使用来自废物的能量生产含氢气的产物气体的方法与流程

使用来自废物的能量生产含氢气的产物气体的方法
1.本发明涉及包括含有甲烷的反应气体的蒸汽重整以生产氢气的方法。更具体地，本发明涉及允许由可再生原料生产氢气并能使蒸汽甲烷重整方法的总体效率提高的方法。
2.为了减少个人或公司的碳足迹，探索了新的能源和使用这种能源的方式。在过去的二十年中，使用电力代替化石燃料(例如石油或汽油)作为运行动力已经得到越来越多的关注。电驱动过程的一个问题是电力不易储存。可以将动能储存在水库湖泊中，该水库湖泊随后可以与水轮机结合使用以提供电力。然而，更方便的是具有可运输物质形式的能量载体，例如化石燃料煤、油和天然气。
3.此外，电动汽车的环保性仅在于用于生产驱动汽车的电力的能源。换言之，如果电力最初在燃气或煤炭发电厂中产生，则电动出行(e-mobility)便无效。因此，如果我们希望减少自然资源，特别是石油的开采，则电力的使用必须与由可再生的(非化石的)资源产生能量一起进行。
4.一种有前景的co2中性能源是生物质的燃烧和/或发酵，因为这种生物质结合了来自环境的co2。因此，由生物质的发酵和/或燃烧产生的生物甲烷是co2中性的。
5.对环境友好的能源的另一个理想候选是氢气，因为如果其由co2中性能源产生，则其是co2中性的，并且可以储存用于各种场合如汽车或家庭中的燃料电池。但不利地是，与诸如煤或原油相反，氢气不易获得但必须生产。
6.为了生产氢气，所谓的“蒸汽甲烷重整方法”常规地用于化学加工工业以由含有甲烷或另一种烃源和蒸汽的反应气体获得纯氢气(或包含氢气和一氧化碳的混合物的合成气)。蒸汽甲烷重整反应(或简称为重整反应)通常由以下方程式(i)表示。
7.ch4+2h2o
→
co2+4h2(i)
8.该反应是强吸热的，δhr＝206kj/mol。所需的反应热通常根据以下方程式(ii)通过甲烷的部分氧化来施用。
9.2ch4+o2→
2co+4h2(ii)
10.该反应是放热的，δhr＝-71kj/mol。
11.重整过程通常在高温高压下进行以促进蒸汽和甲烷之间的反应，并且在通常负载在氧化铝或其它合适材料上的镍基催化剂的存在下进行。
12.经典地，在催化蒸汽重整之后是转化为蒸汽的步骤，即“水煤气变换(wgs)反应”，其通过根据以下方程式(iii)的以下反应使产生的氢气最大化。
13.co+h2o
→
co2+h2(iii)
14.该反应是放热的，δhr＝-41kj/mol。所得氢气流随后可用于各种目的，例如作为机动车辆发动机中的替代燃料。
15.尽管蒸汽重整是生产氢气的有效方式，但其仍然存在克服以下方面的挑战：就此而言，蒸汽重整是强吸热过程并且需要高反应温度(》750℃)。为了发生重整反应，所需的催化剂通常位于置于炉中的管中，其通过燃料的燃烧被加热以提供所需的热量。该热量通常通过甲烷的燃烧或通过使用蒸汽重整器中产生的部分氢气作为炉子的燃料来提供。在后一种情况下，不需要外部燃料，但其降低了可用于工业用途的氢气的净量。此外，通常需要大
而复杂的重整炉。部件的这种复杂性和相关的成本通常需要大型生产设施来使蒸汽重整工艺在经济上可行。因此，需要更紧凑的重整技术，其允许较小规模的生产是有利可图的。
16.因此，本发明的目的是提供具有改进的总能量效率和改进的氢气产率的生产氢气的方法，使得对于较小的生产设施也是经济可行的。在一个特别优选的实施方式中，该方法使用可再生的(即非化石的)有机原料来生产氢气。
17.该目的通过如权利要求1所限定的本发明的方法来实现。优选的实施方式是从属权利要求的主题。
18.依照权利要求1，本发明涉及使用来自废物的能量生产含氢气的产物气体的方法，其包括以下步骤：
