一种氢碘酸分解制氢系统、方法及应用

技术领域

本发明涉及一种氢碘酸分解制氢系统、方法及应用，属于制氢技术领域。

背景技术

氢气不仅是一种用途广泛的化工原料，也是一种理想的能源载体，发展氢能可以促进能源体系清洁低碳化。氢气的制备方法众多，包括：天然气重整、煤转化、水电解、生物质制氢、太阳能光催化制氢、核能制氢等。其中，核能制氢同时具有高能量密度、超低碳排放的特性，有望实现氢气的高效、清洁、大规模制备。

由Bunsen反应(本森反应)(SO

这些碘硫循环制氢系统都是电加热提供热能，使氢碘酸和硫酸达到反应温度发生分解，如果将碘硫循环与核能耦合制氢就必须解决相应的热交换问题。高温气冷堆可提供高达950℃的高温工艺热，与碘硫循环制氢的热匹配性最好，因而在国际上被认为是碘硫循环核能制氢的首选堆型。清华大学核研院于2000年建成了10兆瓦高温气冷实验反应堆(简称HTGR-10)；2021年12月由清华大学核能团队携手华能集团、中核集团在石岛湾共建的、世界首座工业规模的模块式200兆瓦高温气冷堆核电站首次并网发电。清华核研院在高温气冷堆方面的技术积累为核能制氢提供了很好的研发战略支撑。如果将高温气冷堆产生的高温氦气与氢碘酸分解耦合实现核能制氢，就必须解决实际的换热及热回收问题。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：氢碘酸分解是碘硫循环中的关键产氢步骤，如何实现高温气体加热氢碘酸分解，不仅要解决流程设计、换热及热回收等工艺问题，还要解决相应的设备问题，前述系列电加热的碘硫循环制氢台架中的氢碘酸分解工艺与设备无法复制到高温气体加热氢碘酸分解中。

为了解决高温气体加热氢碘酸分解遇到的流程设计、换热及热回收等工艺与设备问题，促进高温气冷堆耦合碘硫循环制氢的发展，本发明提供了一种氢碘酸分解制氢系统、方法及应用，本发明的方法及系统具有热利用率高，运行安全稳定，可靠性高的优点，还可以有效解决含碘液态产物的腐蚀及密封问题。

本发明实施例的一种氢碘酸分解制氢系统，包括：蓄热温控换热器、氢碘酸过热器、氢碘酸分解反应器、第一冷却器、第二冷却器和气液分离器；

所述蓄热温控换热器用于加热氢碘酸，得到氢碘酸气体；

所述氢碘酸过热器与所述蓄热温控换热器相连，所述氢碘酸过热器用于加热氢碘酸气体；

所述氢碘酸分解反应器与所述氢碘酸过热器相连，经所述氢碘酸过热器加热后的氢碘酸气体在所述氢碘酸分解反应器中分解，得到第一气态混合物；

所述第一冷却器与所述氢碘酸分解反应器相连，所述第一冷却器用于冷却所述第一气态混合物，得到第二气态混合物；

所述第二冷却器与所述第一冷却器相连，所述第二冷却器用于冷却所述第二气态混合物，得到液态和气态混合物；

所述气液分离器与所述第二冷却器相连，所述液态和气态混合物经所述气液分离器进行分离，得到氢气。

本发明实施例的氢碘酸分解制氢系统带来的优点和技术效果：将复杂的高温气体加热氢碘酸分解过程解耦为：氢碘酸加热蒸发→过热→氢碘酸绝热分解，使氢碘酸的物理变化过程与化学变化过程分离，增加了安全性；氢碘酸的分解反应产物依次经第一冷却器和第二冷却器冷却，不仅有利于热回收，也便于冷却器选材，有效解决冷却生成的碘液态产物的腐蚀及密封问题；氢碘酸分解制氢系统热利用率高，运行安全稳定，可靠性高。

