CN114508699A - 氨裂解制氢加氢综合能源供应系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供了一种氨裂解制氢加氢综合能源供应系统，涉及氨能源利用技术领域。氨裂解制氢加氢综合能源供应系统包括储氨罐、氨蒸发器、氨预热器、自热式氨裂解反应器、空气预热器、过热器、汽化器、燃料混合罐和联产单元；氨裂解制氢加氢综合能源供应系统基于氨这一氢载体和能量载体，通过科学合理耦合氨蒸发、氨裂解、氨分离、加氢、氨燃烧等工艺环节的电、热、冷流，可以实现氢、电、热、冷的多种能源形式的综合高效供应。
Description
技术领域
本发明涉及氨能源利用技术领域，具体而言，涉及一种氨裂解制氢加氢综合能源供应系统。
背景技术
氢能由于可以应用于重工业、重载交通等难电气化领域的脱碳，以及可以助力大规模的风光等可再生能源消纳，其发展受到极大的关注，其中，通过加氢站给氢燃料车加氢是目前最主要的氢能源应用途径。对于氢能的发展，氢体积能量密度低、储运成本高是主要的瓶颈。
氨作为含氢质量分数最高的化合物之一(17％左右)，以其易储存运输 (氨在常压下低于约-33℃或常温下高于约0.9MPa即可液化)、有成熟且廉价的储运体系(通过管道、火车、船舶、卡车运氨均有较大规模)、较高的体积能量密度(液氨的体积能量密度约为11.5MJ/L，与此相比，液氢的体积能量密度约为8.5MJ/L)和质量能量密度(氨的低位热值约为18.8MJ/kg，与此相比，汽油的质量能量密度约为43MJ/kg)，很有潜力作为突破氢能发展瓶颈的手段。
综合能源供应系统是加氢站的拓展延伸，可以根据终端需求提供电、气、热、冷等多种能源形式，实现能源供应的高效化、多样化，满足不同的能源需求。
综上，氨很有潜力成为未来主要的运氢载体和能力载体，而以氨为原料和能源的综合能源供应系统有潜力成为主要的综合能源供应形式之一。因此，迫切需要设计一种氨裂解制氢加氢综合能源供应系统，以基于氨这一氢载体和能量载体，通过科学合理耦合氨蒸发、氨裂解、氨分离、加氢、氨燃烧等工艺环节的电、热、冷流，实现氢、电、热、冷的多种能源形式的综合高效供应。
发明内容
本发明的目的包括提供一种氨裂解制氢加氢综合能源供应系统，其能够以氨为主要氢载体和能量载体，提供了一种全新的终端能源供应系统。
本发明的实施例可以这样实现：
本发明提供一种氨裂解制氢加氢综合能源供应系统，氨裂解制氢加氢综合能源供应系统包括储氨罐、氨蒸发器、氨预热器、自热式氨裂解反应器、空气预热器、过热器、汽化器、燃料混合罐和联产单元；
储氨罐用于储存液态氨，储氨罐的出口分别与氨蒸发器的入口和联产单元的燃料入口相连接；氨蒸发器的出口分别与氨预热器的冷流体入口和燃料混合罐的入口相连接；氨预热器的热流体入口与过热器的热流体出口相连接；氨预热器的热流体出口与汽化器的热流体入口相连接；汽化器的饱和蒸汽出口与过热器的饱和蒸汽入口相连接；过热器的过热蒸汽出口与联产单元的过热蒸汽入口相连接；
自热式氨裂解反应器的空气入口与空气预热器的冷流体出口相连接；自热式氨裂解反应器的燃料入口与燃料混合罐的出口相连接；自热式氨裂解反应器的尾气出口与过热器的热流体入口相连接；
空气预热器的热流体入口与汽化器的热流体出口相连接；汽化器的冷凝水入口与联产单元的冷凝水出口相连接。
在可选的实施方式中，氨裂解制氢加氢综合能源供应系统还包括加氢机，氨蒸发器与加氢机通过换热工质进行热量交换，氨蒸发器吸收热量，加氢机释放热量；加氢机用于为氢燃料电池车或氢内燃机车提供加氢服务；加氢机运行所需电能由联产单元提供。
在可选的实施方式中，氨裂解制氢加氢综合能源供应系统还包括氨分离回收设备，自热式氨裂解反应器的原料入口与氨分离回收设备的氨出口相连接；自热式氨裂解反应器的产物出口与氨分离回收设备的入口相连接。
在可选的实施方式中，氨裂解制氢加氢综合能源供应系统还包括氢氮分离器，氨分离回收设备的氢氮出口与氢氮分离器的入口相连接；氢氮分离器的出口与燃料混合罐的入口连接；氨分离回收设备运行所需能量由联产单元提供。
在可选的实施方式中，氨分离回收设备为变压吸附解吸设备、变温吸附解吸设备、温度分离设备或膜分离设备。
