CN101084158A - 通过基于铈的氢氯化反应的热化学途径产生氢的方法 - Google Patents

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Abstract

一种通过基于氯/铈循环的热化学途径从水产生氢的方法，其中，根据第一种反应方案，进行以下反应：(A)H2O+Cl2＝2HCl+1/2O2；(B)8HCl+2CeO2＝2CeCl3+Cl2+4H2O；(C)2CeCl3+4H2O＝2CeO2+6HCl+H2；或者其中，根据第二种反应方案，进行以下反应：(A)H2O+Cl2＝2HCl+1/2O2；(B)8HCl+2CeO2＝2CeCl3+Cl2+4H2O；(B’)2CeCl3+2H2O＝2CeOCl+4HCl；(C’)2CeOCl+2H2O＝2CeO2+2HCl+H2；并且其中用于氯化氧化铈的所述反应(B)在液相中进行，氯化铈进入溶液中。

Description

通过基于铈的氢氯化反应的热化学途径产生氢的方法
技术领域
本发明涉及一种通过基于铈的氢氯化反应循环的热化学途径产生氢的方法。
背景技术
本发明的技术领域通常可以定义为利用热化学循环从水中产生氢的领域，换句话说，本发明属于基于借助“热动力学催化剂”的水的热分解而产生氢的领域。
利用热化学循环产生氢是一个自二十世纪六十年代末以来被广泛研究的领域，该领域已经形成对可利用元素进行系统评价的学科(主题)。
在这些热化学循环中，基于铈的氧化/还原，尤其是基于铈/氯体系产生氢的循环已经引起关注。
根据第一种可替换形式，基于铈的氧化/还原的热化学循环可以用以下反应来说明：
(A)H2O+Cl2＝2HCl+1/2O2；
(B)8HCl+2CeO2＝2CeCl3+Cl2+4H2O；
(C)2CeCl3+4H2O＝2CeO2+6HCl+H2。
根据第二种可替换形式，该热化学循环可以用以下反应来说明：
(A)H2O+Cl2＝2HCl+1/2O2；
(B)8HCl+2CeO2＝2CeCl3+Cl2+4H2O；
(B’)2CeCl3+2H2O＝2CeOCl+4HCl；
(C’)2CeOCl+2H2O＝2CeO2+2HCl+H2。
文献C.E.Bamberger，“Hydrogen Production from Water byThermochemical Cycles”，Cryogenics，1978年3月，第170-182页[1]列出了构成1975年10月至1977年9月间的出版物主题的129个热化学循环。该文献对1976年出现在文献Bamberger C.E.和Richardson D.M.，Cryogenics，16(1976)，第197页[2]中的第一列表的72个热化学循环进行了补充。
在这些129个循环中提到的有涉及根据(Bamberger的第一个文献第173页的第30和第31个循环)两个可替换形式提及的氯化铈循环。
文献C.M.Hollabaugh，E.I.Onstott，T.C.Wallace Snr.和M.G.Bowman，“A study of the cerium-chlorine system for thermochemicalproduction of hydrogen”[3]对涉及氯化铈的循环给出了详细研究。
C.M.Hollabaugh的文献涉及上述提及的第二种可替换形式的氯化铈循环，并且尤其是涉及最后三个反应(B)、(B’)和(C’)的循环。
这些反应皆是多相反应，其中气体(HCl或H2O)与固体(CeO2、CeCl3或CeOCl)接触，与该固体反应并使其转化成固体产物(CeCl3、CeOCl或CeO2)。第一个反应(A)在Hollabaugh的文献中没有研究，因为该部分仅涉及气体。
在这篇文献中涉及的反应皆在固/气相或气/气相中进行的事实特别会导致下面的困难和问题：