在一些实施例中，所述蓄热温控换热器、所述氢碘酸过热器、所述第一冷却器和所述第二冷却器均为管壳式换热器，所述管壳式换热器具有壳程和管程，所述蓄热温控换热器的管程包括第一管程、第二管程和第三管程；

所述第一管程的入口与所述氢碘酸过热器的壳程的出口相连，所述第一管程的出口与高温气体回气管路相连，其中流通的介质为高温气体，所述高温气体在所述蓄热温控换热器和所述氢碘酸过热器内分别进行热交换；所述第二管程的入口与冷却用循环水系统的供水管路相连，所述第二管程的出口与冷却用循环水系统的回水管路相连，其中流通的介质为循环水；所述第三管程的入口与氢碘酸物料供给管道相连，所述第三管程的出口与所述氢碘酸过热器的管程的入口相连，其中流通的介质为氢碘酸或碘化氢与水蒸气的混合气体；所述蓄热温控换热器的壳程的入口与所述第一冷却器的壳程的出口相连，所述蓄热温控换热器的壳程的出口与所述第一冷却器的壳程的入口相连，其中流通的介质为去离子水，所述去离子水在所述蓄热温控换热器和所述第一冷却器内分别进行热交换；

所述氢碘酸过热器的管程的出口与所述氢碘酸分解反应器的入口相连；所述氢碘酸过热器的壳程的入口与高温气体供气管路相连。

在一些实施例中，所述蓄热温控换热器中：

壳程，材质为S30408；工作温度为140～180℃，工作压力为0.4～0.9MPa，设计温度为190℃，设计压力为1.2MPa；壳程中流通的介质为去离子水；

所述第一管程，材质为S30408；工作温度为580℃～400℃，工作压力为4～7MPa，设计温度为600℃，设计压力比工作压力高1MPa，为5～8MPa；第一管程中流通的介质为高温氦气、氩气或水蒸气；

所述第二管程，材质为S30408；工作温度为30℃～40℃，工作压力为0.5MPa，设计温度为190℃，设计压力为0.7MPa；第二管程中流通的介质为循环水；

所述第三管程，材质为N10276；工作温度为20～150℃，工作压力为0.1～0.5MPa，设计温度为190℃，设计压力为0.6MPa；第三管程中流通的介质为氢碘酸或碘化氢与水蒸气的混合气体。

在一些实施例中，所述氢碘酸过热器的壳程的材质为S30408；壳程内加入不锈钢填料；工作温度为450-590℃，工作压力为4～7MPa，设计温度为600℃，设计压力比工作压力高1MPa，为5～8MPa；壳程中流通的介质为高温氦气、氩气或水蒸气；

所述氢碘酸过热器的管程的材质为N10276；工作温度为135～580℃，工作压力为0.1～0.5MPa，设计温度为650℃，设计压力为0.6MPa；管程内流通的介质为氢碘酸气体。

在一些实施例中，所述氢碘酸分解反应器为绝热反应器；所述氢碘酸分解反应器中装有氢碘酸分解催化剂；所述氢碘酸分解反应器的材质为N10276；所述氢碘酸分解反应器的设计温度为600℃，设计压力为0.6MPa，工作温度为400-550℃，工作压力为0.1～0.5MPa。

在一些实施例中，所述第一冷却器的壳程，材质为S30408；设计压力为1.2MPa，设计温度为190℃，工作温度为150-180℃；壳程中的介质为去离子水；

所述第一冷却器的管程，材质为N10276；设计压力为0.6MPa，工作压力为0.1～0.5MPa，设计温度为600℃，管程进口工作温度为350～550℃，管程出口工作温度低于195℃；管程内流通的介质为来自氢碘酸分解反应器的氢碘酸分解反应产物，所述氢碘酸分解反应产物为由碘化氢、水蒸气、氢气和碘组成的气态混合物；