在可选的实施方式中，氨裂解制氢加氢综合能源供应系统还包括储氢单元和压缩机，氢氮分离器的出口与压缩机的入口相连接；压缩机的出口与储氢单元的入口相连接；压缩机运行所需电能由联产单元提供；储氢单元的出口与加氢机的入口相连接。
在可选的实施方式中，储氢单元由额定储氢压力为25-90MPa的储氢瓶组或储氢罐组成，加氢机的加注压力为35MPa或70Mpa。
在可选的实施方式中，燃料混合罐内为氢和氨的混合物、纯氢或纯氨；燃料混合罐额定压力为常压。
在可选的实施方式中，联产单元利用过热蒸汽生产电能、热能和冷能，联产单元为蒸汽轮机、发电机、多级换热器和吸收式制冷设备中至少一种。
在可选的实施方式中，联产单元利用氨燃料生产电能、热能和冷能，联产单元为往复式内燃机、燃气轮机、发电机、多级换热器、和吸收式制冷设备中至少一种。
本发明实施例提供的氨裂解制氢加氢综合能源供应系统的有益效果包括：
1.为未来以氨为主要氢载体和能量载体的场景提供了一种全新的终端能源供应系统实现方式；
2.该系统可以实现仅以氨为能量输入，不需要其他额外的能量输入；
3.该系统充分耦合氨蒸发、氨裂解、氨分离、加氢、氨燃烧等工艺环节的电、热、冷流，可以实现很高的系统能源效率，提升系统经济性；
4.该系统可以实现电、氢、热、冷多种能源形式的联合输出，提升能源供应多样性；
5.该系统可根据终端需要，灵活调整电、氢、热、冷不同能源形式输出的比例，可以实现很高的灵活性，提升能源系统可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种氨裂解制氢加氢综合能源供应系统的组成示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种氨裂解制氢加氢综合能源供应系统的组成示意图。
图标：100-氨裂解制氢加氢综合能源供应系统；1-储氨罐；2-氨蒸发器； 3-氨预热器；4-燃料混合罐；5-自热式氨裂解反应器；6-空气预热器；7-过热器；8-汽化器；9-联产单元；10-氨分离回收设备；11-氢氮分离器；12-加氢机；13-储氢单元；14-压缩机；15-蒸汽轮机；16-往复式内燃机；17-变温吸附解吸设备；18-氢氮膜分离器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
请参考图1，本实施例提供了一种氨裂解制氢加氢综合能源供应系统 100，氨裂解制氢加氢综合能源供应系统100包括储氨罐1、氨蒸发器2、氨预热器3、燃料混合罐4、自热式氨裂解反应器5、空气预热器6、过热器 7、汽化器8、联产单元9、氨分离回收设备10、氢氮分离器11、加氢机12、储氢单元13和压缩机14。
氨裂解制氢加氢综合能源供应系统100的原料输入为氨和空气；氨裂解制氢加氢综合能源供应系统100可以输出的能源种类包括氢、电、热、冷，分别供应给氢燃料车、电力负荷、热负荷、冷负荷；氨裂解制氢加氢综合能源供应系统100主要的尾气排放为氮气、水、氧气。
储氨罐1用于储存液态氨，储氨罐1的出口分别与氨蒸发器2的入口和联产单元9的燃料入口相连接；储氨罐1可以是常压低温储罐、常温加压储罐或加压低温储罐，使得储氨罐1内的氨以液态形式存在，本实施例中，储氨罐1为常温加压储罐，额定压力为1MPa。
氨蒸发器2的出口分别与氨预热器3的冷流体入口和燃料混合罐4的入口相连接；氨蒸发器2与加氢机12通过换热工质进行热量交换，氨蒸发器2吸收热量，加氢机12释放热量。燃料混合罐4内为氢和氨的任意比例混合物或纯氢或纯氨；燃料混合罐4额定压力为常压。本实施例中，燃料混合罐4内为氢和氨的混合物，两者的体积分数分别为15％和85％。
氨预热器3的冷流体出口与自热式氨裂解反应器5的原料入口相连接；氨预热器3的热流体入口与过热器7的热流体出口相连接；氨预热器3的热流体出口与汽化器8的热流体入口相连接。
自热式氨裂解反应器5的原料入口与氨分离回收设备10的氨出口相连接；自热式氨裂解反应器5的产物出口与氨分离回收设备10的入口相连接；自热式氨裂解反应器5的空气入口与空气预热器6的冷流体出口相连接；自热式氨裂解反应器5的燃料入口与燃料混合罐4的出口相连接；自热式氨裂解反应器5的尾气出口与过热器7的热流体入口相连接。