-因表面钝化而限制了反应进行的程度；由此，Hollabaugh等人进行的研究[3]表明，50分钟后达到最多为0.3的进程系数(进度系数，coefficient of progression)；
-气态物质在固体中的扩散限制了反应动力学；
-有时很难进行对固体颗粒的加热；
-为了将物质从一个反应器运送至另一个反应器需要使用几次固体输送；
-固体CeO2和CeCl3的摩尔体积的显著变化，二者之间增大了260％，其结果是转换反应器的稳定性很难维持。
对于涉及相同反应(A)和(B)的第一种可替换形式的铈热化学循环，可引起同样的问题。
因此得出结论：根据反应性和过程的控制，根本问题是在使用铈的氧化/还原循环(既在其第一种可替换形式中又在其第二种可替换形式中)过程中产生的。
因此由上可知，需要一种通过基于铈的氧化/还原的热化学途径从水产生氢的方法，该方法可在更短时间内获得高程度的进程并表现出高的动力学。
还需要可易于控制(特别是在反应性控制方面)的方法。
还需要特别是在热量传递和物质转移方面简单、可靠、安全和易于实现的方法。
发明内容
本发明的目的尤其是提供一种通过基于铈的氧化/还原，更具体地基于铈/氯循环的热化学途径从水产生氢的方法，该方法特别满足上述列出的需要，并不表现出现有技术方法的不足、缺陷、限制和缺点，并解决了现有技术方法中的问题，如尤其在上述文献[1]、[2]和[3]中描述的那些问题。
根据本发明，通过基于氯/铈循环的热化学途径从水产生氢的方法，这一目的和其它目的得以实现，其中根据第一种反应方案，进行以下反应：
(A)H2O+Cl2＝2HCl+1/2O2；
(B)8HCl+2CeO2＝2CeCl3+Cl2+4H2O；
(C)2CeCl3+4H2O＝2CeO2+6HCl+H2；
或者，根据第二种反应方案，进行以下反应：
(A)H2O+Cl2＝2HCl+1/2O2；
(B)8HCl+2CeO2＝2CeCl3+Cl2+4H2O；
(B’)2CeCl3+2H2O＝2CeOCl+4HCl；
(C’)2CeOCl+2H2O＝2CeO2+2HCl+H2；
并且其中用于还原铈的反应(B)在液相中进行，氯化铈进入溶液中。
有利地，用于还原氯的反应(A)是利用相对于反应的化学计量过量的水进行的。
有利地，在反应(A)中，水相对于化学计量以可以高达20的倍，优选以1至10倍过量。
反应(A)一般在500℃至1000℃，例如在700℃的温度下，在气相中进行。
有利地，反应(A)可借助于UV辐射进行。
有利地，在第一种反应方案中，反应(B)是在HCl相对于反应的化学计量过量下进行的。
有利地，在第一种反应方案中，反应(B)是在盐酸相对于化学计量过量达1至4，例如1.5倍下进行的。
有利地，反应(B)是在温度为30℃至110℃，例如110℃的盐酸溶液中进行的。
在第一种反应方案中通过反应(B)产生的氯化铈酸性水溶液在反应(C)中使用加压蒸汽流雾化，通过该加压蒸汽流使氯化铈水解以得到固体CeO2。
根据第一种反应方案，反应(C)有利地在600℃至1000℃，例如750℃的温度下进行。
在第二种反应方案中，通过反应(B)产生的氯化铈酸性水溶液在反应(B’)中被蒸发并汽化，以得到固体一氯氧化铈CeOCl。
有利地，反应(B’)是在100℃至300℃，例如130℃的温度下进行的。
有利地，用于一氯氧化铈水解的反应(C’)是利用蒸汽流，可选地在压力下进行的，通过该蒸汽流使一氯氧化铈水解以得到固体CeO2。
第一种反应方案的反应(C)和第二种反应方案的反应(C’)产生气体，即HCl和H2，和固体CeO2的混合物，有利地，通过冷凝从该混合物中分离出氢气。在所述冷凝之前，可选地可进行气/固分离操作以从气体中分离出固体CeO2。
有利地，固体CeO2和除氢气外的其它气体被转至反应(B)。
有利地，反应(C)和反应(C’)是在水相对于化学计量过量的情况下进行的。
第一种反应方案和第二种反应方案的反应(A)产生HCl和氧气的气体混合物，通过冷凝从该气体混合物中分离出氧气。