所述第二冷却器的壳程，材质为碳钢；工作温度为20～35℃，工作压力为0.5MPa，设计温度为60℃，设计压力为0.6MPa；壳程中流通的介质为循环水；

所述第二冷却器的管程的材质为碳化硅；工作温度不高于190℃，工作压力为0.1～0.5MPa，设计温度为200℃，设计压力为0.6MPa；管程中流通的介质为由氢碘酸、碘及氢气组成的液态和气态混合物。

在一些实施例中，所述氢碘酸分解制氢系统还包括洗气罐、干燥器和收集罐，所述气液分离器具有气体出口和液体出口，所述洗气罐的进口与所述气液分离器的气体出口相连，所述洗气罐的出口与所述干燥器的进口相连，所述气液分离器的液体出口与所述收集罐相连。

本发明实施例的一种氢碘酸分解制氢方法，采用上述实施例中所述的氢碘酸分解制氢系统进行制氢，包括以下步骤：

(1)氢碘酸输送经过蓄热温控换热器，被蓄热温控换热器壳程中的去离子水加热，得到氢碘酸气体；

(2)所述氢碘酸气体进入氢碘酸过热器中，与高温气体换热，得到高温氢碘酸气体；

(3)所述高温氢碘酸气体进入氢碘酸分解反应器中进行催化分解反应，得到由碘化氢、水蒸气、氢气和碘组成的第一气态混合物；

(4)所述第一气态混合物经过第一冷却器降温，得到第二气态混合物；

(5)所述第二气态混合物再经第二冷却器降温，得到由氢碘酸、碘及氢气组成的液态和气态混合物；

(6)所述液态和气态混合物进入气液分离器进行分离，得到氢气。

本发明实施例的氢碘酸分解制氢方法带来的优点和技术效果：将高温气体加热氢碘酸分解过程解耦为：氢碘酸加热蒸发→过热→氢碘酸绝热分解，使物理变化过程与化学变化过程分离，增加了安全性；氢碘酸分解制氢系统热利用率高，运行安全稳定，可靠性高。

在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述氢碘酸包括质量百分浓度不低于45％的碘化氢的水溶液；

和/或，所述步骤(1)中，所述氢碘酸气体的温度为130℃～170℃，优选地，135-155℃；

和/或，所述步骤(2)中，所述高温气体为氦气、氩气或水蒸气；所述高温气体的温度为450～600℃；所述高温气体的压力为4～7MPa；对所述高温气体加热的热源包括高温气冷堆产生的核能、太阳能或电能中的至少一种；

和/或，所述步骤(2)中，所述高温氢碘酸气体的温度为400～580℃；

和/或，所述步骤(4)中，所述第二气态混合物的温度为150～190℃，优选地，160-180℃；

和/或，所述步骤(5)中，所述液态和气态混合物的温度为30℃以下；

和/或，所述步骤(6)中，所述液态和气态混合物进入气液分离器进行分离，反应产生的氢气从气液分离器依次进入洗气罐和干燥器，得到氢气，未分解的氢碘酸和碘从气液分离器进入收集罐收集。

本发明实施例的氢碘酸分解制氢方法的应用，上述实施例中所述的氢碘酸分解制氢方法独立用于产氢，或者，与本森反应和硫酸分解反应组成碘硫循环系统进行产氢。本发明实施例中，氢碘酸分解制氢方法的应用具备本发明实施例的氢碘酸分解制氢方法所带来的所有优点，在此不再赘述。

附图说明

图1是本发明的氢碘酸分解制氢系统示意图。

附图标记：

氢碘酸储料罐1；蓄热温控换热器2；氢碘酸过热器3；氢碘酸分解反应器4；第一冷却器5；第二冷却器6；气液分离器7；洗气罐8；干燥器9；收集罐10。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的原理、流程和具体实施方法做进一步的说明，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明实施例的一种氢碘酸分解制氢系统，包括：蓄热温控换热器2、氢碘酸过热器3、氢碘酸分解反应器4、第一冷却器5、第二冷却器6和气液分离器7；

