一种使用低成本清洁能源的制氢系统技术方案

本发明专利技术涉及一种使用低成本清洁能源的制氢系统，包括依次连接的新能源接入系统、陶瓷储热系统和氨气裂解反应系统，所述新能源接入系统包括综保系统、接触器和控制系统，所述接触器的接入端连接有太阳能、风能、低谷电等不稳定廉价的能源，所述陶瓷储热系统包括储热块和电加热棒，所述氨气裂解反应系统包括反应器和分离提纯设备。本发明专利技术的目的在于解决或至少减轻采用热分解方式将氨气分解制备氢气时能耗较大的问题，提供一种使用低成本清洁能源的制氢系统。制氢系统。制氢系统。

【技术实现步骤摘要】
一种使用低成本清洁能源的制氢系统


[0001]本专利技术涉及氢气制备
，尤其涉及一种使用低成本清洁能源的制氢系统。

技术介绍

[0002]能源是现代社会发展的根本保证，是人类文明的基石。然而，现有的以化石燃料为基础的能源系统不仅给我们带来了严重的环境污染问题，而且化石燃料大量开采，面临枯竭。寻找可替代化石燃料的新型能源是当今各国能源发展的重要目标。氢作为一种清洁能源载体而备受关注，氢能的开发利用必须解决氢的来源问题，开发安全、高效、经济的供氢、储氢技术是实现氢能利用的根本。如今氢有两种主要的来源，即水电解和化石燃料生产。水电解制氢的工艺过程简单、无污染，但是其成本过高，转换氢需要消耗大量的电能；利用化石燃料生产氢气则需要消耗大量的不可再生能源，同时会向环境中排放大量的温室气体，与使用氢作为能源的目的相违背，这些原因限制了氢气作为一种替代能源的广泛应用。
[0003]氨是一种含氢质量分数达17.8％的富氢物质，由于其价格低廉，同时在加压和低温环境时可以转换为液态易于储存和运输，近年来作为制氢的原料受到了关注。利用氨制氢产生的尾气是无污染且结构稳定的氮气，也是适宜如今环保的要求。由氨获取氢主要有三种方式：热分解或催化裂解氨、机械化学法分解氨以及电化学方法分解氨。
[0004]基于成本和工艺，由氨获取氢主要采用热分解的方式，但是采用热分解方式制氢能耗较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术点的不足，解决或至少减轻采用热分解方式将氨气分解制备氢气时能耗较大的问题，提供一种使用低成本清洁能源的制氢系统。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种使用低成本清洁能源的制氢系统，包括依次连接的新能源接入系统、陶瓷储热系统和氨气裂解反应系统；所述新能源接入系统包括综保系统、接触器和控制系统，所述接触器的接入端连接有太阳能、风能、低谷电等不稳定廉价的能源，接触器的输出端连接至综保系统，所述控制系统通过综保系统将不稳定廉价的能源的频率、功率和电压的波动进行稳定，稳定后的能源输送至陶瓷储热系统；所述陶瓷储热系统包括储热块和电加热棒，所述储热块由陶瓷储热材料制成，所述电加热嵌合于储热段内且连接至新能源接入系统；所述氨气裂解反应系统包括反应器和分离提纯设备，所述反应器呈U形管状，反应器的输入端连接至氨气源、输出端连接至所述分离提纯设备，反应器将氨气分解为氢气和氮气，所述分离提纯设备将混合在氮气中的氢气分离、提纯。
[0007]为了进一步实现本专利技术，可优先选用以下技术方案：优选的，所述制氢系统还包括制氢仓，所述制氢仓包括反应段、储热段和连通段，
所述连通段两端分别连通至反应段和储热段；所述反应器设置于反应段内，所述储热块和电加热棒设置于储热段内。
[0008]优选的，所述制氢仓由陶瓷纤维保温材料制成。
[0009]优选的，所述储热段内还设置有导热块，所述导热块位于储热块靠近连通段的一侧且与储热块导热贴合，导热块呈蜂窝状，导热块的导通方向与连通段的导通方向一致；所述电加热棒前部嵌合于所述导热块内、中部嵌合于储热块内、后端连接至新能源接入系统。
[0010]优选的，所述连通段内设置有闸板，所述闸板能调节连通段的开合度；所述储热段远离连通段的一侧设置有风机。
[0011]优选的，所述制氢仓呈横向设置的8字形。
[0012]优选的，所述反应器的输入端和输出端均位于制氢仓外侧。
[0013]通过上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术设置有新能源接入系统，新能源接入系统能将太阳能、风能、低谷电等不稳定廉价的能源利用到制氢系统中，大大降低了能耗成本。
[0014]本专利技术设置有陶瓷储热系统，利用不稳定的能源进行储热，当温度达到制氢要求时再进行制氢。同时制氢仓还设置有导热块，能进一步降低能耗。并且制氢仓还设置有闸板和风机，通过调节隔热闸板的开合度以及调节风机的频率来调节反应器内的温度和反应速度，避免不稳定能源带来的波动。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的图1中I
‑
I处的剖视图；其中：1
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新能源接入系统；2
