一种太阳能驱动的鼓泡床制富氢合成气的系统及方法

技术领域

本发明涉及吸附强化制氢领域，具体为一种太阳能驱动的鼓泡床制富氢合成气的系统及方法。

背景技术

氢气作为一种清洁的能源，有望成为21世纪的主要能源之一。目前全世界大约96％的氢能是通过化石燃料(天然气、煤炭、石油等)的水蒸气催化气化、部分氧化的方法制备，这导致了大量的二氧化碳排放。因此，为了满足脱碳经济中不断增长的氢气需求，需要开发一种具有低碳排放的低成本制氢途径。此外，必须从可再生的碳中性能源中生产氢。在有蒸汽存在的情况下，太阳能驱动的二氧化碳吸附强化制富氢合成气的方法，是减少二氧化碳，制取高产量氢气的有力方法。

通过固体吸附剂增强产氢效果，提高氢气的产量。这一过程可以灵活地取用从煤炭、生物质、城市固体废弃物等固体燃料到天然气、甲烷、乙醇等气体原料及生物油等液体燃料。二氧化碳吸附增强制富氢合成气是一种很有前途的氢气生产技术，因为它提供了一种更高效和环保的替代传统的蒸汽重整工艺。使用吸附材料吸附蒸汽重整过程中产生的二氧化碳，允许更高的转化率和更高的氢气产率，并有减少二氧化碳排放的潜力。

鼓泡床属于一种流化床反应器，在煤、生物质等气化工业中广泛应用。鼓泡床相较于其他流化床反应器，具有以下一些优点：适应性强，鼓泡床适用于各种不同的床料；热负荷均衡，鼓泡床进料量的调整可以实现热负荷的均衡，防止局部过热或过冷；混合效果好，鼓泡床内气体和液体等在固体颗粒的包装层中进行混合，使得反应速率更快，反应效果更佳；热量传递效率高，鼓泡床内外部与固体颗粒的传热效率高，使反应器更加节能；反应器内通道较宽，容易清洗和维护。总体来说，鼓泡床作为一种最常用且可靠的流化床反应器，在气固反应中具有优良的应用前景。

专利CN109401793A公开了“粉煤气化下行床反应装置及反应方法”，该专利包括以下步骤：通过一种粉煤气化下行床反应装置及反应方法，负载催化剂的含碳原料在热解炉中进行热解，热解后的焦油气经过分离后收集，负载催化剂的半焦颗粒与气化剂在下行床气化炉内进行气化反应，反应后的含碳颗粒与部分催化剂经过分离并提升带着热量继续返回热解炉中，气化炉内的灰渣先通过颗粒旋流分离装置与分级排渣装置两级分离后，再根据声发射监测反馈后从装置中排出的技术方案，主要解决现有技术中存在的碳转化率和气化强度低、甲烷产率偏低、排渣难以及粉煤利用率低的问题，该方法富氢合成气整体效率并不是很高，同时富氢合成气中氢气百分比含量也较低。

专利CN114804026A公开了“一种甲烷重整气制备高纯氢的装置系统及方法”，该发明装置系统沿原料气流动方向依次连接有甲烷重整反应装置、膜分离装置、变压吸附制氢单元和变温吸附除CO

文献“Chen S,Xiang W,Xue Z,et al.Experimental investigation ofchemical looping hydrogen generation using iron oxides in a batch fluidizedbed.Proceedings of the Combustion Institute,2011,33(2):2691-2699.”该文献介绍了一种间歇式流化床中氧化铁化学链制氢，以氧化铁为氧载体，以CO为燃料，在间歇式流化床中进行了实验研究。分析还原时间、操作温度、还原气体粒径和CO

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种太阳能驱动的鼓泡床制富氢合成气的系统及方法，解决了以下问题：1、无法利用太阳能实现热量供给，在实现氢能绿色连续生产的同时，整个过程中的能耗较高，制富氢合成气时整体效率不高；2、富氢合成气中氢气纯度较低，合成气中二氧化碳含量较高；3、现有的反应器混合效果差，反应效果不佳，热量传递效率低的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种太阳能驱动的鼓泡床制富氢合成气的系统，包括：鼓泡床(1)、回料阀(2)、制氢反应器(3)、旋风分离器(4)；其中所述鼓泡床(1)通过所述制氢反应器(3)和设置于所述制氢反应器顶端的旋风分离器(4)相连通；

