным паром с температурой 1200- при нагревании раствора до 150°С. Ди- 30 1250 К и давлением 2,5-4,5 МПа, а оксид серы в количестве 64 кг возвра- разделение получаемой парогазовой .тают на стадию смешения. Поток воды смеси ведут в три ступени, причем на Г1510 кг1, полученной при разделении первой из них абсорбируют триоксид парогазовой смеси, делят на две час- серы раствором серной кислоты со ста- ти- 116 кг воды направляют на стадию з5 Д™ электролиза, на второй - кон- смешения, 1394 кг воды направляют денсируют воду охлаждением смеси, а в теплообменный контур внешнего ис- на третьей выделяют кислород абсорб- точника тепла, где получают водяной цией диоксида серы водой с ттоследую- пар с температурбй 1225 К и давлением щими десорбцией и возвратом диоксвда 3 О МПа.10 серы на стадию смешения.

250 кг) инжектируют на стадию термолиза потоком водяного пара с температурой 1225 К и давлением 3,0 МПа (расход пара 1394 кг). Процесс диссо- циации серной кислоты на триоксид серы и воду и каталитическое разложение триоксида серы на диоксид серы и кислород проводят в адиабатическом режиме, при этом степень разложения триоксида серы составляет 0,4. Разделение парогазовой смеси продуктов термолиза проводят в три ступени. На первой непрореагировавший триоксид серы абсорбируют раствором серной кислоты на стадии концентрирования. На второй ступени из полученной парогазовой смеси,- содержащей 64 кг диоксида серы, 16 кг кислорода, 1-510 кг водяного пара конденсируют воду, охлаждением потока до.250 С. На третьей ступени из газовой смеси, содержащей 64 кг диоксида серы и I6 кг

Изобретение относится к способам получения водорода разложением воды в термохимических сернокислотных циклах. При осуществления способа получения водорода, включающего смешение диоксида серы и воды, электролиз полученного раствора сернистой кислоты с выделением водорода и серной кислоты, ее концентрирование и подачу на термолиз триоксида серы, разделение получаемой при этом парогазовой смеси с выделением диоксида серы и возвратом его на стадию смешения, для снижения энергозатрат при сохранении выхода водорода и обеспечения возможности одновременного получения продукционного кислорода, серную кислоту на стадию термолиза подают ее инжектированием водяным паром с температурой 1200-1250 К и давлением 2,5-4,5 МПа, а разделение получаемой парогазовой смеси ведут в три ступени, причем на первой из них абсорбируют триоксид серы раствором серной кислоты со стадии электролиза, на второй - конденсируют воду охлаждением смеси, а на третьей - выделяют кислород абсорбцией диоксида серы водой с последующими десорбцией и возвратом диоксида серы на стадию смешения. 1 табл.

ТИБность стадии термолиза триоксида серы

1350

3,0

1200

1,0

1200

6,0

Прототип 1 1 23- 1173

4-5

Продолжение таблицы

Непроизводительное увеличение капитальных затрат на строительство установки

30 Увеличение затрат на компреми- рование продукционного водорода

70 Непроизводитель-- ное увеличение капитальных затрат на строительство установки

t

50 Разложение серной кислоты осуществляют при контакте с воздухом