所述蓄热温控换热器2用于加热氢碘酸，得到氢碘酸气体；

所述氢碘酸过热器3与所述蓄热温控换热器2相连，所述氢碘酸过热器3用于加热氢碘酸气体；

所述氢碘酸分解反应器4与所述氢碘酸过热器3相连，经所述氢碘酸过热器3加热后的氢碘酸气体在所述氢碘酸分解反应器4中分解，得到第一气态混合物；

所述第一冷却器5与所述氢碘酸分解反应器4相连，所述第一冷却器5用于冷却所述第一气态混合物，得到第二气态混合物；

所述第二冷却器6与所述第一冷却器5相连，所述第二冷却器6用于冷却所述第二气态混合物，得到液态和气态混合物；

所述气液分离器7与所述第二冷却器6相连，所述液态和气态混合物经所述气液分离器7进行分离，得到氢气。

本发明实施例的氢碘酸分解制氢系统，将复杂的高温气体加热氢碘酸分解过程解耦为：氢碘酸加热蒸发→过热→氢碘酸绝热分解，使氢碘酸的物理变化过程与化学变化过程分离，增加了安全性；氢碘酸的分解反应产物依次经第一冷却器5和第二冷却器6冷却，不仅有利于热回收，也便于冷却器选材，有效解决冷却生成的碘液态产物的腐蚀及密封问题；氢碘酸分解制氢系统热利用率高，运行安全稳定，可靠性高。

在一些实施例中，所述蓄热温控换热器2、所述氢碘酸过热器3、所述第一冷却器5和所述第二冷却器6均为管壳式换热器，所述管壳式换热器具有壳程和管程，所述蓄热温控换热器2的管程包括第一管程、第二管程和第三管程；

所述第一管程的入口与所述氢碘酸过热器3的壳程的出口相连，所述第一管程的出口与高温气体回气管路相连，其中流通的介质为高温气体，所述高温气体在所述蓄热温控换热器2和所述氢碘酸过热器3内分别进行热交换；所述第二管程的入口与冷却用循环水系统的供水管路相连，所述第二管程的出口与冷却用循环水系统的回水管路相连，其中流通的介质为循环水；所述第三管程的入口与氢碘酸物料供给管道相连，所述第三管程的出口与所述氢碘酸过热器3的管程的入口相连，其中流通的介质为氢碘酸或碘化氢与水蒸气的混合气体；所述蓄热温控换热器2的壳程的入口与所述第一冷却器5的壳程的出口相连，所述蓄热温控换热器2的壳程的出口与所述第一冷却器5的壳程的入口相连，其中流通的介质为去离子水，所述去离子水在所述蓄热温控换热器2和所述第一冷却器5内分别进行热交换；

所述氢碘酸过热器3的管程的出口与所述氢碘酸分解反应器4的入口相连；所述氢碘酸过热器3的壳程的入口与高温气体供气管路相连。

本发明实施例中，所述蓄热温控换热器2壳程中的换热介质为去离子水，同时是第一冷却器5的冷却介质，蓄热温控换热器2壳程中的去离子水经过循环泵输送至第一冷却器5，对氢碘酸分解后的第一气态混合物进行降温，再回到蓄热温控换热器2，实现高温第一气态混合物的冷却和热回收；来自氢碘酸过热器3的高温气体进入蓄热温控换热器2的第一管程与壳程中的去离子水进行换热后回到高温气体回气系统；来自冷却用循环水系统的循环水进入蓄热温控换热器2的第二管程与壳程中的去离子水进行换热后回到冷却用循环水系统。氢碘酸或碘化氢与水蒸气的混合气体流经蓄热温控换热器2的第三管程与壳程中的去离子水进行换热后进入氢碘酸过热器3。本发明实施例中，与传统的氢碘酸分解制氢工艺相比，蓄热温控换热器2中的加热介质作为第一冷却器5的冷却介质，起到对高温反应产物的热回收作用。蓄热温控换热器2具有氢碘酸过热器3低品热介质和高温反应产物热回收、氢碘酸蒸发、控制第一冷却温度等四项功能；氢碘酸分解制氢系统热利用率高，运行安全稳定，可靠性高。