所述鼓泡床(1)包括设置于一端且开口与所述旋风分离器(4)的固体出口相连通的碳酸钙进口(6)、气体出口(7)、设置于内部的风室(8)、设置于鼓泡床(1)另一端的氧化钙出口(9)；

所述鼓泡床(1)的氧化钙出口(9)的输出端与回料阀(2)的输入端相连接，所述回料阀(2)的另一端与制氢反应器(3)底部相连接；所述制氢反应器(3)的上端与旋风分离器(4)的进料口相连接；所述旋风分离器(4)的固体出口与鼓泡床(1)的碳酸钙进口(6)相连接，所述气体出口(7)的上端与气体泵(5)的输入端相连接，所述气体泵(5)的输出端与风室(8)的进风口相连接；

所述鼓泡床(1)的前壁被集中的太阳能加热，壁面吸收的热量通过传导、对流和辐射传递到所述鼓泡床(1)，提供驱动吸热煅烧的显热和反应焓；所述鼓泡床(1)的后壁采用100mm厚的平均导热系数低的保温材料保温。

进一步的，所述气体出口(7)位于鼓泡床(1)上部的中间，使得碳酸钙热解产生的二氧化碳顺利排出；

进一步的，所述风室(8)上端固定连接有若干风帽(10)，可以保证鼓泡床(1)中的颗粒一直保持流化状态；

进一步的，所述鼓泡床(1)内温度为700-1200℃，所述制氢反应器(3)内温度为400-800℃。

另一方面，本发明提出一种采用上述系统制富氢合成气的方法，一种太阳能驱动的鼓泡床制富氢合成气的方法，包括以下步骤：

S1：经过破碎后的原料从制氢反应器(3)底部进入，同时通入气化剂，在制氢反应器(3)中原料与气化剂混合并发生热解和气化反应，载热颗粒和二氧化碳吸附剂吸附上述热解和气化反应生成的二氧化碳，促进水煤气变换反应，使得反应向着生成氢气的方向进行，并生成碳酸钙；

S2：经水煤气变换反应后的富氢气体和固体颗粒从制氢反应器(3)上部进入旋风分离器(4)进行分离，分离的富氢气体被排出用于发电燃烧等，生成的固体颗粒经旋风分离器(4)分离后通过碳酸钙进口(6)进入鼓泡床(1)；

S3:启动气体泵(5)，将二氧化碳气体通入到风室(8)中，风室(8)上端固定连接的若干风帽(10)不断的喷出气体，流化鼓泡床(1)中的固体颗粒；

S4:被流化的固体颗粒在鼓泡床(1)中受到太阳光加热，其中大量的低温固体颗粒被加热到高温，发生分解，生成氧化钙颗粒；

S5:生成的氧化钙颗粒经氧化钙出口(9)进入回料阀(2)后被通入到制氢反应器(3)底部，被制氢反应器(3)中的蒸汽携带，吸附含碳燃料热解和气化反应产生的二氧化碳，吸附后生成的固体颗粒被送入旋风分离器(4)从而实现一个循环。

进一步的，所述原料为含碳燃料，含碳燃料包括但不限于煤炭、生物质、城市固体废弃物、天然气、甲烷、甲醇、乙醇、生物油等。

进一步的，所述气化剂为水蒸汽；

进一步的，所述载热颗粒与二氧化碳吸附剂为氧化钙；

进一步的，所述水煤气变换反应为：CO+H

进一步的，所述氧化钙吸附二氧化碳反应为：CaO+CO

Biomass/Coal

C

CH

CO+H

C

C+H

C+CO

C+H

进一步的，所述固体颗粒为氧化钙吸附热解和气化反应生成的二氧化碳产生的碳酸钙颗粒。

本发明的有益效果为：

本发明采用太阳能作为热源，降低整个过程中的能耗，使得制氢的能量输入显著减少，整个系统耗能减少，有助于双碳目标的实现。本发明在实现氢能绿色连续生产的同时，解决了可再生能源的利用率低，化石能源的依赖性强的问题。