19.a)将来自废物供应装置的废物供给至废物焚烧炉的锅炉并燃烧所述废物以产生热量，并且将来自气体供应装置的含甲烷的气体和来自蒸汽供应装置的蒸汽供应至蒸汽重整单元的反应器；
20.b)将步骤a)中在所述锅炉中产生的热量提供至所述反应器；
21.c)通过在步骤a)中提供的含甲烷的气体和蒸汽的反应产生含氢气的产物气体，其中所述反应由步骤b)中提供的热量支持。
22.在本技术的上下文中，以下定义适用：
23.术语“废物”是指可在废物焚烧炉中燃烧的有机和无机化合物。
24.术语“锅炉”是指其中进行废物燃烧的废物焚烧炉的壳体。
25.术语“含甲烷的气体”是指除潜在的其它组分之外还包含甲烷(ch4)的任何气体。含甲烷的气体可以具有可再生或不可再生的来源。甲烷的不可再生的来源是例如来自垃圾填埋场或煤层的天然气。甲烷的可再生的来源的实例是厌氧消化的过程，通过该过程有机物被消化以产生(特别是)生物甲烷。
26.术语“蒸汽”是水蒸气的同义词，是指水的气相。
27.术语“反应器”是指其中含甲烷的气体和蒸汽可以反应成含氢气的产物气体的壳体。
28.与本领域中已知的通常使用的蒸汽重整设施相比，本发明的方法包括在焚烧设施的锅炉中燃烧废物以产生热量，该热量随后可用于驱动蒸汽重整过程。由此，本发明的方法不需要使用氢气和/或甲烷作为燃烧燃料来活化吸热的蒸汽-甲烷重整过程。因此，产生的氢气摩尔数/供给的甲烷摩尔数的比率较高，这导致与现有技术相比该方法的能量平衡得以改善。
29.步骤c)的氢气生产反应通常通过使用蒸汽重整催化剂来进行。合适的蒸汽重整催化剂是本领域公知的。这些催化剂包括过渡金属催化剂，例如铑、镍、钴、铂、钯、钌和铱。催化剂可以是负载的或非负载的。
30.在本发明特别优选的实施方式中，步骤a)的含甲烷的气体包含在厌氧消化器中通过有机材料的消化产生的生物甲烷。
31.术语“厌氧消化器”(ad)在此是指其中微生物在一系列过程中在不存在氧的情况下分解生物可降解材料的壳体。这种厌氧消化器是本领域公知的。
32.随着可生物降解材料(也称为有机材料)的使用，氢气的产生可以标记为可再生的、co2中性的或绿色氢气。用于厌氧消化器的优选有机材料是混合的食品废物，例如超市
残留物、餐饮和厨房废物、生物废物、花园废物(例如切割的草或树枝)、市场和蔬菜废物和木材废物。由于其是由可生物降解的材料生产的，因此来源于厌氧消化器的气体通常称为生物气。这种生物气通常包含生物甲烷以及约15％-60％的co2和其它污染物。这些污染物优选通过变温变压吸附(ptsa)或膜在称为生物气提质的方法中去除。合适的提质方法是本领域公知的。提质的生物甲烷优选具有至少80％，更优选高于95％的甲烷浓度。合适的厌氧消化器产生200-350kg/h的甲烷。
33.进一步优选地，在步骤a)之前，将来自废物供应装置的废物分离成有机废物部分和无机废物部分；有机废物部分被输送至厌氧消化器以用于消化，无机废物部分被输送至锅炉用于燃烧。
34.废物在被供给到锅炉之前的分离允许使用更广泛的废物。尽管废物焚烧设施可以处理所有种类的废物(只要其是可燃的)，但厌氧消化器通常只能处理有机废物。通过首先将废物分离成有机和无机废物部分，可以使用单个废物供应装置来供应废物焚烧炉和厌氧消化器。这允许改进的能量平衡，因为所述废物可以用作产生热的燃料和用作产生生物甲烷的起始材料，即用于在蒸汽重整反应中产生三种主要组分中的两种。