有利地，在反应(B)中形成的水通过蒸馏分离出。
有利地，通过蒸馏分离出的水与产生的氯气以及可选地与过量的盐酸一起被输送至冷凝段，其中，一方面氯气，以及另一方面水和可选地过量的盐酸被回收。
有利地，在上述冷凝段回收的水被输送至反应(C)或反应(C’)，而氯气和可选地过量的盐酸被输送至反应(A)。
有利地，在冷凝过程中回收的能量用于供给蒸发和蒸馏，以及可选地，如果任何剩余的能量还可利用的话，则其可用于供给涡轮机。
根据本发明的方法可以以一种简化的方法描述为基于铈/氯热化学循环和经含水路径的通道以用于产生氢的“铈氢氯化”(cerhydrochlorine)方法。
这是因为根据本发明的在第一种反应方案和第二种反应方案中的方法与使用相同的铈/氯体系的现有技术[3]的方法的根本不同之处在于，反应(B)是在液相中而不是在固/气相中进行的。
在第一种反应方案中涉及的其它反应，即反应(A)和反应(C)是气相反应。
因此，根据本发明的在第一种反应方案中的方法并不涉及具有包括其所有缺点的任何气/固相反应。
在第二种反应方案的情况下，反应(B’)是固/气反应，但其中固体的钝化被限制并且其动力学是可接受的。
根据本发明的方法限定了一个用于产生氢气的热化学循环，该循环由于在同一方法方案中液相反应和气相反应的结合，而给在每一循环中涉及的反应提供了最大进程。
根据本发明的方法，特别是涉及第一种反应方案的方法，没有表现出现有技术方法的不足、缺陷、限制和缺点，并提供了上面列出的现有技术方法存在问题(如Hollabaugh文献[3]中所描述的)的解决方案。
这是因为，由于反应(B)是在液相中进行的事实，确保了引入到系统中的固体(CeO2)的完全析出。因此，在反应(B)中形成的氯化铈向后续阶段(即，在第一种反应方案的情况下的氯化铈水解的反应(C)，或在第二种反应方案的情况下的水解反应(B’))的转送也在液相中进行，这可以很容易实现。
根据本发明，在液相中进行反应(B)，导致在反应(B)中的反应产物的溶解，这阻止了钝化并使反应进程达到1。实验结果证实因此例如可以在40分钟内达到0.90的反应进程。
气体向固体中的扩散在反应(A)和反应(B)中并不存在，因此不是一个限制因素。
在反应(C)的情况下，借助加压蒸汽直接通过氯化铈酸性溶液的雾化而发生水解。该雾化导致形成微小尺寸的液滴，例如在升至反应温度的炉子中。局部的蒸汽压力可保持气体反应环境，并因此大大限制了气/固扩散。
在该方法中产生的固体被循环溶解，没有表面钝化。
固体的输送被限于利用CeO2的再循环从反应(C)转移至反应(B)。
氯化铈CeCl3总是在溶液中，由于这个原因，不再出现摩尔体积变化的问题。
在第二种反应方案的情况下，其中CeCl3被转化成CeOCl的蒸发段(B’)增加了固体的输送和固/气反应，可以相信该蒸发段可能受到气体扩散进固体中的限制。
由CeOCl转化成CeO2导致的收缩(“striction”)限制了固体反应物的钝化，导致可接受的动力学。
附图说明
参考附图阅读后面的详细说明可以更好地理解本发明，其中：
-图1是根据本发明利用第一种反应方案的方法的图示；
-图2是表示H2O/HCl相图的图示。纵坐标表示温度(℃)，横坐标表示水的重量的百分数；
-图3是根据本发明利用第二种反应方案的方法的图示。
具体实施方式
图1示出了根据本发明利用对应于上述第一种反应方案的循环的方法的图示。
该方法包括涉及上述反应(A)、(B)和(C)的阶段。
反应(B)在在液相中提供氧化铈的氢氯化反应的反应器中进行。
消耗盐酸并产生水的氢氯化反应是在30℃至110℃，例如在110℃的温度下，在所述反应器的底部(1)中进行的。
使用回流柱(2)连续地蒸出水，其通常在反应器上部形成的100℃温度下进行。
在蒸馏柱的顶部，包含水、氯气和痕量HCl的气流，即具有组分Cl2+(4+x)H2O+εHCl(其中x代表反应(A)的H2O的超过的化学计量)的气流被送到冷凝器(3)。
