【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氨裂解制氢及余热利用，特别是关于一种逆流式氨气燃烧裂解制氢装置及方法。
技术介绍
1、能源与环境问题日益尖锐，新能源的开发利用迫在眉睫。氢能作为一种清洁高效的新能源，其开发与利用将有望缓解能源与环境压力。氨气具有体积能量密度和质量能量密度较高的特点，同时在制氢过程中可以实现无碳化，是构建无碳制氢的理想选择。
2、氨气裂解制氢是吸热反应，需借助一定的能量驱动。通过采用电能、太阳能、传统热能等作为能量驱动，诸多学者开展了氨气裂解制氢的研究。基于高效用能和用能稳定性的需求，高品质电能，不稳定性太阳能和不符合绿色低碳环保要求的传统燃烧热能均存在一定缺陷。因此，氨气燃烧产生高温热量驱动裂解反应是实现高效无碳化制氢的有效手段。
3、从上述分析可知，将氨气燃烧提供的高温尾气作为氨气裂解的无碳化热能驱动，可避免对传统能源的依赖。同时，实现高温尾气与氨气逆式换热，对于提高装置的热能利用效率和氨气裂解制氢速率具有显著作用。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种逆流式氨气燃烧裂解制氢装置及方法，其利用氨气燃烧产生的高温热量加热氨气进行裂解制氢，裂解室中催化剂附着在换热管道，结构紧凑，并实现逆流式换热，有效提升氨气的裂解速率，同时利用回热器回收余热，可以显著提高装置的热能利用效率。
2、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种逆流式氨气燃烧裂解制氢装置，包括氨气燃烧循环系统和氨气裂解制氢循环系统；
3、所述氨气燃烧
4、所述氨气裂解制氢循环系统包括第二回热器和裂解室；所述第二回热器的氨气输出端与裂解室的氨气输入端连接，裂解室的过热氮气/氢气输出端与第二回热器的过热氮气/氢气输入端连接，第二回热器的氮气/氢气输出端连接下游的氢气提纯系统；
5、所述裂解室的换热管道上附着有催化剂。
6、优选地，所述第一回热器用于回收裂解室出口高温尾气中的余热。
7、优选地，所述第二回热器用于回收裂解室出口过热氮气和氢气中的余热。
8、优选地，燃烧室产生的高温尾气与裂解室中的氨气实现逆流式换热。
9、本专利技术还提供了一种逆流式氨气燃烧裂解制氢装置的制氢方法，所述氨气燃烧循环系统包括如下步骤：小部分原料氨气经第一回热器预热后，进入燃烧室进行充分燃烧，产生的高温尾气进入裂解室提供热能，之后经第一回热器预热进入燃烧室前的氨气，最后排出；
10、所述氨气裂解制氢循环系统包括如下步骤：大部分原料氨气经第二回热器预热后，进入裂解室，与燃烧产生的高温尾气进行逆流换热，在附着于换热管道上的催化剂的作用下分解为氮气和氢气，过热的氮气和氢气经第二回热器预热进入裂解室前的氨气，最后由下游的氢气提纯系统回收。
11、本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
12、1、本专利技术利用原料氨气中小部分燃烧产生高温热量加热氨气进行裂解，实现无碳化燃烧。
13、2、本专利技术利用附着在换热管道的催化剂作用及可逆式换热方式，可有效提升氨气裂解速率。
14、3、本专利技术利用回热器回收余热，可显著提高装置的热能利用效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种逆流式氨气燃烧裂解制氢装置，其特征在于，包括氨气燃烧循环系统和氨气裂解制氢循环系统；
2.如权利要求1所述一种逆流式氨气燃烧裂解制氢装置，其特征在于，所述第一回热器(2)用于回收裂解室(4)出口高温尾气中的余热。
3.如权利要求1所述一种逆流式氨气燃烧裂解制氢装置，其特征在于，所述第二回热器(3)用于回收裂解室(4)出口过热氮气和氢气中的余热。
4.如权利要求1所述一种逆流式氨气燃烧裂解制氢装置，其特征在于，燃烧室(1)产生的高温尾气与裂解室(4)中的氨气实现逆流式换热。
5.如权利要求1所述一种逆流式氨气燃烧裂解制氢装置的制氢方法，其特征在于，所述氨气燃烧循环系统包括如下步骤：小部分原料氨气经第一回热器(2)预热后，进入燃烧室(1)进行充分燃烧，产生的高温尾气进入裂解室(4)提供热能，之后经第一回热器(2)预热进入燃烧室(1)前的氨气，最后排出；
【技术特征摘要】
1.一种逆流式氨气燃烧裂解制氢装置，其特征在于，包括氨气燃烧循环系统和氨气裂解制氢循环系统；
2.如权利要求1所述一种逆流式氨气燃烧裂解制氢装置，其特征在于，所述第一回热器(2)用于回收裂解室(4)出口高温尾气中的余热。
3.如权利要求1所述一种逆流式氨气燃烧裂解制氢装置，其特征在于，所述第二回热器(3)用于回收裂解室(4)出口过热氮气和氢气中的余热。
4.如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：折晓会，王欣，刘斌，翟晓玲，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。