CN114891546B - 利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统，包括合成氨驰放气供应装置、LNG与NG气源供应装置、C2与C3可燃组分供应装置、氨分离处理装置、合成氨回收装置、第一组分分离装置、第二组分分离装置、第三组分分离装置、二级掺混装置、多源气体粗调装置、多源气体微调装置、高品质氢气产品处理装置、常规氢气产品处理装置、燃料级天然气产品处理装置和控制装置。本发明能够依据合成氨驰放气资源的产量与组分实际情况，结合氢气市场实时需求，按照生产过程最优化原则，系统配置出最佳生产方案组织生产，在保障安全运营前提下，实现效益最大化目标。

Description

利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统及方法
技术领域
本发明涉及气体的分离和提纯，尤其涉及一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统及方法。
背景技术
合成氨驰放气是为了保持化学反应平衡、高效、正常、稳定运转而将化工过程中副反应生成的气体、氨合成过程不能再使用的低品味气体组分经过分离出其中的氨组分后产生的混合气体，富含甲烷和氢气组分。国内合成氨驰放气资源量较多，相关统计数据表明，国内相关资源量近2000万吨。
但是，驰放气资源的利用量情况堪忧，相当一部分都没有能够得到很好利用，当作普通燃料燃烧是常见的利用方式，甚至通过火炬燃烧直接排放也并不鲜见，能源浪费与环保问题突出。这些混合气体中富含的甲烷及氢气组分是优质资源，直接燃烧的利用方式太过粗狂，高附加值组分氢气被当作燃料烧掉了，没能充分利用其高品位价值。如何想办法开发出一种工艺技术来科学、高效、合理利用这些资源，让合成氨驰放气发挥出蕴藏的应有价值，采用何种方式和经济可行的技术方案实现这一设想，这是一个很有意义的课题。
鉴于此，摆在我们面前的一个课题就是，选择一种能够高效合理利用合成氨驰放气的新工艺技术和方法，通过低成本方式，既分离提取出其中各种高附加值氢气组分，又能使其它剩余组分比如甲烷等可燃组分发挥出最大利用价值。
伴随着燃料电池汽车的发展，高品质氢气需求迅猛增加，使得实现上述想法成为可能：即让合成氨驰放气物尽其用，首先从合成氨驰放气中脱除不可燃组分，再将其中的氢气组分分离出来逐级提纯为常规工业氢气产品和高纯度高品质氢气产品，分离氢气后剩余的以甲烷为主要组分的气体通过调配，制取燃料级天然气产品，同时配置燃气发电、燃气锅炉等利用途径，用于消纳分离提纯过程中含有可燃组分的排放物，比如变压吸附解吸气，使合成氨驰放气价值得到完美的梯级利用。同时，也可以应急状态下使用。
如何改变现今对合成氨驰放气资源粗放型利用甚至排空浪费现状，充分利用合成氨驰放气制取高品质氢气产品和燃料级天然气产品，做到物尽其用，解决能源资源、环保与经济性问题，这是本发明所要寻求解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的方法及方法，其能够有效解决现有技术中所存在的上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明的一实施例提供了一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统，包括合成氨驰放气供应装置、LNG与NG气源供应装置、C2与 C3可燃组分供应装置、氨分离处理装置、合成氨回收装置、第一组分分离装置、第二组分分离装置、第三组分分离装置、二级掺混装置、多源气体粗调装置、多源气体微调装置、高品质氢气产品处理装置、常规氢气产品处理装置、燃料级天然气产品处理装置和控制装置；
所述合成氨驰放气供应装置用于提供以H2和CH4为主要组分的合成氨驰放气，所述合成氨驰放气中的组分还包括N2、Ar和NH3；
所述氨分离处理装置与所述合成氨驰放气供应装置连接，用于对所述合成氨驰放气供应装置提供的合成氨驰放气进行氨分离处理，从而分离出NH3，得到氨分离处理后的驰放气，而被分离出的NH3送入所述合成氨回收装置；
所述第一组分分离装置的入口与所述氨分离处理装置的出口连接，用于将所述氨分离处理装置输出的氨分离处理后的驰放气进行组分初次分离，分离出主要组分为CH4、 N2和Ar的第一混合气体送入所述多源气体粗调装置，而所述第一组分分离装置的出口输出为组分初次分离后的H2组分体积含量高于95％的混合气体；
所述第二组分分离装置的入口与所述第一组分分离装置的出口连接，用于对所述H2组分体积含量高于95％的混合气体进行组分再次分离，分离出主要组分为CH4、N2和Ar的第二混合气体送入所述多源气体微调装置，而所述第二组分分离装置的出口输出为组分再次分离后的H2组分体积含量为99.9％～99.999％的高品质氢气产品并送入所述高品质氢气产品处理装置；
所述第三组分分离装置的入口与所述氨分离处理装置的出口连接，用于将所述氨分离处理装置输出的氨分离处理后的驰放气进行分离，分离出主要组分为CH4、N2和 Ar的第三混合气体送入所述二级掺混装置，所述第三组分分离装置的出口输出为组分分离后的H2组分体积含量为95.0％～99.0％的常规氢气产品并送入所述常规氢气产品处理装置；
所述二级掺混装置分别与所述LNG与NG气源供应装置、第三组分分离装置连接，用于将所述LNG与NG气源供应装置提供的LNG与NG气源与第三组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体进行掺混，得到二级掺混后的多源气体；
