【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于将氨离解成氮气和氢气的系统和方法。在实施例中，所述系统和方法可被配置为在一个或多个反应器中将氨离解为氮气和氢气。
技术介绍
0、背景
1、世界正在推进能源过程的去碳化，即清洁能源。当氨被理解为氢气的载体时，氨已被确定为最有前景的不含碳远距离能源载体。储存气态氢气并将其运输到最终用户成本高。氢气的高储存和运输成本主要归因于使用用于容纳气体的高压储罐和管道的费用。
2、将氨离解回氢气和氮气混合物，然后将产生的氢气用作清洁产物或燃料的机会和需求越来越多。因此，氨可以作为重要的能源载体并用于制造氢气。例如，氨可用作燃料载体，用于在燃料来源很少或没有燃料来源的地区发电。另外和供选择地，氢气还可以在管道中运输，并作为清洁产物和/或燃料供应给各种行业。此外，作为能量载体，氨还可以起能源的作用，以平衡诸如风能、太阳能和水电的可再生能源技术的波动性发电量。氨作为能源载体的优点是，相对于天然气或氢气气体，液氨更易于运输和储存。
3、绿色和蓝色氨可在原料成本低或丰富的偏远地区制造。绿色氨和蓝色氨在原料成本低(如蓝色氨用天然气)或资源丰富(如绿色氨用风能、太阳能、水能)的偏远地区制造。“绿色氨”在本文定义为通过100％可再生且无碳的方法制备的氨。“蓝色氨”在本文定义为通过低碳方法制造的氨，例如，通过天然气物流重整与碳捕集和地下储存制造的氨。
4、期望的是找到有效的将氨(nh3)离解成纯度相对高的氢气(h2)和氮气(n2)，特别是使氢气可用作清洁产物和/或燃料源的方法。
【技术保护点】
1.一种用于将氨离解成氢气和氮气的方法，其包括：
2.权利要求1所述的方法，其中，离解汽化的氨物流还包括使汽化的氨物流与一种或多种催化剂接触，所述一种或多种催化剂包括镍基催化剂、钌基催化剂或其组合。
3.权利要求1所述的方法，其中，将汽化的氨物流进料至第一反应器还包括将汽化的氨物流进料至绝热反应器或等温单元。
4.权利要求1所述的方法，其中，将汽化的氨物流进料至第一反应器还包括将汽化的氨物流进料至等温单元，所述等温单元被配置为从离解的氢气/氮气物流回收热。
5.权利要求1所述的方法，其还包括从氨离解炉的对流部分回收热，以加热锅炉进料水物流。
6.权利要求8所述的方法，其还包括通过从氨离解炉的对流部分回收热产生蒸气。
7.权利要求6所述的方法，其还包括使用所述蒸气为预热的液氨进料的汽化供应热。
8.权利要求1所述的方法，其还包括从氨离解炉的对流部分回收热，以加热所述氨离解炉下游的氨蒸馏单元。
9.权利要求1所述的方法，其还包括通过燃烧燃料向氨离解炉提供热。
10.权利要求9所
11.权利要求1所述的方法，其还包括将燃气轮机废气进料至氨离解炉，以向氨离解炉的一个或多个燃烧器供应燃烧空气。
12.权利要求1所述的方法，其中，汽化预热的液氨进料包括在预热器从离解的氢气/氮气物流中回收热之前从离解的氢气/氮气物流中回收热。
13.权利要求1所述的方法，其还包括在预热器已从离解的氢气/氮气物流中回收热后，将离解的氢气/氮气物流进料至纯化方法，以产生氢气产物物流，所述氢气产物物流的氢气浓度范围为75摩尔％至约99.99999摩尔％。
14.一种用于将氨离解成氢气和氮气的系统，其包括：
15.权利要求14所述的系统，所述第一反应器包括：
16.权利要求14所述的系统，所述第一反应器包括：蒸气产生部分，其包括氨离解炉的对流部分中的一个或多个盘管，所述一个或多个盘管被配置为从氨离解炉回收热。
17.一种用于将氨离解成氢气和氮气的系统，其包括：
18.权利要求17所述的系统，其还包括热交换器，所述热交换器功能地连接至蒸气鼓，并被布置成通过从离解的氢气/氮气物流回收热而产生蒸气。
19.权利要求17所述的系统，其还包括进料至位于氨离解炉中的一个或多个燃烧器的燃气轮机废气。
