一种卷曲式氨分解反应装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种卷曲式氨分解反应装置及系统，包括本体，传输通道，氨分解反应通道和排气通道，本体上设置有氨气入口和气体出口，传输通道的第一端口与氨气入口连通，传输通道以第一端口为起点朝向靠近本体中心的方向螺旋延伸设置，传输通道的第二端口与氨分解反应通道的入口端连通；氨分解反应通道卷曲设置在本体内部，氨分解反应通道的出口端与排气通道的排气入口连通，排气通道以排气入口为起点朝向靠近气体出口的方向螺旋延伸设置，排气通道的排气出口与气体出口连通；氨分解反应通道还与多个加热装置接触。本发明专利技术所述的一种卷曲式氨分解反应装置具有结构紧凑，氨气分解充分且完整的特点，利用反应后的气体为氨气进行加热减少了能量消耗。减少了能量消耗。减少了能量消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种卷曲式氨分解反应装置及系统


[0001]本专利技术涉及氢能源制备
，具体涉及一种卷曲式氨分解反应装置及系统。

技术介绍

[0002]氢能源是21世纪的一种新兴能源，氢气燃烧后仅生成水且同时能够产生大量能量可用于为燃料电池等动力设备提供燃料；因此氢气是一种理想的清洁能源，然而现有的氢气应用中，氢气的储存和运输一直是氢气应用的难题之一；氨是一种易液化，能量密度高，安全性高，无碳排放且成本低的富氢载体，采用氨作为制氢燃料，将氨进行分解形成氢气是一种高效可靠的技术途径，可以有效解决氢气储存难度大，运输成本高的问题，然而现有的氨分解制氢工艺中需要大量的能量和催化剂对氨气进行加热分解，设备能耗较大，设备结构复杂，且氨气分解效率不佳，生成的气体中氢气含量不高，含有较多的未反应完全的氨气。
[0003]中国专利CN115353070A公开了一种氨裂解制氢装置、系统和方法，氨裂解制氢装置包括至少一个进气管和反应管，反应管为氨裂解反应室，反应管内部设置有加热装置，进气管和反应管连通，进气管外部套设有换热器，反应管和换热器连通，氨气进入进气管后发生分解反应，反应后的气体流入换热器后排出；该氨裂解制氢装置通过采用分解后的气体和换热器共同对氨气进行换热，以进行氨气的加热，从而促进氨气分解；然而该氨裂解制氢装置设备体积较大，且换热过程中依旧可能存在着氨气分解不充分，产出的氢气纯度不高或者加热效果不佳的问题，因而整个制氢过程对气体的消耗量较大，整体能耗较高