反应(A)必须具有尽可能纯的水，这使得必需在H2O/HCl共沸物的富含水的一侧进行，如图2所示，其中，H2O/HCl相图中优选用于本发明方法的区域用剖面线表示。蒸馏一方面确保在柱顶部获得具有能输送至反应(A)(图2汽化曲线上的A点)组分的气体，，另一方面确保可以引入反应(C)(图2露点曲线上的C点)的共沸溶液的液体中富含HCl。
该过程通过在反应(B)过程中使用的HCl化学计量控制。
根据本发明，在第一种反应方案中，反应(B)通常是使用相对于化学计量过量的HCl进行的。优选地，在第一种反应方案中，反应(B)是使用相对于化学计量过量1至4倍的氢氯酸进行的。
经验表明，例如1.5的比率是可接受的，因为它可获得可接受的氯化动力学，例如，在40分钟内约为1的进程。
共沸溶液(含按重量计33.9％的HCl，参见图2)或者可选地次共沸溶液(subazeotropic solution)的使用可以使对于反应(C)的最大进程来说水的过化学计量(表示在图1的工艺图或流程图中)是必需的。
为了提供反应(A)的最大进程以便省去O2/Cl2分离系统的安装，必须要在高过化学计量(流程图中的x)的水中进行，该高化学计量能够达到20倍，优选地在1至10倍的范围内。
可以用可以引起均裂离解的UV辐射提高反应活性。
如果可以获得可用的可以分离O2和Cl2的膜，该过化学计量可以降低10倍。
反应(A)产生的过量的水在反应器(6)和(1)之间循环，分别用于反应(A)和反应(B)。在反应器(1)中，要进行结合产自反应(B)的水的蒸馏。
由蒸馏柱(2)产生的，包含水((4+x)H2O)、氯气(Cl2)和痕量盐酸(εHCl)的气流被送至冷凝器(3)中，该冷凝器一般在70至100℃的温度下工作，可以使Cl2(气体)与水(液体)分开。
分离出的液态水转移进蒸发器(4)中，其中水被加热至通常150℃的温度，因此产生通常具有约4.5巴压力的蒸汽。
具有组分xH2O+εHCl的以气体流形式的一部分该水从蒸发器(4)转送至减压混合器(5)，该混合器还接收对于产生氢必需的补充水的液体流，以及来自冷凝器(3)的氯气流。
具有组分Cl2+(x+1)H2O+εHCl的气体流离开减压混合器(5)并被引入到在其中进行产生HCl的反应(A)的反应器(6)中。该反应是一个通常在500℃至1000℃，例如在700℃的温度下进行的气相反应。
具有组分xH2O+(2+ε)HCl+1/2O2的气体流从进行反应(A)的反应器(6)出来，并被送到冷凝器(8)中。
一个可替换的形式可以是将液态的水引入到反应器(6)中以便限制输送的气体的体积。
冷凝的效果可足以将该气体带到冷凝器(8)。然而，需要一个增压泵(7)。
在冷凝器(8)中，一方面产生氧气流，这是在该段唯一放出的气体，另一方面，产生由具有组分(2+ε)HCl+xH2O的混合物组成的液体流，其被送回到反应器(1)。
放置在冷凝器(8)内的换热器可以将由于进行冷却产生的热转移至反应器(1)和蒸发器(4)。
在冷凝器(8)中回收的氧气流(1/2O2)被送至储存罐(9)。
来自蒸发器(4)的水的另一部分形成具有组分4H2O的气体流，其在压力(高于l巴的压力)下被送至进行反应(C)的反应器(10)。
反应器(10)还接收反应器(1)产生的由酸性CeCl3溶液组成的液体流(具有组分2CeCl3+yH2O+aHCl)，其以液态形式通过泵(12)送至反应器(10)。
更具体地，加压的水蒸汽被送进放置在反应器(10)底部的雾化器(11)中，所述雾化器还被供以CeCl3溶液。
在雾化器(11)内的液/气结合可以使该溶液非常好地分散在反应器(10)内，该反应器通常被加热至600℃至1000℃，例如从700℃至750℃的温度。
从反应器(10)放出的气体形成具有组分yH2O+(6+a)HCl+H2的气流，其被送进冷凝器(13)中，在那里，它一方面分出氢气流，另一方面分出具有组分(6+a)HCl+yH2O的液体流。
