一种集装箱式合成氨系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种集装箱式合成氨系统，涉及合成氨技术领域。本实用新型专利技术包括电解水制氢系统，电解水制氢系统包括用于电解纯水的电解槽；电解槽内设置有用于分别输送氢气和氧气的氢气输送管道和氧气输送管道；氢气纯化系统，氢气纯化系统包括用于清除杂质并且与电解水制氢系统连接的脱氧系统，以及用于干燥氢气的干燥系统；氨合成系统，氨合成系统与氢气纯化系统输出端连接；氨合成系统包括依次设置的预热单元、反应单元、余热回收单元和冷却分离单元。本实用新型专利技术通过将弃用的光伏电能或风力电能电解水制氢，并将制取的氢气进行制取氨，解决了现有的合成氨系统成本较高、不够绿色环保的问题。色环保的问题。色环保的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种集装箱式合成氨系统


[0001]本技术属于合成氨
，特别是涉及一种集装箱式合成氨系统。

技术介绍

[0002]液氨，又称为无水氨，呈无色液体状，有强烈刺激性气味。氨作为一种重要的化工原料，为运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。液氨具有腐蚀性且容易挥发，多储于耐压钢瓶或钢槽中，在工业上应用广泛。
[0003]合成氨系统氨合成工序利用前面工序送来的合格的氢、氮气在高温、高压有催化剂的条件下反应，生成氨并放出热量。生成的气氨经冷凝、分离供下游用户使用，未反应的合成气经压缩返回系统继续反应。现有的合成氨系统成本较高，而且需要大量的能源进行消耗，导致使用受限。因此需要设计一种绿色环保，且成本低廉的合成氨系统。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种集装箱式合成氨系统，通过将弃用的光伏电能或风力电能电解水制氢，并将制取的氢气进行制取氨，解决了现有的合成氨系统成本较高、不够绿色环保的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]本技术为一种集装箱式合成氨系统，包括电解水制氢系统，所述电解水制氢系统包括用于电解纯水的电解槽，纯水通过化水装置进行生产；所述电解槽内设置有用于分别输送氢气和氧气的氢气输送管道和氧气输送管道；氢气纯化系统，所述氢气纯化系统包括用于清除杂质并且与电解水制氢系统连接的脱氧系统，以及用于干燥氢气的干燥系统；氨合成系统，所述氨合成系统与氢气纯化系统输出端连接；所述氨合成系统包括依次设置的预热单元、反应单元、余热回收单元和冷却分离单元。
[0007]作为本技术的一种优选技术方案，所述氢气输送管道还依次连接有氢气换热器，以及用于分离氢气和碱液混合物的气液分离器。
[0008]作为本技术的一种优选技术方案，所述气液分离器尾端还设置有用于将分离出的氢气进行洗涤和冷却的冷却洗涤器。
[0009]作为本技术的一种优选技术方案，所述电解槽还连接有循环水装置，并将经过除杂后的电解液输送至电解槽，形成闭环系统；电解液循环系统中氢、氧分离器中的电解液经连通管汇集，经碱液换热器冷却、碱液过滤器除去机械杂质后，由循环泵经流量开关打入电解槽，形成闭环系统，保证连续运行。
[0010]作为本技术的一种优选技术方案，所述脱氧系统包括用于将氢气中氧催化的脱氧器。
[0011]作为本技术的一种优选技术方案，所述干燥系统包括与脱氧器出口端依次连接的冷却器、气水分离器、干燥器装置以及过滤器；经过滤器，成为产品氢气。
[0012]作为本技术的一种优选技术方案，所述预热单元包括与氢气纯化系统依次连
接的：氢氮气压缩机和合成气压缩机。
[0013]作为本技术的一种优选技术方案，所述反应单元包括与预热单元连接的热交换器。
[0014]作为本技术的一种优选技术方案，所述冷却分离单元包括依次设置的：水冷器、冷交换器和氨冷器。
[0015]本技术具有以下有益效果：
[0016]本技术通过采用弃用的光伏电能或风力电能电解水制氢，并将制取的氢气通过脱氧和干燥等纯化措施，并将纯化后的氢气进行制取氨，避免了弃掉的风电和光电浪费，绿色环保；将电解水制氢系统、氢气纯化系统和氨合成系统依次设置，形成多个集装箱式的工作区，形成一个完整的合成氨系统，集中化程度高。