本发明采用氧化钙进行二氧化碳吸附，促进了水煤气变换反应向正向进行，制富氢合成气时整体效率大大提高，富氢合成气中氢气纯度得到提升，并实现整个过程的碳负性。

相比较传统的采用硅砂作为床料的制氢方法，基于二氧化碳吸附剂的附强化制富氢合成气，在固体循环速率为1.04kg/m

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实验装置流程图；

图2为本发明鼓泡床的结构示意图；

附图中，各标号所代表的的结构名称为：

1、鼓泡床；2、回料阀；3、制氢反应器；4、旋风分离器；5、气体泵；6、碳酸钙进口；7、气体出口；8、风室；9、氧化钙出口；10、风帽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1，本实施例提供的一种太阳能驱动的鼓泡床制富氢合成气的系统，包括：鼓泡床(1)、回料阀(2)、制氢反应器(3)、旋风分离器(4)；其中所述鼓泡床(1)通过所述制氢反应器(3)和设置于所述制氢反应器顶端的旋风分离器(4)相连通；

本实施例中，所述鼓泡床(1)包括设置于一端且开口与所述旋风分离器(4)的固体出口相连通的碳酸钙进口(6)、气体出口(7)、设置于内部的风室(8)、设置于鼓泡床(1)另一端的氧化钙出口(9)；来自旋风分离器(4)的碳酸钙经碳酸钙进口(6)进入鼓泡床(1)，在鼓泡床(1)内反应后的产物经鼓泡床(1)的氧化钙出口(9)出鼓泡床并通过所述回料阀(2)进入制氢反应器(3)；

本实施例中，所述鼓泡床(1)的氧化钙出口(9)的输出端与回料阀(2)的输入端相连接，所述回料阀(2)的另一端与制氢反应器(3)底部相连接；所述制氢反应器(3)的上端与旋风分离器(4)的进料口相连接；所述旋风分离器(4)的固体出口与鼓泡床(1)的碳酸钙进口(6)相连接，所述气体出口(7)的上端与气体泵(5)的输入端相连接，所述气体泵(5)的输出端与风室(8)的进风口相连接；

本实施例中，所述原料从制氢反应器(3)的底部通入，与从所述制氢反应器(3)底部通入的蒸汽混合；所述原料与蒸汽经热解和气化后的产物被送入中旋风分离器(4)；所述旋风分离器(4)将所述产物的气体成分和固体成分分离，所述气体成分为富氢合成气，所述固体成分为碳酸钙颗粒；所述碳酸钙颗粒为氧化钙吸附原料热解和气化后产生的二氧化碳生成，生成的碳酸钙颗粒经所述旋风分离器(4)分离后通过所述碳酸钙进口(6)进入所述鼓泡床(1)；所述碳酸钙颗粒在所述鼓泡床(1)中被流化并受到太阳光加热，其中大量的低温碳酸钙颗粒被加热到高温并发生分解，生成氧化钙颗粒；生成的所述氧化钙颗粒经所述氧化钙出口(9)进入所述回料阀(2)后被通入到所述制氢反应器(3)底部，被制氢反应器(3)中的蒸汽携带，并吸附原料热解和气化反应后产生的二氧化碳，实现一个循环；

本实施例中，所述鼓泡床(1)的前壁被集中的太阳能加热，壁面吸收的热量通过传导、对流和辐射传递到所述鼓泡床(1)，提供驱动吸热煅烧的显热和反应焓；所述鼓泡床(1)的后壁采用100mm厚的平均导热系数低的保温材料保温。

本实施例中，所述气体出口(7)位于鼓泡床(1)上部的中间，使得碳酸钙热解产生的二氧化碳顺利排出。

本实施例中，所述风室(8)上端固定连接有若干风帽(10)，可以保证鼓泡床(1)中的颗粒一直保持流化状态。

本实施例中，所述鼓泡床(1)内温度为700-1200℃，所述制氢反应器(3)内温度为400-800℃。

本实施例中，所述回料阀(2)作为现有技术，起到的作用为：控制所述鼓泡床(1)内固体颗粒的循环速度，保持鼓泡床(1)稳定，防止固体颗粒过度堆积或聚集，改善流态分布，避免某些区域的固体颗粒流动过快或过慢；控制固体颗粒在床内的循环速度和分布，从而控制鼓泡床(1)内的反应速率，以达到所需的反应效果；调节床层的物料平衡，保证吸附剂在反应中不断进行吸附和脱附过程中的及时补给和排放；防止床层塞积，对床层进行清理，以防止床层中的物料积聚，保证反应器良好的运行。