在冷凝器(13)中回收的氢气流(H2)被送至储存罐(14)。
冷凝器(13)装有可以将热量转移至反应器(1)和(4)的换热器。
来自冷凝器(13)的液体流通过泵(15)送至反应器(1)。
在反应器(10)中进行的反应(C)还产生通常要与气体分开的固体CeO2。例如通过旋风式装置在反应器(10)的出口处可进行该气/固分离。
该气/固分离可以是可选的，因为在该阶段，在反应器(10)中产生的所有的固体和气体(除氢气外)被送至反应器(1)。
因此可以设法从产生自反应器(10)的气/固混合物中冷凝出氢气，而不用在反应器(10)的出口处进行固/液分离。
总之，构成实施根据本发明方法的车间的核心的反应器(1)，因此被供以具有组分(8+a)HCl+(x+y)H2O的液体流和具有组分2CeO2的固体流，而具有组分Cl2+(4+x)H2O+εHCl的气体流和具有成分2CeCl3+yH2O+aHCl的液体流或者酸性水溶液从反应器(1)放出，或者更具体地，对于气体流，从位于所述反应器顶部的蒸馏柱(2)中放出。
在反应器(10)中使用含有尽可能少的盐酸的溶液的要求可以通过并行操作数个反应器(1)，例如2至n个反应器(这取决于要生产的氢气的产量)来满足。
在图1中，在冷凝器(8)和(13)中回收的热用来供给反应器(1)，以便进行水的蒸馏，供给蒸发器(4)和可选地供给涡轮机(16)。
图3示出了根据本发明使用对应于上述第二种反应方案的循环的工艺图。
它与对应于图1所示的第一种反应方案使用的循环的工艺图有许多相似之处。
在反应器(1)中进行的反应(B)与图1图示情况下所描述的反应相同，唯一的区别在于：该操作是用接近于化学计算量的物质的数量进行的，其产生的CeCl3溶液在酸性上远低于图1的第一种反应方案中所产生的溶液。
该溶液形成具有组分2CeCl3+yH2O的液体流，其从反应器(1)放出，被送至蒸发器(17)，在蒸发器(17)的出口处，一方面收集具有组分2CeOCl的固体流，另一方面收集由具有组分(y-2)H2O+4HCl的酸性水溶液组成的液体流。
在蒸发器(17)的出口处收集的固体CeOCl流通过泵(12)送至反应器(10)。在反应器(10)中该固体流被具有组分(2+y)H2O+4HCl的混合的蒸汽流处理，该混合蒸汽流是由产生自蒸发器(17)的具有组分(y-2)H2O+4HCl的流与产生自蒸发器(4)的具有组分4H2O的流合并而得到的。可选地与气体流分开的固体(具有组分2CeO2的气流)沿着如图1中相同的路线并被送进反应器(1)中。
具有组分(2+y)H2O+4HCl的所述气流用扩散器(11)引入至反应器(10)中。
在蒸馏柱(2)的顶部产生具有组分Cl2+(4+x)H2O(不再是如图1中的Cl2+(4+x)H2O+εHCl)的气体流，并送至冷凝器(3)以便分离出Cl2(气体)。
由于在反应器(1)中不再采用HCl的过化学计量来进行反应(B)的事实，因此这些流的组分必须根据图1方面给出的那些组分进行修正。因此，从蒸发器(4)到减压混合器(5)的气体流具有组分xH2O，从减压混合器(5)到反应器(6)的气体流具有组分Cl2+(x+1)H2O，从反应器(6)通过泵(7)到冷凝器(8)的气体流具有组分xH2O+2HCl+1/2O2，从反应器(10)到冷凝器(13)的气体流具有组分yH2O+6HCl+H2，从冷凝器(13)到反应器(1)的液体流具有组分6HCl+yH2O，而从冷凝器(8)到反应器(1)的液体流具有组分2HCl+xH2O。
涡轮机(16)提供与图1中所描述的相同的功能。
前面关于附图的说明阐明了上述已列出的根据本发明方法的所有优点。
根据本发明方法的其它明显的优点是：
-通过冷凝段(具体地，存在的气体和液体体积间的比率为1000)限制了输送物质的体积；
-限制了输送固体的数量；
-通过冷凝分离形成的气体，由此避免使用膜(membrane)；
