【技术实现步骤摘要】
本技术涉及合成氨，特别涉及一种绿氨合成工艺系统。
技术介绍
1、氢气将在未来的能源系统中发挥关键作用，然而，它很难运输和储存。按体积计算，它的能量密度很低，因此需要被压缩或液化，这会影响到能量的利用效率，绿色氨气可以作为运输氢气的载体，比压缩氢甚至液化氢有更好的能量密度。氨已经在全球范围内进行交易和运输，拥有完善基础设施。远距离运输氢气的情况下，可将其转化为氨气后再运输，以氨气作为氢气的载体转换、储存和运输成本要比直接输送氢气低很多。
2、氨不仅可以作为储氢材料，方便运输，还能作为化肥原料及化工原料，还可以直接作为燃料用于锅炉、发动机或者燃料电池中，也是一种优质的储能材料。
3、采用烟气收水技术用于电解制氢后用于合成氨可节约大量的水资源。
4、而电解制氢及制氮装置会产生大量的副产品氧气，可以用于锅炉的富氧燃烧系统，可提高锅炉的燃烧效率，同时可以减少so2、nox等污染物的排放，提高排放烟气的co2浓度，为co2的捕集及利用提供便利条件。
5、由于绿电生产的不稳定性，主流的哈珀-博世合成氨生产技术还不能适应绿电的不稳定程度，不可能依据绿电的生产规模确定合成氨的生产，因此需要一种灵活可调的合成工艺生产技术，利用目前成熟的电池储能技术储存绿电，利用蓄热技术合理调配合成氨蓄热量实现绿氨生产的安全、平稳的运行。
技术实现思路
1、本技术所要解决的技术问题是提供一种绿氨合成工艺系统，有效的克服了现有技术的缺陷。
2、本技术解决上述技术
3、一种绿氨合成工艺系统，包括电厂脱硫烟气回收水收集系统、绿电发电蓄电系统、电解制氢系统、膜法制氮系统、合成氨系统和反应热蓄热系统，上述电厂脱硫烟气回收水收集系统与上述电解制氢系统连接，上述电厂脱硫烟气回收水收集系统用于回收电厂烟气脱硫过程中的水，并供给电解制氢系统，上述绿电发电蓄电系统与上述电解制氢系统连接，用于供给上述电解制氢系统电解所需电能，上述电解制氢系统用于电解产生氢，上述膜法制氮系统用于分离出空气中的氮气，上述电解制氢系统、膜法制氮系统分别连接上述合成氨系统，上述合成氨系统用于将氢气和氮气合成氨，上述反应热蓄热系统与上述合成氨系统连接，用于回收储蓄上述合成氨系统运行过程中产生的热量，或向上述合成氨系统放热。
4、在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。
5、进一步，上述电厂脱硫烟气回收水收集系统包括收水塔，上述收水塔的排水口通过管线连接上述制氢制氮及合成氨系统。
6、进一步，上述电解制氢系统包括pem电解制氢装置，上述收水塔的排水口通过管线连接上述pem电解制氢装置的进水口，上述pem电解制氢装置的氢气出口通过管线连接上述合成氨系统，上述绿电发电蓄电系统连接上述pem电解制氢装置，上述pem电解制氢装置还通过变送器连接上述电厂的发电系统。
7、进一步，上述膜法制氮系统包括膜分离制氮装置，上述膜分离制氮装置的氮气出口通过管线连接上述合成氨系统，上述绿电发电蓄电系统连接上述膜分离制氮装置，上述膜分离制氮装置还通过变送器连接上述电厂的发电系统。
8、进一步，还包括混合器，上述膜分离制氮装置的氮气出口和上述pem电解制氢装置的氢气出口分别通过管线连接上述混合器的进口，上述混合器的出口通过管线连接上述合成氨系统，且该管线上连接有混合气体压缩机。
9、进一步，上述膜分离制氮装置的氮气出口连接的管线上设有氮气缓冲罐，上述pem电解制氢装置的氢气出口连接的管线上设有氢气缓冲罐。
