低温条件下氨氢转换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及氨氢转换领域，具体公开了低温条件下氨氢转换装置，该装置的液氨经减压后通过热交换器进入分解炉，在400

【技术实现步骤摘要】
低温条件下氨氢转换装置


[0001]本技术涉及氨氢转换领域，具体涉及低温条件下氨氢转换装置。

技术介绍

[0002]因环境污染和温室效应等问题，以传统碳基能源为主的能源结构面临着巨大的挑战，氢能因其清洁、单位质量能量密度高、来源广泛等优点被认为是未来化石燃料的替代性能源。伴随着氢燃料电池技术的逐步产业化，氢能的高效、无碳利用也将得以实现。目前，需要解决的一大关键难题是高效、安全的储氢技术。
[0003]氨不仅是重要的无机化工产品，其作为氢载体也具有独特的优势。氨易于液化，具有刺激性气味、燃点较高且低浓度下无毒害、储氢密度高、生产储运技术成熟，并且制氢过程中无碳排放，是一种高效、清洁和安全的储氢载体。
[0004]利用液态氨来制取保护气体，在工业上较容易实现，主要由以下原因：(1)氨容易分解，压力不高，在催化剂作用下，温度控制在500～800℃时，氨可以大部分分解，其分解率可在99.9％。(2)原料液氨容易得到，价格低廉，原料消耗比较少。但是现有的氨氢转换装置结构复杂、催化剂利用效率低、能量浪费严重，氨氢转换不彻底、氨氢转换后的气体中氨气残留量较高。
[0005]有鉴于此，本技术提出一种低温条件下氨氢转换装置。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种低温条件下氨氢转换装置。
[0007]为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
[0008]低温条件下氨氢转换装置，包括惰性瓶和液氨瓶，所述惰性瓶的出气端连接有第一阀门V1的一端，所述第一阀门V1的另一端连接有进口流量计的一端，所述液氨瓶的出气端连接有第一阀门V2的一端，所述第一阀门V2的另一端连接有进口流量计的一端，其特征在于：所述进口流量计连接的另一端连接于反应装置的进气端，所述反应装置的出气端连接于除氨装置的进气端，所述除氨装置的出气端连接于干燥装置的进气端，所述干燥装置的出气端连接于分离装置的进气端，所述分离装置的第一出气端连接有储氮罐，所述分离装置的第二出气端连接有储氢罐。
[0009]进一步，所述液氨瓶上设有放空阀V5，所述放空阀V5连接有放空管。
[0010]进一步，所述反应装置为设置有热交换器的分解炉。
[0011]进一步，所述除氨装置为内置纯水的除氨装置。
[0012]进一步，所述干燥装置为内置浓硫酸的干燥装置。
[0013]进一步，所述分离装置为内置高分子膜的分离装置。
[0014]进一步，所述分离装置和储氮罐之间设有第三阀门V3。
[0015]进一步，所述分离装置和储氢罐之间设有纯化装置和第四阀门V4。
[0016]由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
[0017]本技术为低温条件下氨氢转换装置，该装置的液氨经减压后通过热交换器进入分解炉(分解炉内装有活化过的催化剂)，在500～800℃温度下进行分解，分解后的高温气体又回热交换器内与气态氨进行热交换，使分解气降温。热交换后的分解气，先经过内置纯水的除氨装置去除氨气，然后在内置浓硫酸的干燥装置的作用下，去除水蒸气，得到干燥的氮气和氢气，接着经过分离装置，分别得到氮气和氢气。其中氮气直接通过储氮罐进行保存，氢气通过纯化装置进一步纯化，其纯化装置内设有碱液且设有加热装置，使储氢罐得到纯净的氢气。通过设置带有热交换器的分解炉，使氨氢转换更加彻底，氨氢转换后的气体中氨气残留量较低，且通过设置除氨装置、干燥装置和纯化装置，去除杂质，得到纯净的氮气和氢气。
附图说明
[0018]下面结合附图对本技术作进一步说明：