[0017]当然，实施本技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，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技术的一些实施例，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。
[0019]图1为本技术的一种集装箱式合成氨系统的结构示意图；
[0020]图2为干燥系统的结构示意图；
[0021]图3为电解水制氢系统的结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0023]实施例一
[0024]请参阅图1所示，本技术为一种集装箱式合成氨系统，包括电解水制氢系统1，电解水制氢系统1包括用于电解纯水的电解槽101，纯水通过化水装置进行生产，电解纯水的电可采用弃光能、弃风能；电解槽101内设置有用于分别输送氢气和氧气的氢气输送管道和氧气输送管道，在电极表面析出氢气与氧气,经各自氢气输送管道和氧气输送管道分别进入气液系统；氢气纯化系统2，氢气纯化系统2包括用于清除杂质并且与电解水制氢系统1连接的脱氧系统201，以及用于干燥氢气的干燥系统202；脱氧系统201采用催化脱氧、冷却去湿、吸附干燥的方法清除杂质，纯化氢气，干燥系统202是对氢气中的水分进行去除；氨合成系统3，氨合成系统3与氢气纯化系统2 输出端连接；氨合成系统3包括依次设置的预热单元301、反应单元302、余热回收单元303和冷却分离单元304，电解水制氢系统1、氢气纯化系统2 和氨合成系统3依次设置，形成多个集装箱式的工作区，形成一个完整的合成氨系统。
[0025]请参阅图3所示，氢气输送管道还依次连接有氢气换热器，以及用于分离氢气和碱液混合物的气液分离器103，使得氢气经过初步的去杂质；气液分离器103尾端还设置有用
于将分离出的氢气进行洗涤和冷却的冷却洗涤器 104。
[0026]请参阅图3所示，电解槽101还连接有循环水装置105，并将经过除杂后的电解液输送至电解槽101，形成闭环系统；电解液循环系统中氢、氧分离器中的电解液经连通管汇集，经碱液换热器冷却、碱液过滤器除去机械杂质后，由循环泵经流量开关打入电解槽101，形成闭环系统，保证连续运行。
[0027]请参阅图2所示，脱氧系统201包括用于将氢气中氧催化的脱氧器203，原料氢气进入脱氧器203，脱氧器203内填装常温催化脱氧剂，氢气中少量的氧经过催化剂催化后与氢结合生成水，使含氧量低于3PPm。
[0028]实施例二
[0029]在上述实施例一的基础上，请参阅图2所示，干燥系统202包括与脱氧器203出口端依次连接的冷却器204、气水分离器205、干燥器装置206以及过滤器207；干燥器装置206包括干燥器A、干燥器B和干燥器C；从脱氧器 203出来的氢气，经过冷却器204冷却再进入气水分离器205；除去游离水分后进入干燥器A，氢气中的水分被吸附剂吸附除去，成为产品气后进入干燥器B，氢气被干燥器B内的电加热元件加热后将干燥器B中的吸附剂彻底再生，热的再生气经过冷却器、气水分离器降温，除去游离水后进入干燥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集装箱式合成氨系统，其特征在于，包括：电解水制氢系统(1)，所述电解水制氢系统(1)包括用于电解纯水的电解槽(101)；所述电解槽(101)内设置有用于分别输送氢气和氧气的氢气输送管道和氧气输送管道；所述电解槽(101)电解纯水的电能采用光伏电能或风力电能；氢气纯化系统(2)，所述氢气纯化系统(2)包括用于清除杂质并且与电解水制氢系统(1)连接的脱氧系统(201)，以及用于干燥氢气的干燥系统(202)；氨合成系统(3)，所述氨合成系统(3)与氢气纯化系统(2)输出端连接；所述氨合成系统(3)包括预热单元(301)、反应单元(302)、余热回收单元(303)和冷却分离单元(304)。2.根据权利要求1所述的一种集装箱式合成氨系统，其特征在于，所述氢气输送管道还依次连接有氢气换热器，以及用于分离氢气和碱液混合物的气液分离器(103)。3.根据权利要求2所述的一种集装箱式合成氨系统，其特征在于，所述气液分离器(103)尾端还设置有用于将分离出的氢气进行洗涤和冷却的冷却洗涤器(104)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚建铭，
申请(专利权)人：合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽省能源实验室，
类型：新型
国别省市：