一种基于可再生能源的合成氨系统技术方案

技术编号:41312356 阅读:5 留言:0更新日期:2024-05-13 14:55
本技术公开了一种基于可再生能源的合成氨系统,所述系统包括空气液化单元、空气精馏单元、电解制氢单元和合成氨单元;通过合成氨系统,充分利用风光发电系统谷电时电力,实现电解水生成氢气,同时压缩空气且经过分离得到氮气,再将氢气和氮气合成绿氨,使得可再生能源发电厂转变为多种气体和燃料产品的电化工工厂。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于可再生能源的风光储一体化的,尤其涉及一种基于可再生能源的合成氨系统


技术介绍

1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本技术的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、可再生能源包括太阳能、风能、水能、地热能和生物能等,可再生能源的广泛利用是未来能源发展的方向。在我国的西北地区,有着丰富的风能和光能,但是利用风能和光能转化的电能却无法进行大规模的应用,主要因素是由于受到自然环境的影响,风光发电存在间歇性、波动性、不稳定性的特点。光伏发电的原理是半导体的“光生伏特效应”,其发电量与光照强度有关;风力发电的原理是,通过风车将风的动能转化为机械动能,再把机械能转化为电能,因此风力发电电量与风力大小有关。风光发电效率受到阳光、风力等因素的影响,存在波动性大、稳定性弱的缺陷,易导致发电侧与电网侧的不匹配,风光可再生能源的大规模并网也会给电网带来较大的冲击,威胁着电力系统的安全稳定。为此,迫切需要找到一种安全可靠的就地转化风光可再生能源的方法。

3、通过风光可再生能源制氢是一种常用的方法,得到的氢产品是绿氢,绿色环保,但是氢产品储存和运输的成本较高,因此制氢并不是就地转化风光可再生能源的有效方法。但是液氨存储和运输方便,且氨的合成原料仅为氢气和氮气,通过风光可再生能源电解生成氢气,空气分离获得氮气,后通过氨合成反应得到绿氨产品,实现了可再生能源转化成氨能,实现了能量的有效转化。


技术实现思路

<p>1、为了解决上述问题,本技术提供了一种基于可再生能源的合成氨系统,利用可再生能源提供的电力,在谷电时,电解水生成氢气,同时压缩空气且经过分离得到氮气,再将氢气和氮气在合成塔内合成氨,将合成的液氨储存在储罐中,实现液氨的外运。

2、为实现上述技术目的,本技术采用如下技术方案:

3、本技术提供了一种基于可再生能源的合成氨系统,所述系统包括空气液化单元、空气精馏单元、电解制氢单元和合成氨单元;

4、所述空气液化单元包括第一压缩机,所述第一压缩机与换热器相连,所述换热器通过膨胀机与液态空气储罐相连,所述液态空气储罐与精馏塔相连;

5、所述空气精馏单元包括精馏塔,所述精馏塔通过液氮存储罐与氨合成塔相连;

6、所述电解制氢单元包括电解装置,所述电解装置通过氢气储罐与氨合成塔相连;

7、所述合成氨单元包括氨合成塔,所述氨合成塔与液氨储罐相连。

8、本技术的有益效果在于:

9、(1)本技术通过上述基于可再生能源的合成氨系统,可以充分利用风、光发电系统谷电时电力,实现电解水生成氢气,同时压缩空气且经过分离得到氮气,再将氢气和氮气在合成塔内合成绿氨,使得可再生能源发电厂转变为多种气体和燃料产品的电化工工厂,在未来具有广阔的应用前景。

10、(2)本技术提供的可再生能源的合成氨系统,直接消耗可再生能源发电厂的调峰结余电量,间接利用了弃风弃光的电力,缓解了电网平衡和峰谷差问题,延长了可再生能源发电厂设备的使用寿命,实现了电能的变相储存,实现了能源的稳定储存和有效利用。

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【技术保护点】

1.一种基于可再生能源的合成氨系统,其特征在于,所述系统包括空气液化单元、空气精馏单元、电解制氢单元和合成氨单元;

2.如权利要求1所述的合成氨系统,其特征在于,所述第一压缩机的空气入口处设有过滤器。

3.如权利要求1所述的合成氨系统,其特征在于,所述第一压缩机为多级压缩机。

4.如权利要求1所述的合成氨系统,其特征在于,所述液态空气储罐通过低温泵与精馏塔相连接。

5.如权利要求1所述的合成氨系统,其特征在于,所述精馏塔与液氧储罐相连接。

6.如权利要求1所述的合成氨系统,其特征在于,所述电解装置与氧气储罐相连。

7.如权利要求6所述的合成氨系统,其特征在于,所述氧气储罐通过第二压缩机与冷凝器相连,所述冷凝器与液氧储罐相连。

8.如权利要求1所述的合成氨系统,其特征在于,第一压缩机的电源输入端以及电解装置的电源输入端均与可再生能源发电厂的发电输出端电性连接。

【技术特征摘要】

1.一种基于可再生能源的合成氨系统,其特征在于,所述系统包括空气液化单元、空气精馏单元、电解制氢单元和合成氨单元;

2.如权利要求1所述的合成氨系统,其特征在于,所述第一压缩机的空气入口处设有过滤器。

3.如权利要求1所述的合成氨系统,其特征在于,所述第一压缩机为多级压缩机。

4.如权利要求1所述的合成氨系统,其特征在于,所述液态空气储罐通过低温泵与精馏塔相连接。

5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:叶成章俊武王浩刘奕伽史凌月徐淼秦文松邹建平文林强叶青刘乔李林杰胡士光
申请(专利权)人:上海核工程研究设计院股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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