所述多源气体粗调装置分别与所述二级掺混装置、第一组分分离装置连接，用于将所述二级掺混装置输出的二级掺混后的多源气体与第一组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第一混合气体进行多源气体粗调，得到粗调后的多源气体；
所述多源气体微调装置分别与所述多源气体粗调装置、第二组分分离装置、C2与C3可燃组分供应装置连接，用于将所述多源气体粗调装置输出的粗调后的多源气体、第二组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第二混合气体以及C2与C3可燃组分供应装置提供的C2与C3可燃组分进行多源气体微调，得到微调后的燃料级天然气产品并送入所述燃料级天然气产品处理装置；
其中，所述第三组分分离装置的入口与所述氨分离处理装置的出口的连接通道上设置第一阀门，所述二级掺混装置与所述LNG与NG气源供应装置的连接通道上设置第二阀门，所述多源气体微调装置与所述C2与C3可燃组分供应装置的连接通道上设置第三阀门，所述控制装置分别连接所述第一阀门、第二阀门及第三阀门，所述控制装置还分别连接所述常规氢气产品处理装置、燃料级天然气产品处理装置及多源气体微调装置，所述控制装置用于：
根据所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量控制所述第一阀门的开/关，从而使通过所述第一阀门的氨分离处理后的驰放气的流量能够满足所述常规氢气产品需求量；
根据所述燃料级天然气产品处理装置反馈的燃料级天然气产品需求量控制所述第二阀门的开/关，从而使通过所述第二阀门的LNG与NG气源的流量能够满足所述燃料级天然气产品需求量；
根据多源气体微调装置反馈的微调后的燃料级天然气产品的热值指标控制所述第三阀门的开/关，从而使通过所述第三阀门加入到所述多源气体微调装置的C2与C3可燃组分的流量能够使微调后的燃料级天然气产品的指标满足预设要求。
较佳地，所述利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统还包括一级掺混装置，所述二级掺混装置通过所述一级掺混装置与所述LNG与NG气源供应装置连接，所述第二阀门设置在所述一级掺混装置与所述LNG与NG气源供应装置的连接通道上；
所述一级掺混装置与所述氨分离处理装置的出口连接，用于将所述LNG与NG气源供应装置提供的LNG与NG气源与氨分离处理装置输出的氨分离处理后的驰放气进行掺混，得到一级掺混后的多源气体并输出给所述二级掺混装置，所述二级掺混装置用于将所述一级掺混装置输出的一级掺混后的多源气体与所述第三组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体进行掺混，得到二级掺混后的多源气体；
其中，所述一级掺混装置与所述氨分离处理装置的出口连接通道上设置第四阀门，所述第四阀门连接所述控制装置，所述控制装置还连接所述合成氨驰放气供应装置和高品质氢气产品处理装置，所述控制装置进一步用于：
当所述合成氨驰放气供应装置的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量时，控制所述第四阀门打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第四阀门进入所述一级掺混装置以用于生产燃料级天然气产品。
较佳地，所述利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统还包括发电装置；
所述发电装置与所述多源气体微调装置的出口连接，微调后的燃料级天然气产品进入所述发电装置用作生产电力产品；
所述发电装置与所述多源气体微调装置的出口连接通道上设置第五阀门，所述第五阀门连接所述控制装置，所述控制装置进一步用于：
根据所述燃料级天然气产品处理装置反馈的燃料级天然气产品需求量，控制所述第五阀门的开/关，从而使富余的燃料级天然气产品通过所述第五阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
在一个优选实施例中，所述发电装置还用于与所述氨分离处理装置的出口连接，所述发电装置与所述氨分离处理装置的出口连接通道上设置第六阀门，所述第六阀门与所述控制装置连接，所述控制装置还连接所述合成氨驰放气供应装置和高品质氢气产品处理装置，所述控制装置进一步用于：
当所述合成氨驰放气供应装置的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量时，控制所述第六阀门打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第六阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
在另一个优选实施例中，所述发电装置还用于与所述氨分离处理装置的出口连接，所述发电装置与所述氨分离处理装置的出口连接通道上设置第六阀门，所述第六阀门与所述控制装置连接，所述控制装置进一步用于：
当所述合成氨驰放气供应装置的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量时，首先控制所述第四阀门打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第四阀门进入所述一级掺混装置以用于生产燃料级天然气产品；
当判断通过所述第四阀门进入所述一级掺混装置的氨分离处理后的驰放气流量满足所述燃料级天然气产品需求量时，再打开所述第六阀门，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第六阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