35.锅炉中产生的部分热量或厌氧消化器中产生的部分生物甲烷也可用于本发明系统的其它区域。例如，对于嗜中温消化，厌氧消化器优选在30℃至38℃运行；或者对于嗜热消化，厌氧消化器优选在49℃至57℃运行。为了提供这种温度条件，厌氧消化器理论上可以通过燃烧一些产生的生物甲烷或通过使用另一种热源(例如电力)来加热。然而，这将导致厌氧消化器的甲烷净平衡降低或操作成本增加。因此，更优选的是将步骤a)中产生的部分燃烧热或步骤c)中反应器中通过反应产生的部分过量热传递至厌氧消化器以支持消化。如果在厌氧消化器中产生比蒸汽重整过程所需更多的生物甲烷，则这种过量的生物甲烷可被储存和运输以用作远程过程中的能源。
36.如上所述，生物甲烷是通过在厌氧消化器中消化有机废物产生的生物气体的一部分。消化后剩余的材料称为残余废料。在本发明的优选实施方式中，该残余废料被输送至锅炉以用于燃烧。残余废物可以是固态或浆料形式。虽然固体材料更易燃，但是如果至少部分废物以浆料的形式提供，焚烧过程通常对其可行，这节约了在将废物供应到锅炉之前干燥废物所需的设备成本。来自厌氧消化的残余废料或所谓的“残留物(leftover)”不能进一步用于生物甲烷的生产，但其仍具有可通过在锅炉中燃烧残余废物而完全利用的热值。
37.在本发明的优选实施方式中，步骤a)中在锅炉中产生的热量用于蒸汽供应装置以产生蒸汽。这进一步改善了氢气生产的能量平衡，因为不必使用外部能源(例如电力或生物甲烷或氢气的燃烧)来产生用于蒸汽-甲烷重整过程的蒸汽。所产生的热量可以通过传热介质输送至单独的蒸汽供应装置，或者优选地，蒸汽供应装置置于废物焚烧炉的锅炉内。通过将蒸汽供应装置置于锅炉中，热量可以直接传递到蒸汽供应装置而不使用传热介质，这减少了传递过程中的热损失，并使得焚烧炉-蒸汽重整器系统的结构更紧凑，这将在下面进一步更详细地描述。
38.在本发明的优选实施方式中，步骤a)中在锅炉中产生的热经由传热介质传递至步骤b)中的蒸汽重整单元，其中所述传热介质是流体，优选空气，并且循环通过设置在锅炉和反应器中的热交换器的管道。传热介质在闭合回路中的输送的优点在于传热介质(通常为空气)不与锅炉的燃烧烟道气或反应器中的蒸汽-甲烷气体混合物直接接触。这在锅炉和反
应器中提供了稳定的反应条件，并允许通过调节输送的传热介质的量来精确地控制传热。
39.作为另一选择，还优选的是，在步骤b)中，步骤a)中在锅炉中产生的热经由传热介质传递至蒸汽重整单元，其中所述传热介质是燃烧烟道气，并且所述烟道气从锅炉通过贯通反应器或围绕反应器的管道供给。类似地，对于上述实施方式，使用传热介质将热量从锅炉传递到反应器。然而，由于在该实施方式中烟道气用作传热介质，因此这些烟道气优选在闭合管道中输送通过反应器，并随后输送至烟道气处理单元或返回锅炉。这种构造允许更直接的传热到反应器，因为热烟道气直接用作传热介质，而不是将热量从热烟道气传递到另一种传递介质(例如空气)，然后传递到反应器。
40.优选地，蒸汽重整单元的反应器置于废物焚烧炉的锅炉内，使得来自锅炉的热量经由穿过反应器壁的热传导直接传递到反应器。在该传热的第三实施方式中，热量经由反应器的壁直接传递，从而进一步减少了当使用传热介质时会发生的热损失。根据反应器在锅炉内的位置，可以调节由锅炉提供至反应器的热量。
41.根据锅炉的尺寸、结构或形状，并不总是可以将反应器置于锅炉内部。在这种情况下，锅炉和反应器可以共用一个共同的壁，这仍然允许直接的传热并减少由于提供传热介质而发生的热损失。根据反应器的位置和共用的共用壁的面积，可以调节由锅炉提供至反应器的热量。
42.作为另一选择，反应器可以集成到锅炉壁中。例如，反应器可以包括在锅炉壁内贯通的一个或多个管道，或者反应器本身形成锅炉的一个或多个壁。这具有锅炉内的空间不受反应器限制的优点。另外，其为热交换提供了较大的表面积。