实施例2

请参阅图1—图2，本实施例提供一种应用上述系统制备富氢合成气的方法，一种太阳能驱动的鼓泡床制富氢合成气的方法，包括以下步骤：

S1：经过破碎后的原料从制氢反应器(3)底部进入，同时通入气化剂，在制氢反应器(3)中原料与气化剂混合并发生热解和气化反应，载热颗粒和二氧化碳吸附剂吸附上述热解和气化反应生成的二氧化碳，促进水煤气变换反应，使得反应向着生成氢气的方向进行，并生成碳酸钙；

S2：经水煤气变换反应后的富氢气体和固体颗粒从制氢反应器(3)上部进入旋风分离器(4)进行分离，分离的富氢气体被排出用于发电燃烧等，生成的固体颗粒经旋风分离器(4)分离后通过碳酸钙进口(6)进入鼓泡床(1)；

S3：启动气体泵(5)，将二氧化碳气体通入到风室(8)中，风室(8)上端固定连接的若干风帽(10)不断的喷出气体，流化鼓泡床(1)中的固体颗粒；

S4：被流化的固体颗粒在鼓泡床(1)中受到太阳光加热，其中大量的低温固体颗粒被加热到高温，发生分解，生成氧化钙颗粒；

S5：生成的氧化钙颗粒经氧化钙出口(9)进入回料阀(2)后被通入到制氢反应器(3)底部，被制氢反应器(3)中的蒸汽携带，吸附含碳燃料热解和气化反应产生的二氧化碳，吸附后生成的固体颗粒被送入旋风分离器(4)从而实现一个循环。

本实施例中，所述原料为含碳燃料，含碳燃料包括但不限于煤炭、生物质、城市固体废弃物、天然气、甲烷、甲醇、乙醇、生物油等。所述气化剂为水蒸汽；所述载热颗粒与二氧化碳吸附剂为氧化钙；所述固体颗粒为水煤气变换反应产生的碳酸钙颗粒；

本实施例中，所述水煤气变换反应为：CO+H

Biomass/Coal

C

CH

CO+H

C

C+H

C+CO

C+H

实施例3

请参阅图1—图2，本实施例提供一种太阳能驱动的鼓泡床制富氢合成气的系统及方法，反应流程如下：

本实施例中，原料为经破碎至6mm以下的生物质，鼓泡床1的温度为1000℃，制氢反应器3中的反应温度为600℃，气化剂为蒸汽，二氧化碳吸附剂为氧化钙；反应开始时，鼓泡床1中的碳酸钙颗粒被风室8中的气体流化，太阳光从鼓泡床1的前壁正面照射，前壁的壁面吸收的热量通过传导、对流和辐射传递到鼓泡床1，提供驱动吸热煅烧的显热和反应焓，将碳酸钙颗粒热解为氧化钙，并释放出二氧化碳；释放的二氧化碳从气体出口7排出，并通过气体泵5重新输送到风室8中，形成流化气体；碳酸钙颗粒热解的氧化钙从氧化钙出口9排出，经过回料阀2送入制氢反应器3中。

本实施例中，制氢反应器3中底部通入蒸汽和经破碎至6mm以下的生物质，生物质经过热解生成H

本实施例中，反应生成的富氢气体和吸附生成的碳酸钙在制氢反应器3的上部送入旋风分离器4进行气固分离，富氢合成气作为气体成分从气体出口被收集，进而进行下一步提纯和利用；碳酸钙颗粒从固体出口排出旋风分离器4并通过碳酸钙入口6进入述鼓泡床1，进入下一个循环。

本实施例中，利用太阳能提供驱动吸热煅烧的显热和反应焓，降低整个制氢过程中的能耗，制富氢合成气时整体效率大大提高，富氢合成气中氢气纯度得到提升，并实现整个过程的碳负性；相较于传统的采用硅砂作为床料的制氢方法，基于二氧化碳吸附剂的附强化制富氢合成气，在固体循环速率为1.04kg/m

实施例4

请参阅图1—图2，本实施例提供一种太阳能驱动的鼓泡床制富氢合成气的系统及方法，反应流程如下：

本实施例中，原料为经破碎至6mm以下的煤粉，鼓泡床1的温度为1000℃，制氢反应器3中的反应温度为600℃，气化剂为蒸汽，二氧化碳吸附剂为氧化钙；在反应开始时，鼓泡床1中的碳酸钙颗粒被风室8中的气体流化，太阳光从鼓泡床1的正面照射，壁面吸收的热量通过传导、对流和辐射传递到鼓泡床1，提供驱动吸热煅烧的显热和反应焓，将碳酸钙颗粒热解为氧化钙，并释放出二氧化碳，释放的二氧化碳从气体出口7排出，并通过气体泵5重新输送到风室8中，形成流化气体，碳酸钙颗粒热解的氧化钙从氧化钙出口9排出，经过回料阀2送入制氢反应器3中。