自热式氨裂解反应器5的产物主要包括氢气、氮气、氨，三者的体积分数分别为69％、23％、8％；自热式氨裂解反应器5的燃料为氢和氨的任意比例混合物、纯氢或纯氨，本实施例中，自热式氨裂解反应器5的燃料为氢和氨的混合物，两者的体积分数分别为15％和85％；自热式氨裂解反应器 5的尾气主要包括氮气、水、氧气，三者的体积分数分别为67％、31％、2％。
氨分离回收设备10的氢氮出口与氢氮分离器11的入口相连接；氨分离回收设备10的氢氮出口处氨的体积分数小于0.1％；氨分离回收设备10 运行所需能量由联产单元9提供；氨分离回收设备10可以采用变压吸附解吸设备、变温吸附解吸设备17(请查阅图2)、低温分离设备或膜分离设备，其中，采用变温吸附解吸设备17，以水为吸附剂，能够使变温吸附解吸设备17的氢氮出口处氨的体积分数小于0.06％。
氢氮分离器11可以选用氢氮膜分离器18(请查阅图2)，氢氮膜分离器18运行无需能量输入；氢氮膜分离器18采用膜分离原理；氢氮分离器 11的出口分别与燃料混合罐4的入口和压缩机14的入口相连接；氢氮分离器11的出口处氢的体积分数大于99.97％；氢氮分离器11运行所需能量由联产单元9提供；氢氮分离器11的尾气主要为氮气。
压缩机14的出口与储氢单元13的入口相连接；压缩机14运行所需电能由联产单元9提供；压缩机14的额定排气压力为45-90Mpa，本实施例中，压缩机14的额定排气压力为45MPa。
储氢单元13的出口与加氢机12的入口相连接；储氢单元13由额定储氢压力为25-90MPa的储氢瓶组或储氢罐组成。本实施例中，储氢单元13 由额定储氢压力为25MPa和额定压力为45MPa的储氢瓶组组成。
加氢机12可以为氢燃料电池车或氢内燃机车提供加氢服务；加氢机12 运行所需电能由联产单元9提供；加氢机12的加注压力为35MPa或70MPa。
空气预热器6的入口冷流体为环境中的空气；空气预热器6的热流体入口与汽化器8的热流体出口相连接；空气预热器6的热流体出口尾气主要包括氮气、水、氧气。
汽化器8的冷凝水入口与联产单元9的冷凝水出口相连接；汽化器8 的饱和蒸汽出口与过热器7的饱和蒸汽入口相连接。过热器7的过热蒸汽出口与联产单元9的过热蒸汽入口相连接。
联产单元9可以根据需要生产电能、热能和冷能；其中，联产单元9利用过热蒸汽生产电能的方式包括采用蒸汽轮机15(请查阅图2)和发电机。联产单元9利用过热蒸汽生产热能的方式包括采用多级换热器。联产单元9 利用过热蒸汽生产冷能的方式包括采用吸收式制冷设备。
联产单元9利用氨燃料生产电能、热能和冷能。其中，联产单元9利用氨燃料生产电能的方式包括采用往复式内燃机16(请查阅图2)和发电机，或者燃气轮机和发电机。联产单元9利用氨燃料生产电能和热能的方式包括采用燃气轮机、发电机和多级换热器。联产单元9利用氨燃料生产冷能的方式包括采用燃气轮机、发电机和吸收式制冷设备。
本发明实施例提供的氨裂解制氢加氢综合能源供应系统100的有益效果包括：
1.为未来以氨为主要氢载体和能量载体的场景提供了一种全新的终端能源供应系统实现方式；
2.该系统可以实现仅以氨为能量输入，不需要其他额外的能量输入；
3.该系统充分耦合氨蒸发、氨裂解、氨分离、加氢、氨燃烧等工艺环节的电、热、冷流，可以实现很高的系统能源效率，提升系统经济性；
4.该系统可以实现电、氢、热、冷多种能源形式的联合输出，提升能源供应多样性；
5.该系统可根据终端需要，灵活调整电、氢、热、冷不同能源形式输出的比例，可以实现很高的灵活性，提升能源系统可靠性。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种氨裂解制氢加氢综合能源供应系统，其特征在于，所述氨裂解制氢加氢综合能源供应系统包括储氨罐(1)、氨蒸发器(2)、氨预热器(3)、自热式氨裂解反应器(5)、空气预热器(6)、过热器(7)、汽化器(8)、燃料混合罐(4)和联产单元(9)；
所述储氨罐(1)用于储存液态氨，所述储氨罐(1)的出口分别与所述氨蒸发器(2)的入口和所述联产单元(9)的燃料入口相连接；所述氨蒸发器(2)的出口分别与所述氨预热器(3)的冷流体入口和所述燃料混合罐(4)的入口相连接；所述氨预热器(3)的热流体入口与所述过热器(7)的热流体出口相连接；所述氨预热器(3)的热流体出口与所述汽化器(8)的热流体入口相连接；所述汽化器(8)的饱和蒸汽出口与所述过热器(7)的饱和蒸汽入口相连接；所述过热器(7)的过热蒸汽出口与所述联产单元(9)的过热蒸汽入口相连接；