43.优选地，向反应器供应温度为800-1000℃，优选850-900℃的热量。还优选将锅炉中产生的热量的5-10％输送至反应器。上述蒸汽-甲烷重整方法的800-1000℃的温度范围已显示出提供高产率的产生的氢气。理想的温度范围是850-900℃。在该温度范围内，反应通常提供产生的氢气的最高产率。如上所述，优选将来自锅炉的5-10％热量传递至反应器。对于焚烧设施锅炉的通常尺寸，锅炉中产生的5-10％的热量通常足以驱动反应器中的重整反应，而不会对燃烧效率产生负面影响。锅炉中产生的总热量的另外至多5％(即产生的热量的总计至多15％)可以进一步用于其它过程，以便例如加热如上所述的厌氧消化器，而不会降低锅炉中的燃烧效率。
44.用于燃烧，也可以从其它来源，即锅炉以外的来源提取热量。在本发明的优选实施方式中，在步骤d)中，从步骤c)的产物气体中提取热量并将其供应至厌氧消化器，和/或用于在供应至反应器之前提高含甲烷的气体的温度。对于含甲烷的气体与蒸汽在反应器中的有效反应，含甲烷的气体的温度必须升高至约300℃-500℃。含甲烷的气体的这种加热可以在热交换器中有效地实现，其中产物气体的热量被传递到含甲烷的气体。这是进一步有利的，因为反应器中的产物气体具有约800℃-1000℃的温度并且需要冷却以实现根据上述方程式(iii)的“水煤气变换反应”。因此，从产物气体到含甲烷的气体和/或到厌氧消化器的传热减少了对用于加热和冷却的外部能量的需要，并因此改善了本发明方法的能量平衡。
45.在另一方面，本发明还涉及用于根据上述方法生产氢气的系统。所述系统包括：
[0046]-废物焚烧炉，其包含用于燃烧废物的锅炉；
[0047]-蒸汽重整单元，其包含用于生产氢气的反应器；
[0048]-蒸汽供应装置；以及
[0049]-用于供应含甲烷的气体的气体供应装置，
[0050]
其中所述反应器连接到所述锅炉以允许从所述锅炉到所述反应器的传热。
[0051]
因此，本发明提供了包括锅炉或废物焚烧炉和蒸汽重整单元的反应器的集成系统。锅炉和反应器之间的连接使得其能够将热量从锅炉传递到反应器以支持反应器中的上述氢气生产反应，而不需要使用外部能源，例如甲烷或氢气。由于以上结合本发明方法讨论的相同原因，本发明系统的构造使得能量平衡显著改进，并节约了系统构造和操作的成本。
[0052]
优选地，废物焚烧炉的锅炉和蒸汽重整单元的反应器经由至少一个传热管连接，所述传热管用于借助于贯通所述管的传热介质将热量从废物焚烧炉传递到反应器。传热介质优选在闭合回路中输送，使得传热介质不与反应器中的蒸汽和甲烷气体混合物直接接触。这在反应器中提供了稳定的反应条件，并且可以通过调节输送的传热介质的量来精确地控制输送的热量。
[0053]
在该系统的优选实施方式中，蒸汽重整单元的反应器位于锅炉的内部，使得能够经由穿过反应器壁的热传导将热量从废物焚烧炉直接传递到反应器。在这种传热的替代方案中，热量通过反应器的壁直接传递。这减少了当传热介质用于传热时通常发生的热损失。根据反应器在锅炉内的位置，可以调节由锅炉提供至反应器的热量。
[0054]
在该系统的另一优选实施方式中，反应器被整合到锅炉壁中或形成一个或多个锅炉壁的至少一部分。在这种情况下，反应器优选包括至少一个反应器管或由至少一个反应器管组成，所述反应器管贯通锅炉的壁。如果反应器由许多置于反应器壁内的管组成，则存在可用于传热的大表面积。
[0055]
在另一替代方案中，锅炉和反应器可共用一个共用壁，但彼此相邻放置。因此，传热通过共用壁发生，并且与使用传热介质相比仍然提供较少热损失的益处。在锅炉和反应器之间发生的传热的量取决于共用壁的厚度和尺寸。
[0056]