本发明另一实施例对应提供一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的方法，适用于包括合成氨驰放气供应装置、LNG与NG气源供应装置、C2与C3可燃组分供应装置、氨分离处理装置、合成氨回收装置、第一组分分离装置、第二组分分离装置、第三组分分离装置、二级掺混装置、多源气体粗调装置、多源气体微调装置、高品质氢气产品处理装置、常规氢气产品处理装置、燃料级天然气产品处理装置和控制装置的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统中，所述方法包括；
通过合成氨驰放气供应装置用于提供以H2和CH4为主要组分的合成氨驰放气，所述合成氨驰放气中的组分还包括N2、Ar和NH3；
通过氨分离处理装置对所述合成氨驰放气供应装置提供的合成氨驰放气进行氨分离处理，从而分离出NH3，得到氨分离处理后的驰放气，并将分离出的NH3送入所述合成氨回收装置；
通过第一组分分离装置的入口将所述氨分离处理装置输出的氨分离处理后的驰放气进行组分初次分离，组分初次分离后的H2组分体积含量高于95％的混合气体，并将分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第一混合气体送入所述多源气体粗调装置；
通过第二组分分离装置对所述H2组分体积含量高于95％的混合气体进行组分再次分离，组分再次分离后的H2组分体积含量为99.9％～99.999％的高品质氢气产品并送入所述高品质氢气产品处理装置，并将分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第二混合气体送入所述多源气体微调装置；
通过第三组分分离装置将所述氨分离处理装置输出的氨分离处理后的驰放气进行分离，得到组分分离后的H2组分体积含量为95.0％～99.0％的常规氢气产品并送入所述常规氢气产品处理装置，并将分离出主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体送入所述二级掺混装置；
通过二级掺混装置将所述LNG与NG气源供应装置提供的LNG与NG气源与第三组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体进行掺混，得到二级掺混后的多源气体；
通过多源气体粗调装置将所述二级掺混装置输出的二级掺混后的多源气体与第一组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第一混合气体进行多源气体粗调，得到粗调后的多源气体；
通过多源气体微调装置将所述多源气体粗调装置输出的粗调后的多源气体、第二组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第二混合气体及C2与C3可燃组分供应装置提供的C2与C3可燃组分进行多源气体微调，得到微调后的燃料级天然气产品并送入所述燃料级天然气产品处理装置；
其中，所述第三组分分离装置的入口与所述氨分离处理装置的出口的连接通道上设置第一阀门，所述二级掺混装置与所述LNG与NG气源供应装置的连接通道上设置第二阀门，所述多源气体微调装置与所述C2与C3可燃组分供应装置的连接通道上设置第三阀门，所述控制装置分别连接所述第一阀门、第二阀门及第三阀门，所述控制装置还分别连接所述常规氢气产品处理装置、燃料级天然气产品处理装置及多源气体微调装置，所述方法还包括：
根据所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量控制所述第一阀门的开/关，从而使通过所述第一阀门的氨分离处理后的驰放气的流量能够满足所述常规氢气产品需求量；
根据所述燃料级天然气产品处理装置反馈的燃料级天然气产品需求量控制所述第二阀门的开/关，从而使通过所述第二阀门的LNG与NG气源的流量能够满足所述燃料级天然气产品需求量；
根据多源气体微调装置反馈的微调后的燃料级天然气产品的热值指标控制所述第三阀门的开/关，从而使通过所述第三阀门加入到所述多源气体微调装置的C2与C3可燃组分的流量能够使微调后的燃料级天然气产品的指标满足预设要求。
较佳地，所述系统还包括一级掺混装置，所述二级掺混装置通过所述一级掺混装置与所述LNG与NG气源供应装置连接，所述第二阀门设置在所述一级掺混装置与所述LNG与NG气源供应装置的连接通道上；所述方法还包括：
通过一级掺混装置将所述LNG与NG气源供应装置提供的LNG与NG气源与氨分离处理装置输出的氨分离处理后的驰放气进行掺混，得到一级掺混后的多源气体并输出给所述二级掺混装置；
通过所述二级掺混装置将所述一级掺混装置输出的一级掺混后的多源气体与所述第三组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体进行掺混，得到二级掺混后的多源气体；
其中，所述一级掺混装置与所述氨分离处理装置的出口连接通道上设置第四阀门，所述第四阀门连接所述控制装置，所述控制装置还连接所述合成氨驰放气供应装置和高品质氢气产品处理装置，所述方法还包括：
当所述合成氨驰放气供应装置的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量时，控制所述第四阀门打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第四阀门进入所述一级掺混装置以用于生产燃料级天然气产品。
较佳地，所述系统还包括发电装置，所述发电装置与所述多源气体微调装置的出口连接；所述方法还包括：
将微调后的燃料级天然气产品进入所述发电装置用作生产电力产品；
