一种小型氨分解制氢装置制造方法及图纸

本技术属于氨分解设备技术领域，提供一种小型氨分解制氢装置，其结构简单小巧、制氢成本低。为实现上述目的，采用下列技术方案一种小型氨分解制氢装置，包括：氨气单元、预热单元和氨分解反应器；预热单元用于将来自于氨气单元的氨气进行预热操作，并将预热后的氨气送往氨分解反应器；氨分解反应器为催化式燃烧氨分解反应器，其反应生成的产物气经第一氨气管路进入预热单元后并通过第二氨气管路送往下游，其燃烧生成的燃烧气经燃烧气管路进入预热单元后并经尾气出口管路排出。通过天然气催化燃烧供热系统来实现氨气的分解，并利用产物气和燃烧气体为氨气预加热，以降低制氢的能耗成本，以及废气的利用，节约能源，实现节能的目标。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于氨分解设备，特别涉及一种小型氨分解制氢装置。

技术介绍

1、氢气在多个行业中具有重要地位，氢气的性质十分活泼，很容易泄露和爆炸，存储和运输的成本较高，基于此，业内通常需要一种储氢物质来运输。常用的储氢物质有甲醇、甲酸、天然气、石油、氨气等，其中氨气是一种非常有前景的储氢物质，结合绿氨的应用，可完全实现零排放。现有技术中，储氢主要有三种方式：电化学方法分解氨、机械化学法分解氨以及热分解或催化裂解氨。近年来，电化学技术在催化化学领域的研究备受关注。在温和条件下，通过电催化分解含氢物质制氢的技术路线已成为发展清洁能源的有效途。

2、中国技术公开了一种氨电解制氢装置（公告号：cn210736903u，公告日：20200612），具有储氢功能，且实现了高收率高纯度的氢气和提高资源利用率的技术效果。但现在的氨分解制氢装置主要电加热供热能耗偏高，制氢成本偏高。且目前许多氨分解制氢系统能量利用不充分、存在热量损失、转化率低、结构繁重等问题。

3、为此，需要一种制氢成本低、结构简单小巧的装置，主要满足小型装置的用氢需求。例如：小型氢发电站、氢能源加氢站和氢能源汽车加氢等。

技术实现思路

1、鉴于上述现有对氨分解存在能量利用不充分、存在热量损失、转化率低、结构繁重等问题，本技术的目的在于提供一种小型氨分解制氢装置，其结构简单小巧、制氢成本低。

2、为实现上述目的，本技术采用下列技术方案：

3、一种小型氨分解制氢装置，其特征在于，包括：

<p>4、氨气单元、预热单元和氨分解反应器；

5、预热单元用于将来自于氨气单元的氨气进行预热操作，并将预热后的氨气送往氨分解反应器；

6、氨分解反应器为催化式燃烧氨分解反应器，其反应生成的产物气经第一氨气管路进入预热单元后并通过第二氨气管路送往下游，其燃烧生成的燃烧气经燃烧气管路进入预热单元后并经尾气出口管路排出。

7、在本技术公开的其中一个技术方案中，预热单元内设置有第一介质管路、第二介质管路及第三介质管路；第一介质管路的一端与氨气单元的出口相连通，另一端与氨分解反应器的一个入口相连通；第二介质管路的一端与第一氨气管路相连通，另一端与第二氨气管路相连通；第三介质管路的一端与燃烧气管路相连通，另一端与尾气出口管路相连通。

8、在本技术公开的其中一个技术方案中，第一介质管路为螺旋管路；第二介质管路为直管，该管路贯穿预热单元；第三介质管路为螺旋管路；第一介质管路环绕第二介质管路，且第三介质管路环绕第一介质管路，使第一介质管路夹在第二介质管路和第三介质管路之间。

9、在本技术公开的其中一个技术方案中，氨气吸附单元、变压吸附单元和氢气存储单元；氨气吸附单元的入口与第二氨气管路相连通，其一个出口通过管路与变压吸附单元的入口相连通，另一个出口经吸附解吸气管路汇流至混合管路；变压吸附单元的一个出口通过管路与氢气存储单元相连通，另一个出口经变压吸附解吸气管路汇流至混合管路。

10、在本技术公开的其中一个技术方案中，混合管路的出口端与天然气进口管路和空气进口管路汇合后连通到氨分解反应器。

11、在本技术公开的其中一个技术方案中，氨气吸附单元，采用2个或以上吸附塔，吸附塔内设有吸附剂。

12、在本技术公开的其中一个技术方案中，吸附剂是活性炭、沸石、分子筛、氧化石墨烯、氧化铝、硅胶及多孔有机聚合物中的一种或多种。

13、在本技术公开的其中一个技术方案中，氨气单元为液氨单元。

14、在本技术公开的其中一个技术方案中，氨分解反应器中的催化燃烧催化剂是pt/γ-al2o3、pd/γ-al2o3、cu/γ-al2o3、cucr2o4、co/zro2中的任意一种。

15、在本技术公开的其中一个技术方案中，氨分解反应器中的分解催化剂是ru、fe、co、ni、ni-fe等贵金属、非贵金属或者双金属催化剂的一种或多种。

16、有益效果

17、1、通过天然气催化燃烧供热系统来实现氨气的分解，并利用高温的产物气和高温的燃烧气为氨气预加热，以降低制氢的能耗成本，以及废气的利用，节约能源，实现节能的目标。

18、2、本技术将氨气高温分解的气体和催化燃烧后的气体给氨气提供热量，不需要对预热氨气提供额外热量。降低了整个装置的热量损耗同时，也实现了结构小巧，无需使用过多的设备的目的。

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【技术保护点】

1.一种小型氨分解制氢装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的小型氨分解制氢装置，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的小型氨分解制氢装置，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的小型氨分解制氢装置，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的小型氨分解制氢装置，其特征在于，所述混合管路（10）的出口端与天然气进口管路（7）和空气进口管路（8）汇合后连通到所述氨分解反应器（3）。

6.根据权利要求4所述的小型氨分解制氢装置，其特征在于，所述氨气吸附单元（4）包括2个或以上吸附塔，所述吸附塔内设有吸附剂。

7.根据权利要求6所述的小型氨分解制氢装置，其特征在于，所述吸附剂是活性炭、沸石、分子筛、氧化石墨烯、氧化铝、硅胶及多孔有机聚合物中的一种。

8.根据权利要求1所述的小型氨分解制氢装置，其特征在于，所述氨气单元（1）为液氨单元。

9.根据权利要求1所述的小型氨分解制氢装置，其特征在于，所述氨分解反应器（3）中的燃烧催化剂是Pt/γ-Al2O3、Pd/γ-Al2O3、Cu/γ-Al2O3、CuCr2O4、Co/ZrO2中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的小型氨分解制氢装置，其特征在于，所述氨分解反应器（3）中的分解催化剂是Ru、Fe、Co、Ni、Ni-Fe贵金属、非贵金属或者双金属催化剂的一种。

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【技术特征摘要】

1.一种小型氨分解制氢装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的小型氨分解制氢装置，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的小型氨分解制氢装置，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的小型氨分解制氢装置，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的小型氨分解制氢装置，其特征在于，所述混合管路（10）的出口端与天然气进口管路（7）和空气进口管路（8）汇合后连通到所述氨分解反应器（3）。

6.根据权利要求4所述的小型氨分解制氢装置，其特征在于，所述氨气吸附单元（4）包括2个或以上吸附塔，所述吸附塔内设有吸附剂。

7.根据权利要求6所述的小...

【专利技术属性】
技术研发人员：王业勤，常锦，严莎，
申请(专利权)人：四川亚联氢能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：