10、进一步，上述合成氨系统包括多组合成氨反应器、混合气换热器、反应气冷却器和氨分离装置，上述混合器的出口连接上述混合气换热器的管程入口，上述混合气换热器的管程出口通过管线连接每组上述合成氨反应器的进口，上述合成氨反应器的氨气出口通过管线连接上述混合气换热器的壳程入口，上述混合气换热器的壳程出口通过管线连接上述反应气冷却器的管程入口，上述反应气冷却器的管程出口连接上述氨分离装置的管程进口，上述氨分离装置的尾气出口连接上述合成氨反应器的管程进口，上述反应热蓄热系统与上述合成氨反应器的壳程连通。
11、进一步，上述反应热蓄热系统包括多组蓄热器，多组上述蓄热器的进口和出口分别通过管线连接上述合成氨反应器的壳程的出口及进口，且管线上分别设有输送风机。
12、进一步，上述绿电发电蓄电系统包括太阳能发电机组和/或风力发电机组，上述太阳能发电机组和/或风力发电机组均连接蓄电电源。
13、本技术的有益效果是：可以节省水资源，采用技术成熟的无机化工合成工艺，不依赖于气象或地理地质条件，适用范围广；合成氨与蓄热结合，有效存储合成氨反应放出的热量，该蓄存热量可以用于合成氨反应装置的启动，从而方便灵活调节合成氨的生产；实现以绿氢为原料合成绿氨，并以绿电为能源制备氢、氮，绿色环保。
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1.一种绿氨合成工艺系统，其特征在于：包括电厂脱硫烟气回收水收集系统、绿电发电蓄电系统、电解制氢系统、膜法制氮系统、合成氨系统和反应热蓄热系统，所述电厂脱硫烟气回收水收集系统与所述电解制氢系统连接，所述电厂脱硫烟气回收水收集系统用于回收电厂烟气脱硫过程中的水，并供给电解制氢系统，所述绿电发电蓄电系统与所述电解制氢系统连接，用于供给所述电解制氢系统电解所需电能，所述电解制氢系统用于电解产生氢，所述膜法制氮系统用于分离出空气中的氮气，所述电解制氢系统、膜法制氮系统分别连接所述合成氨系统，所述合成氨系统用于将氢气和氮气合成氨，所述反应热蓄热系统与所述合成氨系统连接，用于回收储蓄所述合成氨系统运行过程中产生的热量，或向所述合成氨系统放热。
2.根据权利要求1所述的一种绿氨合成工艺系统，其特征在于：所述电厂脱硫烟气回收水收集系统包括收水塔(11)，所述收水塔(11)的排水口通过管线连接所述制氢制氮及合成氨系统。
3.根据权利要求2所述的一种绿氨合成工艺系统，其特征在于：所述电解制氢系统包括PEM电解制氢装置(21)，所述收水塔(11)的排水口通过管线连接所述PEM电
4.根据权利要求3所述的一种绿氨合成工艺系统，其特征在于：所述膜法制氮系统包括膜分离制氮装置(31)，所述膜分离制氮装置(31)的氮气出口通过管线连接所述合成氨系统，所述绿电发电蓄电系统连接所述膜分离制氮装置(31)，所述膜分离制氮装置(31)还通过变送器连接所述电厂的发电系统。
5.根据权利要求4所述的一种绿氨合成工艺系统，其特征在于：还包括混合器(41)，所述膜分离制氮装置(31)的氮气出口和所述PEM电解制氢装置(21)的氢气出口分别通过管线连接所述混合器(41)的进口，所述混合器(41)的出口通过管线连接所述合成氨系统，且该管线上连接有混合气体压缩机(42)。
6.根据权利要求5所述的一种绿氨合成工艺系统，其特征在于：所述膜分离制氮装置(31)的氮气出口连接的管线上设有氮气缓冲罐(32)，所述PEM电解制氢装置(21)的氢气出口连接的管线上设有氢气缓冲罐(22)。