优选地，气体供应装置是用于生产生物甲烷的厌氧消化器。与来自作为化石氢原料源的天然气源的蒸汽甲烷重整相比，这使得能够由有机废物生产生物甲烷，所述有机废物被认为是co2中性能源和可再生的(非化石的)氢原料源。
[0057]
在优选实施方式中，该系统包括分离装置，用于将来自废物供应装置的废物分离成待输送至厌氧消化器的有机废物部分和待输送至锅炉的无机废物部分。
[0058]
如上所述，分离装置的使用允许使用更广泛的废物。通常，废物焚烧处理适于燃烧的所有类型的废物。将废物预先分离为可用于在厌氧消化器中产生生物甲烷的有机废物和可用于在锅炉中燃烧的无机废物提供了改进的能量平衡，因为一种废物源可提供燃烧热以及生物甲烷，其可被储存和运输并在其它过程中用作能量源。
[0059]
现在基于在纯示意性附图中表示的示例性实施方式更详细地描述本发明，其中：
[0060]
图1示出了用于氢气生产的方法的第一优选实施方式的示意图；
[0061]
图2示出了用于氢气生产的方法的第二优选实施方式的示意图；
[0062]
图3示出了用于氢气生产的方法的第三优选实施方式的示意图；
[0063]
图4示出了用于氢气生产的方法的第四优选实施方式的示意图；以及
[0064]
图5示出了蒸汽供应装置的优选实施方式的示意图。
[0065]
图1示出了用于氢气生产的本发明方法的优选实施方式的示意图。废物供应装置10将未分类的废物12供应到废物分离装置14，在该装置中，废物被分离成能够在厌氧消化
器18中消化的有机废物16和能够在废物焚烧炉(未示出)的锅炉22中燃烧的无机废物20。在厌氧消化器18中，有机废物16通过厌氧消化被消化，即其中有机物在不存在氧气的情况下被细菌分解以产生i)包含生物甲烷30的粗生物气24和ii)残余废物26的过程。残余废物26被输送至锅炉22以用于燃烧，而原料生物气24在提质装置28中被提质为生物甲烷30。生物甲烷30被输送至蒸汽重整单元(未示出)的反应器32。蒸汽供应装置34向反应器32供应蒸汽36。反应器32和锅炉22通过至少一个传热介质管38连接，该传热介质管38填充有传热介质40，这里为空气。无机废物20和残余废物26在锅炉22中燃烧(燃烧由火焰符号表示)，产生热烟气42。这些热烟气42排放热量，其由管38中的传热介质40吸收。然后将传热介质40输送至反应器32，其中来自传热介质的热量被释放到反应器中以支持蒸汽36和生物甲烷30的蒸汽重整反应，从而产生包含氢气的热产物气体44。
[0066]
来自厌氧消化器18的热产物气体44和生物甲烷30都被输送至热交换器46以允许热产物气体44和生物甲烷30之间的热交换，使得生物甲烷30的温度升高而热产物气体44的温度降低。热产物气体44的温度降低对于允许产物气体44的氢含量在随后的水煤气变换反应中增加是重要的。然后将产物气体45从热交换器46输送至氢分离单元48以将氢与产物气体45分离。
[0067]
来自锅炉22的燃烧过的废物的残余物被输送至燃烧残余物储存器50，而来自锅炉22的烟道气42被输送至处理单元52以进行清洁，然后将它们释放到环境中。
[0068]
图2示出了用于氢气生产的本发明方法的第二优选实施方式的示意图。与图1所示的实施方式相比，锅炉22包括开放的传热管54，传热介质(这里为烟道气42)经过传热管54将来自锅炉22的热量传递到反应器32以支持蒸汽36和生物甲烷30的蒸汽重整反应，从而产生包含氢气的热产物气体44。
[0069]
图3示出了用于氢气生产的本发明方法的第三优选实施方式的示意图。与图1和2中公开的实施方式相比，现在将反应器32置于锅炉22内。在这样的实施方式中，热烟道气42将燃烧热直接传递到反应器32的壁，并且此热量经由热传导到达反应器32以支持蒸汽36和生物甲烷30的蒸汽重整反应，从而产生包含氢气的热产物气体44。