-使用含有过量水的共沸溶液，这使得对该方法在蒸馏(2)的程度控制和在水解反应器(10)中进行的水解(C)和(C’)的控制具有灵活性。
-用于回收冷凝器中热量的系统足以向反应器(1)和蒸发器供热。剩余的热量可以供给与循环有关的涡轮机(16)。
根据本发明的方法在工业上可以很容易实现，并可以大规模地生产氢气。在该方法中预计的温度水平可以通过各种热源向使用该方法的车间供热。
这些热源可以例如是核能，期望将使用本发明方法的车间与HTR或VHTR型的核反应堆结合。
这些热源也可以是太阳能，以使得一种传热流体的加热能够向两个高温反应(A和C)供热。
现在将参照下面用于举例而不用于限制的给出的实施例对本发明进行描述。
在下面的实施例中，进行了与反应(B)及相关蒸馏、反应(B’)和反应(C)相关的试验。
实施例1
在本实施例中，进行实施反应(B)的试验。
这些试验在于，在一个顶上装有回流柱、被加热到110℃的三口瓶中，使47ml的HCl共沸溶液与8mg的CeO2(相当于全部氯化该铈所需的化学计量的1.5倍)接触。
从该试验中，可证实在40分钟内达到0.9的反应进度的可能性。
在使用化学计量混合物的过程中，达到0.9的进度需要数小时。
实施例2
在本实施例中，进行实现与反应(B)有关的蒸馏的试验。
这些试验在于，在一个顶上装有Vigreux柱、被加热到110℃的三口瓶中，使31ml的HCl共沸溶液与8mg的CeO2(相当于化学计量的混合物)接触，以使所有的CeO2与氯离子反应。
从该试验中已经证实回收95％的在氯化氧化铈过程中生成的水。
回收的水的pH值后来为2，说明在溶液中只有很少量的HCl(在反应器中是10-2mol.l-1对6.6mol.l-1，即，660的比率)，这应该只是轻微地干扰反应(A)。
实施例3
在本实施例中，进行实施反应(B’)的试验。
这些试验在于，在一个加热至150℃的圆底烧瓶中，将约4g的CeCl3溶解于40ml水中，使该混合物沸腾，直至完全蒸发。
回收的不溶解残留物相当于一氯氧化铈CeOCl。
该总反应的动力学受蒸发时间限制。
实施例4
在本实施例中，进行实施反应(C)的试验。
这些试验在于，在一个加热到700℃的管形反应器中雾化0.2M的CeCl3溶液。
在约2巴的压力下通过蒸气喷嘴进行雾化。
在已证实可以雾化该溶液后，测量炉子的下游可以观察到氢气的快速产生。

Claims (21)

1.通过基于氯/铈循环的热化学途径从水产生氢的方法，其中，
根据第一种反应方案，进行以下反应：
(A)H2O+Cl2＝2HCl+1/2O2；
(B)8HCl+2CeO2＝2CeCl3+Cl2+4H2O；
(C)2CeCl3+4H2O＝2CeO2+6HCl+H2；
或者其中，根据第二种反应方案，进行以下反应：
(A)H2O+Cl2＝2HCl+1/2O2；
(B)8HCl+2CeO2＝2CeCl3+Cl2+4H2O；
(B’)2CeCl3+2H2O＝2CeOCl+4HCl；
(C’)2CeOCl+2H2O＝2CeO2+2HCl+H2；
并且其中用于氯化氧化铈的所述反应(B)在液相中进行，所述氯化铈进入溶液中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，用于还原氯的所述反应(A)是使用相对于化学计量过量的水进行的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述水相对于化学计量以高达20倍，优选以1至10倍过量。
4.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述反应(A)在500℃至1000℃，例如700℃的温度的气相中进行。
5.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述反应(A)由UV辐射协助进行。