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储热块；3
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电加热棒；4
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反应器；5
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分离提纯设备；6
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制氢仓；7
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导热块；8
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闸板；9
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风机；601
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反应段；602
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储热段；603
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连通段。
具体实施方式
[0016]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0017]下面将结合专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]实施例1：如图1和图2所示，一种使用低成本清洁能源的制氢系统，包括依次连接的新能源接入系统1、陶瓷储热系统和氨气裂解反应系统；所述新能源接入系统1包括综保系统、接触器和控制系统，所述接触器的接入端连
接有太阳能、风能、低谷电等不稳定廉价的能源，接触器的输出端连接至综保系统，所述控制系统通过综保系统将不稳定廉价的能源的频率、功率和电压的波动进行稳定，稳定后的能源输送至陶瓷储热系统；所述陶瓷储热系统包括储热块2和电加热棒3，所述储热块2由陶瓷储热材料制成，所述电加热嵌合于储热段602内且连接至新能源接入系统1；所述氨气裂解反应系统包括反应器4和分离提纯设备5，所述反应器4呈U形管状，反应器4的输入端连接至氨气源、输出端连接至所述分离提纯设备5，反应器4将氨气分解为氢气和氮气，所述分离提纯设备5将混合在氮气中的氢气分离、提纯。
[0019]为了优化产品结构，本实施例中，所述制氢系统还包括制氢仓6，所述制氢仓6呈横向设置的8字形，所述制氢仓6包括反应段601、储热段602和连通段603，所述连通段603两端分别连通至反应段601和储热段602；所述反应器4设置于反应段601内，所述反应器4的输入端和输出端均位于制氢仓6外侧，所述储热块2和电加热棒3设置于储热段602内。
[0020]为了保障制氢仓6的保温效果，所述制氢仓6由陶瓷纤维保温材料制成。
[0021]进一步优化产品结构，所述储热段602内还设置有导热块7，所述导热块7位于储热块2靠近连通段603的一侧且与储热块2导热贴合，导热块7呈蜂窝状，导热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用低成本清洁能源的制氢系统，其特征在于，包括依次连接的新能源接入系统（1）、陶瓷储热系统和氨气裂解反应系统；所述新能源接入系统（1）包括综保系统、接触器和控制系统，所述接触器的接入端连接有太阳能、风能、低谷电等不稳定廉价的能源，接触器的输出端连接至综保系统，所述控制系统通过综保系统将不稳定廉价的能源的频率、功率和电压的波动进行稳定，稳定后的能源输送至陶瓷储热系统；所述陶瓷储热系统包括储热块（2）和电加热棒（3），所述储热块（2）由陶瓷储热材料制成，所述电加热嵌合于储热段（602）内且连接至新能源接入系统（1）；所述氨气裂解反应系统包括反应器（4）和分离提纯设备（5），所述反应器（4）呈U形管状，反应器（4）的输入端连接至氨气源、输出端连接至所述分离提纯设备（5），反应器（4）将氨气分解为氢气和氮气，所述分离提纯设备（5）将混合在氮气中的氢气分离、提纯。2.根据权利要求1所述的一种使用低成本清洁能源的制氢系统，其特征在于，所述制氢系统还包括制氢仓（6），所述制氢仓（6）包括反应段（601）、储热段（602）和连通段（603），所述连通段（603）两端分别连通至反应段（601）和储热段（602）；所述反应器（4）设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷光辉，
申请(专利权)人：冷光辉，
类型：发明
国别省市：