本实施例中，制氢反应器3中底部通入蒸汽和经破碎至6mm以下的煤粉，煤粉经过热解生成H

本实施例中，反应生成的富氢气体和吸附生成的碳酸钙在制氢反应器3的上部送入旋风分离器4进行气固分离，富氢合成气作为气体成分从气体出口被收集，进而进行下一步提纯和利用；碳酸钙颗粒从固体出口排出旋风分离器4并通过碳酸钙入口6而后进入述鼓泡床1，进入下一个循环。

本实施例中，利用太阳能提供驱动吸热煅烧的显热和反应焓，降低整个制氢过程中的能耗，制富氢合成气时整体效率大大提高，富氢合成气中氢气纯度得到提升，并实现整个过程的碳负性；相较于传统的采用硅砂作为床料的制氢方法，基于二氧化碳吸附剂的附强化制富氢合成气。在固体循环速率为1.04kg/m

实施例5

请参阅图1—图2，本实施例提供一种太阳能驱动的鼓泡床制富氢合成气的系统及方法，反应流程如下：

本实施例中，原料为经破碎至6mm以下的生物质，鼓泡床1的温度为800℃，制氢反应器3中的反应温度为500℃，气化剂为蒸汽，氧化钙作为二氧化碳吸附剂，在反应开始时，鼓泡床1中的碳酸钙颗粒被风室8中的气体流化，太阳光从鼓泡床1的正面照射，壁面吸收的热量通过传导、对流和辐射传递到鼓泡床1，提供驱动吸热煅烧的显热和反应焓，将碳酸钙颗粒热解为氧化钙，并释放出二氧化碳，释放的二氧化碳从气体出口7排出，并通过气体泵5重新输送到风室8中，形成流化气体，碳酸钙颗粒热解的氧化钙从氧化钙出口9排出，经过回料阀2送入制氢反应器3中。

本实施例中，制氢反应器3中底部通入蒸汽和经破碎至6mm以下的生物质，生物质经过热解生成H

本实施例中，反应生成的富氢气体和吸附生成的碳酸钙在制氢反应器3的上部送入旋风分离器4进行气固分离，富氢合成气从气体出口被收集，进而进行下一步提纯和利用，碳酸钙颗粒从固体出口排出进入碳酸钙入口6而后进入述鼓泡床1，进入下一个循环。

本实施例中，利用太阳能提供驱动吸热煅烧的显热和反应焓，降低整个制氢过程中的能耗，制富氢合成气时整体效率大大提高，富氢合成气中氢气纯度得到提升，并实现整个过程的碳负性；相较于传统的采用硅砂作为床料的制氢方法，基于二氧化碳吸附剂的附强化制富氢合成气。在固体循环速率为1.04kg/m

实施例6

请参阅图1—图2，本发明实施例提供一种太阳能驱动的鼓泡床制富氢合成气的系统及方法，反应流程如下：

本实施例中，原料为经破碎至6mm以下的煤粉，鼓泡床1的温度为800℃，制氢反应器3中的反应温度为500℃，气化剂为蒸汽，氧化钙作为二氧化碳吸附剂，在反应开始时，鼓泡床1中的碳酸钙颗粒被风室8中的气体流化，太阳光从鼓泡床1的正面照射，壁面吸收的热量通过传导、对流和辐射传递到鼓泡床1，提供驱动吸热煅烧的显热和反应焓，将碳酸钙颗粒热解为氧化钙，并释放出二氧化碳，释放的二氧化碳从气体出口7排出，并通过气体泵5重新输送到风室8中，形成流化气体，碳酸钙颗粒热解的氧化钙从氧化钙出口9排出，经过回料阀2送入制氢反应器3中，制氢反应器3中底部通入蒸汽和经破碎至6mm以下的煤粉，煤粉经过热解生成H

本实施例中，利用太阳能提供驱动吸热煅烧的显热和反应焓，降低整个制氢过程中的能耗，制富氢合成气时整体效率大大提高，富氢合成气中氢气纯度得到提升，并实现整个过程的碳负性；相比较传统的采用硅砂作为床料的制氢方法，基于二氧化碳吸附剂的附强化制富氢合成气。在固体循环速率为1.04kg/m