6.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，在所述第一种反应方案中，所述反应(B)是在HCl相对于所述反应的所述化学计算量过量下进行的。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述第一种反应方案中，所述反应(B)是在盐酸相对于所述化学计量过量达1至4，例如1.5倍下进行的。
8.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述反应(B)是在温度为30℃至110℃，例如110℃的盐酸溶液中进行的。
9.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述反应(B)产生酸性氯化铈水溶液，其在所述第一种反应方案中，在所述反应(C)中使用加压蒸汽雾化，通过所述加压蒸汽使所述氯化铈水解以得到固体CeO2。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述反应(C)是在600℃至1000℃，例如750℃的温度下进行的。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反应(B)产生酸性氯化铈水溶液，其在所述第二种反应方案中，在所述反应(B’)中被蒸发以得到固体一氯氧化铈CeOCl。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述反应(B’)是在100℃至300℃，例如130℃的温度下进行的。
13.根据权利要求11和12中任一项所述的方法，其中，用于水解所述一氯氧化铈的所述反应(C’)是利用蒸汽进行的，通过所述蒸汽使所述一氯氧化铈水解以得到固体CeO2。
14.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述第一种反应方案的所述反应(C)或所述第二种反应方案的所述反应(C’)产生气体和固体CeO2的混合物，通过冷凝从所述混合物中分离出氢气，可选地在从所述气体中分离出所述固体CeO2之后进行。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，除了所述氢之外的所述气体和所述固体CeO2被送至所述反应(B)。
16.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述反应(C)和(C’)是在水相对于所述化学计算量过量的情况下进行的。
17.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述反应(A)产生HCl和氧气的气体混合物，通过冷凝从所述气体混合物中分离出所述氧气。
18.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，在所述反应(B)期间形成的所述水通过蒸馏而被分离出。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，通过蒸馏分离出的所述水与产生的所述氯气以及可选地与所述过量的盐酸被输送至冷凝段，一方面所述氯气，以及另一方面所述水和可选地所述过量的盐酸被回收。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述水被送至所述反应(C)或所述反应(C’)，而所述氯气和可选地所述过量的盐酸被送至所述反应(A)。
21.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，在所述冷凝过程中回收的能量用来供给所述蒸发和所述蒸馏，以及可选地用于供给涡轮机。
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