氨燃烧驱动的气体抽离型氨裂解制氢系统及其应用

文档序号:37260361发布日期:2024-03-12 20:38阅读:来源:国知局

技术特征:

1.氨燃烧驱动的气体抽离型氨裂解制氢系统,包括可将氨气高温催化裂解为氢气及氮气的裂解装置,裂解装置产生的混合气经去除氮气后制氢;其特征在于还包括有为裂解装置提供热源的热量供给装置,其中:

2.根据权利要求1所述的氨燃烧驱动的气体抽离型氨裂解制氢系统,其特征在于氨气经分流器(7)后有两路输出,其中一路为待裂解氨气,另一路作为供燃烧的氨气;分流器(7)输出的供燃烧的氨气、质量流量计(20)控制的裂解气输出、变温吸附装置(11)的氨气输出与压缩后的空气经混合器(6)混合后作为燃烧源。

3.根据权利要求1所述的氨燃烧驱动的气体抽离型氨裂解制氢系统,其特征在于所述的燃烧炉(9)产生的高温烟气经裂解器(10)后连通中间换热器(8)的第一热端并为其提供热源。

4.根据权利要求2所述的氨燃烧驱动的气体抽离型氨裂解制氢系统,其特征在于分流器(7)输出的待裂解氨气输送管路中设有第三闸阀(4),另一路供燃烧的氨气输送管路中设有第二闸阀(3);压缩后的空气输送管路中设有第一闸阀(2)。

5.根据权利要求1所述的氨燃烧驱动的气体抽离型氨裂解制氢系统,其特征在于所述的燃烧炉(9)与中间换热器(8)第一冷端输出连通的管路中设有第一温度传感器(18)及第四闸阀(5),第四闸阀(5)由与第一温度传感器(18)信号输出连通的中央处理装置控制启停;冷却器(1)的输出管路的管路设有第二温度传感器(19)及第七闸阀(17),第七闸阀(17)由与第二温度传感器(19)信号输出连通的中央处理装置控制启停。

6.根据权利要求5所述的氨燃烧驱动的气体抽离型氨裂解制氢系统,其特征在于中间换热器(8)第一冷端共有两路输出经第一温度传感器(18)、第四闸阀(5)接燃烧炉(9)的燃烧源输入端,其中一路经第五闸阀(15)、外部加热器(14)、第一温度传感器(18)后接第四闸阀(5),另一路经第六闸阀(16)、第一温度传感器(18)后接第四闸阀(5)。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的氨燃烧驱动的气体抽离型氨裂解制氢系统在气体抽离制氢中的应用。

8.根据权利要求7所述的氨燃烧驱动的气体抽离型氨裂解制氢系统在气体抽离制氢中的应用,其特征在于包括如下步骤:

9.根据权利要求8所述的氨燃烧驱动的气体抽离型氨裂解制氢系统在气体抽离制氢中的应用,其特征在于所述的步骤a是关闭第三闸阀(4)、第四闸阀(5),开启第一闸阀(2)、第二闸阀(3),将供燃烧的氨气与经压缩机(13)压缩后的空气在混合器(6)内混合生成混合气。

10.根据权利要求9所述的氨燃烧驱动的气体抽离型氨裂解制氢系统在气体抽离制氢中的应用,其特征在于所述的步骤a供燃烧的氨气与步骤c中待裂解氨气的体积比为8~10:90~92。

11.根据权利要求9所述的氨燃烧驱动的氨裂解制氢系统在气体抽离制氢中的应用,其特征在于所述的步骤b中燃烧炉(9)产生的高温烟气依次输出至裂解器(10)、中间换热器(8)的第一热端为其提供热源。

12.根据权利要求11所述的氨燃烧驱动的氨裂解制氢系统在气体抽离工艺的应用,其特征在于所述的步骤b中关闭外部加热器(14)是关闭第五闸阀(15),开启第六闸阀(16)。

13.根据权利要求11所述的氨燃烧驱动的氨裂解制氢系统在气体抽离制氢中的应用,其特征在于所述的步骤c中高温催化裂解所用的催化剂为fe2o3及以fe2o3为主要成分与ru相组合的金属催化剂,其中ru占催化剂总质量的4%。

14.根据权利要求11或13中任一项所述的氨燃烧驱动的氨裂解制氢系统在气体抽离制氢中的应用,其特征在于所述的步骤c中高温催化裂解温度为425℃~525℃,压力为100kpa~1000kpa。


技术总结
本发明属于裂解制氢技术领域,特别是指一种氨燃烧驱动的气体抽离型氨裂解制氢系统及其在气体抽离制氢工艺的应用。氨燃烧驱动的气体抽离型氨裂解制氢系统设计基于氨裂解的反应动力学原理,在裂解过程中将部分气体抽离,降低反应器中氢气的分压,以提高反应速率及裂解效率。采用本申请的系统及裂解工艺相比于常规裂解器系统的氢气产量获得较大幅度提高。

技术研发人员:折晓会,刘伟,康宗耀,刘斌,王建辉,彭国辉,袁小雪,李润,刘豪
受保护的技术使用者:石家庄铁道大学
技术研发日:
技术公布日:2024/3/11
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