7.根据权利要求5所述的一种绿氨合成工艺系统，其特征在于：所述合成氨系统包括多组合成氨反应器(51)、混合气换热器(52)、反应气冷却器(53)和氨分离装置(54)，所述混合器(41)的出口连接所述混合气换热器(52)的管程入口，所述混合气换热器(52)的管程出口通过管线连接每组所述合成氨反应器(51)的进口，所述合成氨反应器(51)的氨气出口通过管线连接所述混合气换热器(52)的壳程入口，所述混合气换热器(52)的壳程出口通过管线连接所述反应气冷却器(53)的管程入口，所述反应气冷却器(53)的管程出口连接所述氨分离装置(54)的管程进口，所述氨分离装置(54)的尾气出口连接所述合成氨反应器(51)的管程进口，所述反应热蓄热系统与所述合成氨反应器(51)的壳程连通。
8.根据权利要求7所述的一种绿氨合成工艺系统，其特征在于：所述反应热蓄热系统包括多组蓄热器(61)，多组所述蓄热器(61)的进口和出口分别通过管线连接所述合成氨反应器(51)的壳程的出口及进口，且管线上分别设有输送风机(62)。
9.根据权利要求1所述的一种绿氨合成工艺系统，其特征在于：所述绿电发电蓄电系统包括太阳能发电机组(71)和/或风力发电机组(72)，所述太阳能发电机组(71)和/或风力发电机组(72)均连接蓄电电源(73)。
...【技术特征摘要】
1.一种绿氨合成工艺系统，其特征在于：包括电厂脱硫烟气回收水收集系统、绿电发电蓄电系统、电解制氢系统、膜法制氮系统、合成氨系统和反应热蓄热系统，所述电厂脱硫烟气回收水收集系统与所述电解制氢系统连接，所述电厂脱硫烟气回收水收集系统用于回收电厂烟气脱硫过程中的水，并供给电解制氢系统，所述绿电发电蓄电系统与所述电解制氢系统连接，用于供给所述电解制氢系统电解所需电能，所述电解制氢系统用于电解产生氢，所述膜法制氮系统用于分离出空气中的氮气，所述电解制氢系统、膜法制氮系统分别连接所述合成氨系统，所述合成氨系统用于将氢气和氮气合成氨，所述反应热蓄热系统与所述合成氨系统连接，用于回收储蓄所述合成氨系统运行过程中产生的热量，或向所述合成氨系统放热。
2.根据权利要求1所述的一种绿氨合成工艺系统，其特征在于：所述电厂脱硫烟气回收水收集系统包括收水塔(11)，所述收水塔(11)的排水口通过管线连接所述制氢制氮及合成氨系统。
3.根据权利要求2所述的一种绿氨合成工艺系统，其特征在于：所述电解制氢系统包括pem电解制氢装置(21)，所述收水塔(11)的排水口通过管线连接所述pem电解制氢装置(21)的进水口，所述pem电解制氢装置(21)的氢气出口通过管线连接所述合成氨系统，所述绿电发电蓄电系统连接所述pem电解制氢装置(21)，所述pem电解制氢装置(21)还通过变送器连接所述电厂的发电系统。
4.根据权利要求3所述的一种绿氨合成工艺系统，其特征在于：所述膜法制氮系统包括膜分离制氮装置(31)，所述膜分离制氮装置(31)的氮气出口通过管线连接所述合成氨系统，所述绿电发电蓄电系统连接所述膜分离制氮装置(31)，所述膜分离制氮装置(31)还通过变送器连接所述电厂的发电系统。
5.根据权利要求4所述的一种绿氨合成工艺系统，其特征在于：还包括混合器(4...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦省军，采有林，霍兴甲，于洋，姚海宙，姜岸，
申请(专利权)人：北京清新环境技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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