CN113371733A - 一种用于新能源制氨的新工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于新能源制氨的新工艺，包括：清洁能源发电单元，所述清洁能源发电单元通过导线连接有制氮单元、制氢单元和液氨合成单元，所述制氢单元用于高纯度氢气的制备，所述制氮单元用于高纯度氮气的制备，所述液氨合成单元用于氮气和氢气按配比进行液氨的制备，所述液氨合成单元的侧面连接有液氨存储单元。本发明在该工艺中优先使用清洁能源，保证制氢单元和制氮单元用电参数，整个工艺从清洁能源到液氨产品，做到零碳排放。
Description
技术领域
本发明涉及制氨技术领域，更具体为一种用于新能源制氨的新工艺。
背景技术
全球变暖的主要原因是大量使用矿物燃料(如煤、石油等)，排放出大量的CO2等多种温室气体。导致全球气候变暖。全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。
目前，生产液氨过程中排放大量二氧化碳，造成严重的温室效应，并造成一次性能源基本不能再生。因此，需要提供一种新的技术方案给予解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于新能源制氨的新工艺，解决了目前，生产液氨过程中排放大量二氧化碳，造成严重的温室效应，并造成一次性能源基本不能再生的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于新能源制氨的新工艺，包括：清洁能源发电单元，所述清洁能源发电单元通过导线连接有制氮单元、制氢单元和液氨合成单元，所述制氢单元用于高纯度氢气的制备，所述制氮单元用于高纯度氮气的制备，所述液氨合成单元用于氮气和氢气按配比进行液氨的制备，所述液氨合成单元的侧面连接有液氨存储单元。
作为本发明的一种优选实施方式，所述清洁能源发电单元包括太阳能发电、水力发电和风力发电。
作为本发明的一种优选实施方式，所述制氢单元和制氮单元均依据最小运行参数和输出参数，仅利用清洁能源发电单元为制氢单元和制氮单元供电，或同时利用制氢单元和制氮单元和电网模块为制氢单元和制氮单元供电，以确保制氢单元和制氮单元接收到的功率至少满足所述最小运行参数，且清洁能源发电单元不向所述电网馈入。
作为本发明的一种优选实施方式，所述液氨合成单元的合成包括以下步骤：
步骤1：利用制氢单元和制氮单元制备高纯度氢气和氮气作为原料气；
步骤2：将步骤1所得的氢气和氮气按比例混合加压，作为新鲜气进入氨合成单元；
步骤3：将步骤2得到的新鲜气与未反应的循环气混合，送入装填催化剂的氨合成反应器进行氨合成；
步骤4：将步骤3所得的反应后的气体进行热量回收，并逐级降温冷凝并分离，得到液氨和未反应的气体，气体循环再次参与反应；
步骤5：将步骤4中生成的液氨进行闪蒸，闪蒸气回收利用，闪蒸后的液氨送入氨罐存储。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤1中，制氢过程无一次能源消耗。
作为本发明的一种优选实施方式，整个过程采用的电能都为清洁能源，所得产品零碳排放。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明在该工艺中优先使用清洁能源，其优点使减少水槽过程中的碳排放，在保证制氢单元和制氮单元用电参数，整个工艺从清洁能源到液氨产品，做到零碳排放。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种用于新能源制氨的新工艺，包括：清洁能源发电单元，所述清洁能源发电单元通过导线连接有制氮单元、制氢单元和液氨合成单元，所述制氢单元用于高纯度氢气的制备，所述制氮单元用于高纯度氮气的制备，所述液氨合成单元用于氮气和氢气按配比进行液氨的制备，所述液氨合成单元的侧面连接有液氨存储单元，利用清洁能源发电单元，大大减少的碳排放量，制氢单元和制氮单元采用清洁能源配合单元电力实业，降低能耗，做到工艺零碳排放。
进一步改进的，如图1所示：所述清洁能源发电单元包括太阳能发电、水力发电和风力发电，多种清洁能源进行发电，降低了资源消耗，减少了碳排放量。
进一步改进的，如图1所示：所述制氢单元和制氮单元均依据最小运行参数和输出参数，仅利用清洁能源发电单元为制氢单元和制氮单元供电，或同时利用制氢单元和制氮单元和电网模块为制氢单元和制氮单元供电，以确保制氢单元和制氮单元接收到的功率至少满足所述最小运行参数，且清洁能源发电单元不向所述电网馈入，双重电力的接入保证了制氢单元和制氮单元的稳定运行。