20.权利要求17所述的系统，其还包括与氨蒸馏再沸器部分耦合的氨洗涤器，所述氨洗涤器被布置为接收离解的氢气/氮气物流，并被配置为用洗涤水从离解的氢气/氮气物流中除去未反应的氨，以产生氢气-氮气气体混合物和氨水溶液，其中，所述氨水溶液被引导至用于回收未反应的氨和洗涤水的氨蒸馏单元。
21.一种用于将氨离解成氢气和氮气的系统，其包括：
22.权利要求21所述的系统，其中，所述等温单元包括反应器兼热交换器，其入口条件温度范围为约300℃至约600℃，出口条件温度范围为约300℃至约600℃。
23.权利要求21所述的系统，其中，辐射管反应器包括一个或多个辐射管，所述一个或多个辐射管位于氨离解炉的辐射反应器部分，所述氨离解炉包括对流部分。
24.权利要求14、17或21中任一项所述的系统，其还包括用于接收离解的氢气/氮气物流的氨洗涤器，所述氨洗涤器被配置为用洗涤水从离解的氢气/氮气物流中除去未反应的氨，以产生氢气-氮气气体混合物。
25.权利要求24所述的系统，其还包括变压吸附单元，所述变压吸附单元被配置为接收来自氨洗涤器的氢气-氮气气体混合物，所述变压吸附单元被配置为纯化氢气-氮气气体混合物，以得到包含氢气浓度范围为75摩尔％至99.99999摩尔％的氢气产物物流。
26.权利要求25所述的系统，其中，所述变压吸附单元包括烟道气流出物，所述烟道气流出物被引导至氨离解炉用作燃料。
27.一种用于将氨离解为氢气和氮气的方法，其包括：
28.权利要求27所述的方法，其还包括通过从离解的氢气/氮气物流回收热而产生蒸气。
29.权利要求27所述的方法，其还包括：
30.一种用于将氨离解成氢气和氮气的方法，其包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于将氨离解成氢气和氮气的方法，其包括：
2.权利要求1所述的方法，其中，离解汽化的氨物流还包括使汽化的氨物流与一种或多种催化剂接触，所述一种或多种催化剂包括镍基催化剂、钌基催化剂或其组合。
3.权利要求1所述的方法，其中，将汽化的氨物流进料至第一反应器还包括将汽化的氨物流进料至绝热反应器或等温单元。
4.权利要求1所述的方法，其中，将汽化的氨物流进料至第一反应器还包括将汽化的氨物流进料至等温单元，所述等温单元被配置为从离解的氢气/氮气物流回收热。
5.权利要求1所述的方法，其还包括从氨离解炉的对流部分回收热，以加热锅炉进料水物流。
6.权利要求8所述的方法，其还包括通过从氨离解炉的对流部分回收热产生蒸气。
7.权利要求6所述的方法，其还包括使用所述蒸气为预热的液氨进料的汽化供应热。
8.权利要求1所述的方法，其还包括从氨离解炉的对流部分回收热，以加热所述氨离解炉下游的氨蒸馏单元。
9.权利要求1所述的方法，其还包括通过燃烧燃料向氨离解炉提供热。
10.权利要求9所述的方法，其还包括通过位于氨离解炉的对流部分的一个或多个盘管预热至少一部分燃料。
11.权利要求1所述的方法，其还包括将燃气轮机废气进料至氨离解炉，以向氨离解炉的一个或多个燃烧器供应燃烧空气。
12.权利要求1所述的方法，其中，汽化预热的液氨进料包括在预热器从离解的氢气/氮气物流中回收热之前从离解的氢气/氮气物流中回收热。
13.权利要求1所述的方法，其还包括在预热器已从离解的氢气/氮气物流中回收热后，将离解的氢气/氮气物流进料至纯化方法，以产生氢气产物物流，所述氢气产物物流的氢气浓度范围为75摩尔％至约99.99999摩尔％。
14.一种用于将氨离解成氢气和氮气的系统，其包括：
15.权利要求14所述的系统，所述第一反应器包括：
16.权利要求14所述的系统，所述第一反应器包括：蒸气产生部分，其包括氨离解炉的对流部分中的一个或多个盘管，所述一个或多个盘管被配置为从氨离解炉回收热。
...【专利技术属性】
技术研发人员：K·D·阮，U·杰恩，P·布鲁嫩戈，E·斯蒂利亚努，R·库拉纳，
申请(专利权)人：凯洛格·布朗及鲁特有限公司，
类型：发明
国别省市：
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