实施例7

请参阅图1—图2，本实施例提供一种太阳能驱动的鼓泡床制富氢合成气的系统及方法，反应流程如下：

本实施例中，原料为甲烷，鼓泡床1的温度为1000℃，制氢反应器3中的反应温度为600℃，气化剂为蒸汽，二氧化碳吸附剂为氧化钙；在反应开始时，鼓泡床1中的碳酸钙颗粒被风室8中的气体流化，太阳光从鼓泡床1的正面照射，壁面吸收的热量通过传导、对流和辐射传递到鼓泡床1，提供驱动吸热煅烧的显热和反应焓，将碳酸钙颗粒热解为氧化钙，并释放出二氧化碳，释放的二氧化碳从气体出口7排出，并通过气体泵5重新输送到风室8中，形成流化气体，碳酸钙颗粒热解的氧化钙从氧化钙出口9排出，经过回料阀2送入制氢反应器3中。

本实施例中，制氢反应器3中底部通入蒸汽和甲烷，经过甲烷蒸汽重整反应生成一氧化碳和氢气，一氧化碳和水反应又生成少量的二氧化碳和氢气，产生的二氧化碳在氧化钙的作用下被吸附捕集，使得水煤气变换反应向着氢气生成的方向移动，涉及的主要反应详见表2。

本实施例中，反应生成的富氢气体和吸附生成的碳酸钙在制氢反应器3的上部送入旋风分离器4进行气固分离，富氢合成气从气体出口被收集，进而进行下一步提纯和利用，碳酸钙颗粒从固体出口排出进入碳酸钙入口6而后进入述鼓泡床1，进行下一个循环。

本实施例中，利用太阳能提供驱动吸热煅烧的显热和反应焓，降低整个制氢过程中的能耗，制富氢合成气时整体效率大大提高，富氢合成气中氢气纯度得到提升，并实现整个过程的碳负性；相较于传统的采用硅砂作为床料的制氢方法，基于二氧化碳吸附剂的附强化制富氢合成气。在固体循环速率为1.04kg/m

实施例8

请参阅图1—图2，本实施例提供一种太阳能驱动的鼓泡床制富氢合成气的系统及方法，反应流程如下：

本实施例中，原料为甲烷，鼓泡床1的温度为800℃，制氢反应器3中的反应温度为500℃，气化剂为蒸汽，氧化钙作为二氧化碳吸附剂，在反应开始时，鼓泡床1中的碳酸钙颗粒被风室8中的气体流化，太阳光从鼓泡床1的正面照射，壁面吸收的热量通过传导、对流和辐射传递到鼓泡床1，提供驱动吸热煅烧的显热和反应焓，将碳酸钙颗粒热解为氧化钙，并释放出二氧化碳，释放的二氧化碳从气体出口7排出，并通过气体泵5重新输送到风室8中，形成流化气体，碳酸钙颗粒热解的氧化钙从氧化钙出口9排出，经过回料阀2送入制氢反应器3中。

本实施例中，制氢反应器3中底部通入蒸汽和甲烷，经过甲烷蒸汽重整反应生成一氧化碳和氢气，一氧化碳和水反应又生成少量的二氧化碳和氢气，产生的二氧化碳在氧化钙的作用下被吸附捕集，使得水煤气变换反应向着氢气生成的方向移动，涉及的主要反应详见表2。

本实施例中，反应生成的富氢气体和吸附生成的碳酸钙在制氢反应器3的上部送入旋风分离器4进行气固分离，富氢合成气从气体出口被收集，进而进行下一步提纯和利用，碳酸钙颗粒从固体出口排出进入碳酸钙入口6而后进入述鼓泡床1，进入下一个循环。

本实施例中，利用太阳能提供驱动吸热煅烧的显热和反应焓，降低整个制氢过程中的能耗，制富氢合成气时整体效率大大提高，富氢合成气中氢气纯度得到提升，并实现整个过程的碳负性；相较于传统的采用硅砂作为床料的制氢方法，基于二氧化碳吸附剂的附强化制富氢合成气。在固体循环速率为1.04kg/m

表1基于CaO的生物质/煤吸附强化制氢技术的主要基元反应

表2基于CaO的甲烷吸附强化制氢技术的主要基元反应

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。