[0070]
图4示出了用于氢气生产的本发明方法的第四优选实施方式的示意图。与图1至3中公开的实施方式相比，这里的反应器32或者集成到锅炉22的壁54中，或者锅炉和反应器共用一个共用壁54。在这样的实施方式中，燃烧热经由将燃烧热直接传递到壁54的热烟道气42释放到反应器32中。在反应器32内，热量支持蒸汽36和生物甲烷30的蒸汽重整反应，从而产生包含氢气的热产物气体44。如果反应器32集成到锅炉22的壁54中，则反应器可以由在壁54内部(即在壁54里面)贯通的一个或多个管道(未示出)组成。
[0071]
图5示出了本发明的氢气生产方法的优选实施方式的示意图，其中锅炉22也用作蒸汽供应装置34。供水装置56将水供应到贯通锅炉22到达反应器32的管道58中。在锅炉22中，水的温度升高到蒸发点，使得蒸汽36产生并因此提供至反应器32。

技术特征：
1.使用来自废物的能量生产含氢气的产物气体(44,45)的方法，其包括以下步骤：a)将来自废物供应装置(10)的废物(12)供给至废物焚烧炉的锅炉(22)并燃烧所述废物(12)以产生热量，并且将来自气体供应装置的含甲烷的气体(30)和来自蒸汽供应装置(34)的蒸汽(36)供应至蒸汽重整单元的反应器(32)；b)将步骤a)中在所述锅炉(22)中产生的热量提供至所述蒸汽重整单元的所述反应器(32)；c)通过在步骤a)中提供的含甲烷的气体(30)和蒸汽(36)的反应产生含氢气的产物气体(44,45)，其中所述反应由步骤b)中提供的热量支持。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)的含甲烷的气体(30)包括在厌氧消化器(18)中通过有机材料(16)的消化产生的生物甲烷(30)。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤a)之前，将来自所述废物供应装置(10)的废物(12)分离成有机废物部分(16)和无机废物部分(20)；所述有机废物部分(16)被输送至所述厌氧消化器(18)以用于消化，所述无机废物部分(20)被输送至所述锅炉(22)以用于燃烧。4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤a)中产生的部分燃烧热或步骤c)中在反应器中通过反应产生的部分过量热传递至所述厌氧消化器(18)中以支持消化。5.如权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，向所述废物焚烧炉的锅炉(22)供应在所述厌氧消化器(18)中厌氧消化所述有机材料(16)之后剩余的残余废料(26)，以进行燃烧。6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，在所述锅炉(22)中产生的热量用于所述蒸汽供应装置(34)中以产生蒸汽(36)。7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述蒸汽供应装置(34)置于所述废物焚烧炉的锅炉(22)内。8.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)中，步骤a)中在所述锅炉(22)中产生的热量经由传热介质(40)传递至所述蒸汽重整单元，其中所述传热介质(40)为流体，优选为空气，并且循环通过设置在所述锅炉(22)和所述反应器(32)中的热交换器的管道。