在一些实施例中，所述高温气体包括高温氦气、氩气或水蒸气，可选地，所述高温气体的温度为450～600℃；所述高温气体的压力为4～7MPa。

在一些实施例中，所述氢碘酸分解制氢系统还包括氢碘酸储料罐1，所述氢碘酸储料罐1通过氢碘酸物料供给管道与蓄热温控换热器2相连，所述氢碘酸储料罐1用于输出氢碘酸，氢碘酸从氢碘酸储料罐1输送至蓄热温控换热器2。

在一些实施例中，所述氢碘酸分解制氢系统还包括冷却用循环水系统，所述冷却用循环水系统分别与蓄热温控换热器2和第二冷却器6相连，所述冷却用循环水系统提供循环水，循环水从冷却用循环水系统分别流入蓄热温控换热器2的第二管程入口和第二冷却器6的壳程入口，进行换热。

在一些实施例中，所述蓄热温控换热器2中：

壳程，材质为S30408；工作温度为140～180℃，工作压力为0.4～0.9MPa，设计温度为190℃，设计压力为1.2MPa；壳程中流通的介质为去离子水；

所述第一管程，材质为S30408；工作温度为580℃～400℃，工作压力为4～7MPa，设计温度为600℃，设计压力比工作压力高1MPa，为5～8MPa；第一管程中流通的介质为高温氦气、氩气或水蒸气；

所述第二管程，材质为S30408；工作温度为30℃～40℃，工作压力为0.5MPa，设计温度为190℃，设计压力为0.7MPa；第二管程中流通的介质为循环水；

所述第三管程，材质为N10276；工作温度为20～150℃，工作压力为0.1～0.5MPa，设计温度为190℃，设计压力为0.6MPa；第三管程中流通的介质为氢碘酸或碘化氢与水蒸气的混合气体。

在一些实施例中，所述氢碘酸过热器3的壳程的材质为S30408；壳程内加入不锈钢填料，以增加储能效果；工作温度为450-590℃，工作压力为4～7MPa，设计温度为600℃，设计压力比工作压力高1MPa，为5～8MPa；壳程中流通的介质为高温氦气、氩气或水蒸气；

所述氢碘酸过热器3的管程的材质为N10276；工作温度为135～580℃，工作压力为0.1～0.5MPa，设计温度为650℃，设计压力为0.6MPa；管程内流通的介质为氢碘酸气体，所述氢碘酸气体即碘化氢和水蒸气的混合气体。

在一些实施例中，所述氢碘酸分解反应器4为绝热反应器；所述氢碘酸分解反应器4中装有氢碘酸分解催化剂；所述氢碘酸分解反应器4的材质为N10276；所述氢碘酸分解反应器4的设计温度为600℃，设计压力为0.6MPa，工作温度为400-550℃，工作压力为0.1～0.5MPa。

在一些实施例中，所述第一冷却器5为管壳式换热器，具体地，蛇形换热器。

在一些实施例中，所述第一冷却器5的壳程，材质为S30408；设计压力为1.2MPa，设计温度为190℃，工作温度为150-180℃；壳程中的介质为去离子水；

所述第一冷却器5的管程，材质为N10276；设计压力为0.6MPa，工作压力为0.1～0.5MPa，设计温度为600℃，管程进口工作温度为350～550℃，管程出口工作温度低于195℃；管程内流通的介质为来自氢碘酸分解反应器4的氢碘酸分解反应产物，所述氢碘酸分解反应产物为由碘化氢、水蒸气、氢气和碘组成的气态混合物。