所述自热式氨裂解反应器(5)的空气入口与所述空气预热器(6)的冷流体出口相连接；所述自热式氨裂解反应器(5)的燃料入口与所述燃料混合罐(4)的出口相连接；所述自热式氨裂解反应器(5)的尾气出口与所述过热器(7)的热流体入口相连接；
所述空气预热器(6)的热流体入口与所述汽化器(8)的热流体出口相连接；所述汽化器(8)的冷凝水入口与所述联产单元(9)的冷凝水出口相连接。
2.根据权利要求1所述的氨裂解制氢加氢综合能源供应系统，其特征在于，所述氨裂解制氢加氢综合能源供应系统还包括加氢机(12)，所述氨蒸发器(2)与所述加氢机(12)通过换热工质进行热量交换，所述氨蒸发器(2)吸收热量，所述加氢机(12)释放热量；所述加氢机(12)用于为氢燃料电池车或氢内燃机车提供加氢服务；所述加氢机(12)运行所需电能由所述联产单元(9)提供。
3.根据权利要求2所述的氨裂解制氢加氢综合能源供应系统，其特征在于，所述氨裂解制氢加氢综合能源供应系统还包括氨分离回收设备(10)，所述自热式氨裂解反应器(5)的原料入口与所述氨分离回收设备(10)的氨出口相连接；所述自热式氨裂解反应器(5)的产物出口与所述氨分离回收设备(10)的入口相连接。
4.根据权利要求3所述的氨裂解制氢加氢综合能源供应系统，其特征在于，所述氨裂解制氢加氢综合能源供应系统还包括氢氮分离器(11)，所述氨分离回收设备(10)的氢氮出口与所述氢氮分离器(11)的入口相连接；所述氢氮分离器(11)的出口与所述燃料混合罐(4)的入口连接；所述氨分离回收设备(10)运行所需能量由所述联产单元(9)提供。
5.根据权利要求4所述的氨裂解制氢加氢综合能源供应系统，其特征在于，所述氨分离回收设备(10)为变压吸附解吸设备、变温吸附解吸设备(17)、温度分离设备或膜分离设备。
6.根据权利要求4所述的氨裂解制氢加氢综合能源供应系统，其特征在于，所述氨裂解制氢加氢综合能源供应系统还包括储氢单元(13)和压缩机(14)，所述氢氮分离器(11)的出口与所述压缩机(14)的入口相连接；所述压缩机(14)的出口与所述储氢单元(13)的入口相连接；所述压缩机(14)运行所需电能由所述联产单元(9)提供；所述储氢单元(13)的出口与所述加氢机(12)的入口相连接。
7.根据权利要求6所述的氨裂解制氢加氢综合能源供应系统，其特征在于，所述储氢单元(13)由额定储氢压力为25-90MPa的储氢瓶组或储氢罐组成，所述加氢机(12)的加注压力为35MPa或70Mpa。
8.根据权利要求1所述的氨裂解制氢加氢综合能源供应系统，其特征在于，所述燃料混合罐(4)内为氢和氨的混合物、纯氢或纯氨；所述燃料混合罐(4)额定压力为常压。
9.根据权利要求1所述的氨裂解制氢加氢综合能源供应系统，其特征在于，所述联产单元(9)利用过热蒸汽生产电能、热能和冷能，所述联产单元(9)为蒸汽轮机(15)、发电机、多级换热器和吸收式制冷设备中的至少一者。
10.根据权利要求1所述的氨裂解制氢加氢综合能源供应系统，其特征在于，所述联产单元(9)利用氨燃料生产电能、热能和冷能，所述联产单元(9)为往复式内燃机(16)、燃气轮机、发电机、多级换热器和吸收式制冷设备中的至少一者。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN115178187A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-10-14 | 佛山仙湖实验室 | 一种车载高压型氨裂解反应器及工作系统 |
| CN115234308A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-10-25 | 清华四川能源互联网研究院 | 电解水制氢压力能回收利用系统 |
| CN116122992A (zh) * | 2023-04-17 | 2023-05-16 | 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) | 一种基于等离子体裂解技术的氨燃料发动机系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017168404A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | 株式会社Kri | 固体酸化物形燃料電池システム |