9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)中，步骤a)中在所述锅炉(22)中产生的热量经由传热介质传递至所述蒸汽重整单元，其中所述传热介质是燃烧烟道气(42)，并且所述烟道气(42)从所述锅炉(22)通过贯通所述反应器(32)或围绕所述反应器(32)的管道供给。10.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述蒸汽重整单元的所述反应器(32)置于所述废物焚烧炉的所述锅炉(22)的壁(54)内或集成到所述壁(54)中，使得来自所述锅炉(22)的热量经由穿过所述反应器(32)的壁的热传导直接传递到所述反应器(32)。11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，向所述反应器(32)供应温度为800℃-1000℃，优选850℃-900℃的热量。12.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，从步骤c)的所述产物气体(44)中提取热量并将其供应至所述厌氧消化器(18)，和/或用于在将所述含甲烷的气体(30)供应至所述反应器(32)之前提高所述含甲烷的气体(30)的温度。
13.用于根据权利要求1至12中任一项所述的方法生产氢气的系统，所述系统包括：-废物焚烧炉，其包含用于燃烧废物(12)的锅炉(22)；-蒸汽重整单元，其包含用于生产氢气的反应器(32)；-蒸汽供应装置(34)；以及-用于供应含甲烷的气体的气体供应装置(30)，其中所述反应器(32)连接到所述锅炉(22)以允许从所述锅炉(22)到所述反应器(32)的传热。14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述废物焚烧炉的锅炉(22)和所述蒸汽重整单元的反应器(32)经由至少一个传热管(38)连接，所述传热管(38)用于借助于贯通所述管(38)的传热介质(40)将热量从所述锅炉(22)传递到所述反应器(32)。15.如权利要求13或14所述的系统，其特征在于，所述蒸汽重整单元的所述反应器(32)位于所述锅炉(22)的内部，或者所述反应器(32)形成所述锅炉壁的至少一部分，从而能够经由通过反应器壁的热传导将热量从所述锅炉(22)直接传递到所述反应器(32)。16.如权利要求13至15中任一项所述的系统，其特征在于，所述气体供应装置是用于生产生物甲烷(30)的厌氧消化器(18)。17.如权利要求13至16中任一项所述的系统，其特征还在于分离装置(14)，所述分离装置(14)用于将来自所述废物供应装置(10)的废物(12)分离成待输送至所述厌氧消化器(18)的有机废物部分(16)和待输送至所述锅炉(22)的无机废物部分(20)。

技术总结
本发明描述了使用来自废物的能量生产含氢气的产物气体(44,45)的方法和系统。该方法包括以下步骤：将废物(12)从废物供应装置(10)供给至废物焚烧炉的锅炉(22)；燃烧所述废物(12)以产生热量，将来自气体供应装置的含甲烷的气体(30)和来自蒸汽供应装置(34)的蒸汽(36)供应至蒸汽重整单元的反应器(32)；将锅炉(22)中产生的热量提供至蒸汽重整单元的反应器(32)；并且通过含甲烷的气体(30)与蒸汽(36)的反应产生含氢气的产物气体(44,45)，所述反应由锅炉(22)中的废物(12)的燃烧所提供的热量支持。量支持。量支持。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：日立造船爱诺瓦公司
技术研发日：2022.01.26
技术公布日：2023/10/15