在一些实施例中，所述第二冷却器6为管壳式换热器，具体地，碳化硅换热器。

在一些实施例中，所述第二冷却器6的壳程，材质为碳钢；工作温度为20～35℃，工作压力为0.5MPa，设计温度为60℃，设计压力为0.6MPa；壳程中流通的介质为循环水；

所述第二冷却器6的管程的材质为碳化硅；工作温度不高于190℃，工作压力为0.1～0.5MPa，设计温度为200℃，设计压力为0.6MPa；管程中流通的介质为由氢碘酸、碘及氢气组成的液态和气态混合物。

在一些实施例中，所述氢碘酸分解制氢系统还包括洗气罐8、干燥器9和收集罐10，所述气液分离器7具有气体出口和液体出口，所述洗气罐8的进口与所述气液分离器7的气体出口相连，所述洗气罐8的出口与所述干燥器9的进口相连，所述气液分离器7的液体出口与所述收集罐10相连。可选地，所述气体出口设置在气液分离器7的顶部，所述液体出口设置在气液分离器7的底部。

本发明实施例的一种氢碘酸分解制氢方法，采用上述实施例中所述的氢碘酸分解制氢系统进行制氢，包括以下步骤：

(1)氢碘酸输送经过蓄热温控换热器2，被蓄热温控换热器2壳程中的去离子水加热，得到氢碘酸气体；

(2)所述氢碘酸气体进入氢碘酸过热器3中，与高温气体换热，得到高温氢碘酸气体；

(3)所述高温氢碘酸气体进入氢碘酸分解反应器4中进行催化分解反应，得到由碘化氢、水蒸气、氢气和碘组成的第一气态混合物；

(4)所述第一气态混合物经过第一冷却器5降温，得到第二气态混合物；

(5)所述第二气态混合物再经第二冷却器6降温，得到由氢碘酸、碘及氢气组成的液态和气态混合物；

(6)所述液态和气态混合物进入气液分离器7进行分离，得到氢气。

本发明实施例的氢碘酸分解制氢方法，将高温气体加热氢碘酸分解过程解耦为：氢碘酸加热蒸发→过热→氢碘酸绝热分解，使物理变化过程与化学变化过程分离，增加了安全性；氢碘酸分解制氢系统热利用率高，运行安全稳定，可靠性高。

在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述氢碘酸包括质量百分浓度不低于45％的碘化氢的水溶液；

和/或，所述步骤(1)中，所述氢碘酸气体的温度为130℃～170℃，优选地，135-155℃；

和/或，所述步骤(2)中，所述高温气体为氦气、氩气或水蒸气；所述高温气体的温度为450～600℃；所述高温气体的压力为4～7MPa；对所述高温气体加热的热源包括高温气冷堆产生的核能、太阳能或电能中的至少一种；

和/或，所述步骤(2)中，所述高温氢碘酸气体的温度为400～580℃；

和/或，所述步骤(4)中，所述第二气态混合物的温度为150～190℃，优选地，160-180℃；

和/或，所述步骤(5)中，所述液态和气态混合物的温度为30℃以下；

和/或，所述步骤(6)中，所述液态和气态混合物进入气液分离器7进行分离，反应产生的氢气从气液分离器7依次进入洗气罐8和干燥器9，得到氢气，未分解的氢碘酸和碘从气液分离器7进入收集罐10收集。

本发明实施例的氢碘酸分解制氢方法的应用，上述实施例中所述的氢碘酸分解制氢方法独立用于产氢，或者，与本森反应和硫酸分解反应组成碘硫循环系统进行产氢。本发明实施例中，氢碘酸分解制氢方法的应用具备本发明实施例的氢碘酸分解制氢方法所带来的所有优点，在此不再赘述。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