| CN212283958U (zh) * | 2020-09-03 | 2021-01-05 | 福州大学化肥催化剂国家工程研究中心 | 一种氨分解制氢系统及加氢站系统 |
| CN112648113A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-04-13 | 西安交通大学 | 一种绿色高效的氨燃料燃烧系统与方法 |
| CN113451612A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-28 | 西安交通大学 | 一种绿色高效的电力-氨-电力能源系统 |
| CN214467833U (zh) * | 2021-04-07 | 2021-10-22 | 清华四川能源互联网研究院 | 电解水制氢加氢站热管理系统 |
| CN113594526A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-11-02 | 西安热工研究院有限公司 | 一种基于氨储能的多联产系统及其工作方法 |
-
2022
- 2022-02-18 CN CN202210152876.2A patent/CN114508699A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017168404A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | 株式会社Kri | 固体酸化物形燃料電池システム |
| CN212283958U (zh) * | 2020-09-03 | 2021-01-05 | 福州大学化肥催化剂国家工程研究中心 | 一种氨分解制氢系统及加氢站系统 |
| CN112648113A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-04-13 | 西安交通大学 | 一种绿色高效的氨燃料燃烧系统与方法 |
| CN214467833U (zh) * | 2021-04-07 | 2021-10-22 | 清华四川能源互联网研究院 | 电解水制氢加氢站热管理系统 |
| CN113451612A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-28 | 西安交通大学 | 一种绿色高效的电力-氨-电力能源系统 |
| CN113594526A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-11-02 | 西安热工研究院有限公司 | 一种基于氨储能的多联产系统及其工作方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 安树林: "膜科学技术实用教程", 化学工业出版社, pages: 294 - 297 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115178187A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-10-14 | 佛山仙湖实验室 | 一种车载高压型氨裂解反应器及工作系统 |
| CN115234308A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-10-25 | 清华四川能源互联网研究院 | 电解水制氢压力能回收利用系统 |
| CN116122992A (zh) * | 2023-04-17 | 2023-05-16 | 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) | 一种基于等离子体裂解技术的氨燃料发动机系统 |
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