[0019]图1为本技术中低温条件下氨氢转换装置的结构示意图。
[0020]图2为本技术中低温条件下氨氢转换装置的控制系统的结构示意图。
[0021]图中：1
‑
惰性瓶；2
‑
液氨瓶；3
‑
进口流量计；4
‑
反应装置；5
‑
除氨装置；6
‑
干燥装置；7
‑
分离装置；8
‑
储氮罐；9
‑
储氢罐；10
‑
纯化装置；11
‑
热交换器。
[0022]V1
‑
第一阀门；V2
‑
第二阀门；V3
‑
第三阀门V3；V4
‑
第四阀门V4；V5
‑
第五阀门。
具体实施方式
[0023]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限制本技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本技术的概念。
[0024]如图1至图2所示，低温条件下氨氢转换装置，包括惰性瓶1和液氨瓶2，惰性瓶1的出气端连接有第一阀门V1的一端，第一阀门V1的另一端连接有进口流量计3的一端，液氨瓶2的出气端连接有第一阀门V2的一端，第一阀门V2的另一端连接有进口流量计3的一端，进口流量计3连接的另一端连接于反应装置4的进气端，反应装置4的出气端连接于除氨装置5的进气端，除氨装置5的出气端连接于干燥装置6的进气端，干燥装置6的出气端连接于分离装置7的进气端，分离装置7的第一出气端连接有储氮罐8，分离装置7的第二出气端连接有储氢罐9。
[0025]该装置的工作原理：摩尔氨(气态)在一定的压力和温度及催化剂催化作用下，可分解为3/2摩尔的氢气和1/2摩尔的氮气，并吸收一定的热量。其反应方程式如下：
[0026]作为对本实施例的进一步说明，第一阀门V1、第一阀门V2和进口流量计3连接有控制系统，控制系统连接有电源(图中未画出)。控制系统包括主控制器12、进氨控制组13、惰气控制组14、进氨压力表15和惰气压力表16，主控制器12分别与进氨控制组13和惰气控制组14电连接，进氨控制组13连接进氨压力表15，进氨压力表15连接第一阀门V2，惰气控制组14连接惰气压力表16，惰气压力表16连接第一阀门V1。
[0027]作为对本实施例的进一步说明，液氨瓶2上设有放空阀V5，放空阀V5连接有放空管。起初开始时，打开放空阀V5，从放空管的放空口嗅不到明显的氨臭味或观察分解气燃烧时，火焰呈橙色，若符合上述现象则分解气合格。
[0028]作为对本实施例的进一步说明，反应装置4为设置有热交换器11的分解炉。分解炉内装有活化过的催化剂。该装置液氨经减压后通过热交换器11进入分解炉，在500～800℃温度下进行分解，分解后的高温气体又回热交换器11内与气态氨进行热交换，使分解气降温。热交换后的分解气进一步在冷却器内冷却后送至使用点。
[0029]作为对本实施例的进一步说明，分解炉内装有活化过的镍催化剂。由于分解炉内装的催化剂在出厂时已经还原，但因设备在运输，库存期间总本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.低温条件下氨氢转换装置，包括惰性瓶和液氨瓶，所述惰性瓶的出气端连接有第一阀门V1的一端，所述第一阀门V1的另一端连接有进口流量计的一端，所述液氨瓶的出气端连接有第一阀门V2的一端，所述第一阀门V2的另一端连接有进口流量计的一端，其特征在于：所述进口流量计连接的另一端连接于反应装置的进气端，所述反应装置的出气端连接于除氨装置的进气端，所述除氨装置的出气端连接于干燥装置的进气端，所述干燥装置的出气端连接于分离装置的进气端，所述分离装置的第一出气端连接有储氮罐，所述分离装置的第二出气端连接有储氢罐。2.根据权利要求1所述的低温条件下氨氢转换装置，其特征在于：所述液氨瓶上设有放空阀V5，所述放空阀V5连接有放空管...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷振东，唐亚，
申请(专利权)人：雷振东，
类型：新型
国别省市：