氢碘酸分解制氢方法：

(1)氢碘酸(质量百分浓度45％的碘化氢的水溶液)置于氢碘酸储料罐1中，经氢碘酸输送泵输送至蓄热温控换热器2进行初步加热气化，得到温度约为130℃的氢碘酸气体；

(2)所述氢碘酸气体进入氢碘酸过热器3中，与高温氦气(温度为480℃，压力为4MPa)深度换热，得到温度为450℃的高温氢碘酸气体；

(3)所述高温氢碘酸气体进入氢碘酸分解反应器4进行催化分解反应，得到由碘化氢、水蒸气、氢气和碘组成的第一气态混合物；

(4)所述第一气态混合物经过蛇形换热器(第一冷却器5)降温，得到150℃的第二气态混合物；

(5)所述第二气态混合物再经过碳化硅换热器(第二冷却器6)降温，得到25℃的由氢碘酸、碘及氢气组成的液态和气态混合物；

(6)所述液态和气态混合物进入气液分离器7进行分离，反应产生的氢气从气液分离器7顶部依次进入洗气罐8、干燥器9后分离出来，未分解的氢碘酸和碘从气液分离器7的底部进入收集罐10收集。

对高温氦气加热的热源为电能。

上述方法独立使用产氢。

实施例2

氢碘酸分解制氢方法：

(1)氢碘酸(质量百分浓度55％的碘化氢的水溶液)置于氢碘酸储料罐1中，经氢碘酸输送泵输送至蓄热温控换热器2进行初步加热气化，得到温度约为145℃的氢碘酸气体；

(2)所述氢碘酸气体进入氢碘酸过热器3中，与高温氦气(温度为580℃，压力为4MPa)深度换热，得到温度为550℃的高温氢碘酸气体；

(3)所述高温氢碘酸气体进入氢碘酸分解反应器4进行催化分解反应，得到由碘化氢、水蒸气、氢气和碘组成的第一气态混合物；

(4)所述第一气态混合物经过经过蛇形换热器(第一冷却器5)降温，得到180℃的第二气态混合物；

(5)所述第二气态混合物再经过碳化硅换热器(第二冷却器6)降温，得到25℃的由氢碘酸、碘及氢气组成的液态和气态混合物；

(6)所述液态和气态混合物进入气液分离器7进行分离，反应产生的氢气从气液分离器7顶部依次进入洗气罐8、干燥器9后分离出来，未分解的氢碘酸和碘从气液分离器7的底部进入收集罐10收集。

对高温氦气加热的热源为电能。

上述方法独立使用产氢。

实施例3

氢碘酸分解制氢方法：

(1)氢碘酸(质量百分浓度65％的碘化氢的水溶液)置于氢碘酸储料罐1中，经氢碘酸输送泵输送至蓄热温控换热器2进行初步加热气化，得到温度约为170℃的氢碘酸气体；

(2)所述氢碘酸气体进入氢碘酸过热器3中，与高温氦气(温度为590℃，压力为6MPa)深度换热，得到温度为580℃的高温氢碘酸气体；

(3)所述高温氢碘酸气体进入氢碘酸分解反应器4进行催化分解反应，得到由碘化氢、水蒸气、氢气和碘组成的第一气态混合物；

(4)所述第一气态混合物经过经过蛇形换热器(第一冷却器5)降温，得到185℃的第二气态混合物；

(5)所述第二气态混合物再经过碳化硅换热器(第二冷却器6)降温，得到25℃的由氢碘酸、碘及氢气组成的液态和气态混合物；

(6)所述液态和气态混合物进入气液分离器7进行分离，反应产生的氢气从气液分离器7顶部依次进入洗气罐8、干燥器9后分离出来，未分解的氢碘酸和碘从气液分离器7的底部进入收集罐10收集。

对高温氦气加热的热源为来自高温气冷堆的高温氦气。上述方法与本森反应和硫酸分解反应耦合为碘硫循环系统，实现高温气冷堆核能驱动碘硫循环制氢。

实施例4-6

氢碘酸分解制氢方法与实施例3相同，不同之处在于工艺参数不同，具体工艺参数见表1。

表1不同实施例的氢碘酸分解制氢方法工艺参数

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。