进一步改进的，如图1所示：所述液氨合成单元的合成包括以下步骤：
步骤1：利用制氢单元和制氮单元制备高纯度氢气和氮气作为原料气；
步骤2：将步骤1所得的氢气和氮气按比例混合加压，作为新鲜气进入氨合成单元；
步骤3：将步骤2得到的新鲜气与未反应的循环气混合，送入装填催化剂的氨合成反应器进行氨合成；
步骤4：将步骤3所得的反应后的气体进行热量回收，并逐级降温冷凝并分离，得到液氨和未反应的气体，气体循环再次参与反应；
步骤5：将步骤4中生成的液氨进行闪蒸，闪蒸气回收利用，闪蒸后的液氨送入氨罐存储。
进一步改进的，如图1所示：所述步骤1中，制氢过程无一次能源消耗。
进一步改进的，如图1所示：整个过程采用的电能都为清洁能源，所得产品零碳排放。
本发明在该工艺中优先使用清洁能源，其优点使减少水槽过程中的碳排放，在保证制氢单元和制氮单元用电参数。不但能做到碳零排放，还能降低大气中的碳含量。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于新能源制氨的新工艺，其特征在于：包括：清洁能源发电单元，所述清洁能源发电单元通过导线连接有制氮单元、制氢单元和液氨合成单元，所述制氢单元用于高纯度氢气的制备，所述制氮单元用于高纯度氮气的制备，所述液氨合成单元用于氮气和氢气按配比进行液氨的制备，所述液氨合成单元的侧面连接有液氨存储单元。
2.根据权利要求1所述的一种用于新能源制氨的新工艺，其特征在于：所述清洁能源发电单元包括太阳能发电、水力发电和风力发电。
3.根据权利要求1所述的一种用于新能源制氨的新工艺，其特征在于：所述制氢单元和制氮单元均依据最小运行参数和输出参数，仅利用清洁能源发电单元为制氢单元和制氮单元供电，或同时利用制氢单元和制氮单元和电网模块为制氢单元和制氮单元供电，以确保制氢单元和制氮单元接收到的功率至少满足所述最小运行参数，且清洁能源发电单元不向所述电网馈入。
4.根据权利要求1所述的一种用于新能源制氨的新工艺，其特征在于：所述液氨合成单元的合成包括以下步骤：
步骤1：利用制氢单元和制氮单元制备高纯度氢气和氮气作为原料气；
步骤2：将步骤1所得的氢气和氮气按比例混合加压，作为新鲜气进入氨合成单元；
步骤3：将步骤2得到的新鲜气与未反应的循环气混合，送入装填催化剂的氨合成反应器进行氨合成；
步骤4：将步骤3所得的反应后的气体进行热量回收，并逐级降温冷凝并分离，得到液氨和未反应的气体，气体循环再次参与反应；
步骤5：将步骤4中生成的液氨进行闪蒸，闪蒸气回收利用，闪蒸后的液氨送入氨罐存储。
5.根据权利要求4所述的一种用于新能源制氨的新工艺，其特征在于：所述步骤1中，制氢过程无一次能源消耗。
6.根据权利要求4所述的一种用于新能源制氨的新工艺，其特征在于：整个过程采用的电能都为清洁能源，所得产品零碳排放。
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| CN202110744644.1A CN113371733A (zh) | 2021-07-01 | 2021-07-01 | 一种用于新能源制氨的新工艺 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116730359A (zh) * | 2023-07-17 | 2023-09-12 | 南京凯普索工程有限公司 | 一种柔性控制的绿色能源制氨系统及绿色能源制氨方法 |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN102428029A (zh) * | 2009-05-05 | 2012-04-25 | 中村德彦 | 复合设备 |
| WO2016045990A1 (de) * | 2014-09-24 | 2016-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Kraftwerk zur herstellung von energie und ammoniak |
| CN111498868A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-08-07 | 厦门大学 | 一种可再生能源合成氨的装置和方法 |
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2021
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