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的直接采用电加热或者换热器进行加热的氨分解反应装置，分解过程中存在着氨气加热不均匀，加热过程中所消耗的能量和气体较大且分解后的气体中氢气纯度不高等缺陷；提供一种结构紧凑，能量利用充分，氨气受热均匀且分解充分，整体能量消耗较低，分解后的氢气含量较高且加热效果好的卷曲式氨分解反应装置。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种卷曲式氨分解反应装置，包括本体，传输通道，氨分解反应通道和排气通道，本体上设置有氨气入口和气体出口，传输通道的第一端口与氨气入口连通，传输通道以第一端口为起点朝向靠近本体中心的方向螺旋延伸设置，传输通道的第二端口与氨分解反应通道的入口端连通；氨分解反应通道卷曲设置在本体内部，氨分解反应通道的出口端与排气通道的排气入口连通，排气通道以排气入口为起点朝向靠近气体出口的方向螺旋延伸设置，排气通道的排气出口与气体出口连通；氨分解反应通道还与多个加热装置接触。当气体进入传输通道后，气体能够沿着依次沿着传输通道和氨分解反应通道的延伸方向朝向靠近本体的中心方向螺旋流动；当气体到达靠近本体的中心位置时，气体能够依次沿着氨分解反应通道排气通道的延伸方向朝向靠近排气出口的方向螺旋流动。
[0006]进一步的，传输通道为弯曲结构，传输通道包括依次连通的第一传输通道、第二传
输通道和第三传输通道，第一传输通道的一端与氨气入口连通，第二传输通道的两端均为弯曲结构，第一传输通道的安装方向与第二传输通道的安装方向互相垂直，第三传输通道的安装方向与第二传输通道的安装方向互相垂直，第三传输通道相对于第二传输通道的一端为弯曲结构。
[0007]进一步的，氨分解反应通道包括依次连通的第一反应通道和第二反应通道，第一反应通道为弯曲形状，第一反应通道的入口端与传输通道连通，第一反应通道以第一反应通道的入口端为起点，朝向靠近本体的中心的方向螺旋延伸设置，第一反应通道的出口端与第二反应通道的入口端连通。
[0008]进一步的，第二反应通道以第二反应通道的入口端为起点，朝向靠近气体出口的方向螺旋延伸设置，第二反应通道的出口端与排气通道连通。
[0009]进一步的，第一反应通道的长度与第二反应通道的长度之间的比例范围为1:1～1:1.5。
[0010]进一步的，第一反应通道和第二反应通道之间存在间隙，在第一反应通道和第二反应通道之间的间隙中设置有多个加热装置。
[0011]进一步的，氨分解反应通道中设置有钌基催化剂或者镍基催化剂。
[0012]进一步的，传输通道的长度和氨分解反应通道的长度之间的比例范围为1:3～1:5。
[0013]进一步的，排气通道与传输通道至少部分贴合设置。
[0014]本专利技术还公开了一种氨分解反应系统，包括上述任意一项卷曲式氨分解反应装置，还包括：
[0015]储氨装置，储氨装置与本体的氨气入口连通；
[0016]吸附装置，吸附装置与本体的气体出口连通，吸附装置用于吸附由气体出口排出的混合气体中的氨气；
[0017]储氢装置，储氢装置与所述吸附装置连通，储氢装置用于储存经过吸附装置吸附后的气体。
[0018]本专利技术所述的一种卷曲式氨分解反应装置，通过将氨分解反应通道弯曲设置在主体内部，并在弯曲设置的氨分解反应通道的两端分别设置弯曲形状的传输通道和排气通道，增加了氨气的流通距离和流通时间；使得氨气能够更充分完整的与位于氨分解反应通道中的催化剂接触，促进了氨气更快更完整的分解生成氢气和氮气，提高了氨气的分解效果和分解后混合气体的氢气纯度，减少了混合气体中氨气的含量；并且利用排气通道中的气体对氨气进行辅助加热，达到了预热的效果促进了氨气更快的升温并达到氨分解的温度；减少了加热装置的能量消耗和催化剂的填充量，从而减少了装置能量消耗；在加热过程中，由于氨分解反应通道是弯曲设置，且加热装置设置在氨分解反应通道的间隙中，从而能够对氨气进行充分完整的加热，减少了加热过程中的热量损失，提高了整体的能量利用率；本卷曲式氨分解反应装置通过将传输通道、氨分解反应通道和排气通道卷曲设置，整体结构较为紧凑，可适用于多种应用场景下的氨分解应用。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的
附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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。
[0020]图1为本专利技术所述的卷曲式氨分解反应装置的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术所述的卷曲式氨分解反应装置的内部结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
[0023]如图1所示，本专利技术所述的一种卷曲式氨分解反应装置，包括本体1，传输通道2，氨分解反应通道3和排气通道4，所述本体1上设置有氨气入口11和气体出口12，所述传输通道2的第一端口与所述氨气入口11连通，所述传输通道2以第一端口为起点朝向靠近所述本体1中心的方向螺旋延伸设置，所述传输通道2的第二端口与所述氨分解反应通道3的入口端连通；所述氨分解反应通道3卷曲设置在所述本体1内部，所述氨分解反应通道3的出口端与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卷曲式氨分解反应装置，包括本体，传输通道，氨分解反应通道和排气通道，其特征在于：所述本体上设置有氨气入口和气体出口，所述传输通道的第一端口与所述氨气入口连通，所述传输通道以第一端口为起点朝向靠近所述本体中心的方向螺旋延伸设置，所述传输通道的第二端口与所述氨分解反应通道的入口端连通；所述氨分解反应通道卷曲设置在所述本体内部，所述氨分解反应通道的出口端与所述排气通道的排气入口连通，所述排气通道以所述排气入口为起点朝向靠近所述气体出口的方向螺旋延伸设置，所述排气通道的排气出口与所述气体出口连通；所述氨分解反应通道上设置有多个加热装置；当气体进入所述传输通道后，气体能够沿着所述传输通道的延伸方向流动并且进入所述氨分解反应通道；当气体进入所述氨分解反应通道后，气体能够沿着所述氨分解反应通道的延伸方向朝向靠近所述本体的中心方向螺旋流动；当气体到达靠近所述本体的中心位置时，气体能够从所述氨分解反应通道排出并进入所述排气通道，随后沿着所述排气通道的延伸方向朝向靠近所述排气出口的方向螺旋流动。2.根据权利要求1所述的一种卷曲式氨分解反应装置，其特征在于：所述传输通道包括依次连通的第一传输通道、第二传输通道和第三传输通道，所述第一传输通道上相对于所述第二传输通道的一端与所述氨气入口连通，所述第二传输通道的两端均为弯曲结构，所述第三传输通道相对于所述第二传输通道的一端为弯曲结构。3.根据权利要求1所述的一种卷曲式氨分解反应装置，其特征在于：所述氨分解反应通道包括依次连通的第一反应通道和第二反应通道，所述第一反应通道的入口端与所述传输通道连通，所述第一反应通道以所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：江莉龙，王大彪，罗宇，陈崇启，林立，张卿，
申请(专利权)人：福大紫金氢能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：