其中，所述发电装置与所述多源气体微调装置的出口连接通道上设置第五阀门，所述第五阀门连接所述控制装置，所述方法还包括：
根据所述燃料级天然气产品处理装置反馈的燃料级天然气产品需求量，控制所述第五阀门的开/关，从而使富余的燃料级天然气产品通过所述第五阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
在一个优选实施例中，所述发电装置还用于与所述氨分离处理装置的出口连接，所述发电装置与所述氨分离处理装置的出口连接通道上设置第六阀门，所述第六阀门与所述控制装置连接，所述控制装置还连接所述合成氨驰放气供应装置和高品质氢气产品处理装置，所述方法还包括：
当所述合成氨驰放气供应装置的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量时，控制所述第六阀门打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第六阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
在另一个优选实施例中，所述发电装置还用于与所述氨分离处理装置的出口连接，所述发电装置与所述氨分离处理装置的出口连接通道上设置第六阀门，所述第六阀门与所述控制装置连接，所述方法还包括：
当所述合成氨驰放气供应装置的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量时，首先控制所述第四阀门打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第四阀门进入所述一级掺混装置以用于生产燃料级天然气产品；
当判断通过所述第四阀门进入所述一级掺混装置的氨分离处理后的驰放气流量满足所述燃料级天然气产品需求量时，再打开所述第六阀门，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第六阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1是本发明实施例1提供的一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的结构示意图；
图2是本发明实施例2提供的一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的结构示意图；
图3是本发明实施例3提供的一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的结构示意图；
图4是本发明实施例4提供的一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的结构示意图。
图5是本发明实施例5提供的一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的结构示意图；
图6是本发明实施例6提供的一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的结构示意图。
图7是本发明实施例提供的一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的方法的流程示意图。
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。
本发明所要攻克的技术难题及本发明的创新出发点包括如下：
一是高品质氢气需求量目前还不是很大，但市场前景广阔，需要经历一个渐进的、逐步增大的发展过程，而这个过程在每个地区还完全不一样，影响因素很多，因此，合成氨驰放气资源量与制取高纯度氢气产品需要的原料量之间显然不平衡，往往这个差距还不小且变化。在这个渐进的发展过程中如何平衡这个差值，解决资源量和需求量之间动态变化差值的平衡问题，需要有一个灵活机动、能安全运行并能适应这个变化的生产系统及相应的工艺技术方案，这是第一道摆在面前的寻求合理的技术方案和对应的生产系统来解决合成氨驰放气、焦炉煤气资源量与需求量不平衡条件下的高效利用问题。
二是不少合成氨驰放气自身或周边均存在常规工业氢气产品的需求，需要考虑利用合成氨驰放气同时制取高品质氢气和常规工业氢气产品的融合问题，不同的产品要求对应的生产工艺不同，需要因地制宜进行工艺技术的集成组合，解决同时生产不同纯度、不同品质氢气的成本最低化、工艺合理化问题。
三是如何开发与确立将合成氨驰放气中的1)杂质与有害物质；2)非可燃组分；3)CH4与C2、C3等可燃组分；4)H2组分等进行低成本、高效分离的技术方案与生产装置。
四是对于分离出来的非可燃组分如何处理， 如何高效利用CH4与C2、C3等可燃组分，发挥出这部分组分的最大价值， 确定高纯度、高品质H2产品与常规H2产品的协同融合生产方案。
五是确定燃料级天然气产品质量标准，依据合成氨驰放气资源量、组分等参数及H2产品市场需求，通过合理匹配生产技术方案和装备，实现高品质H2产品、常规H2产品及燃料级天然气产品生产成本做底化目标。
本发明就是基于上述考虑，提出了一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统及方法，其中系统包括合成氨驰放气(包括焦炉煤气)、LNG与NG气源、 C2与C3可燃组分在内的三个输入端口，涵盖相应的净化处理设施、分离装置、掺混装置及控制装置，可依据需要生产出高品质H2产品、常规H2产品、燃料级天然气产品及电力产品。系统可依据输入的原料组分与资源量大小、市场需求等因素，自动匹配生产“H2产品(高品质及常规)+燃料级天然气产品”或“H2产品(高品质及常规)+ 电力产品”或“H2产品(高品质及常规)+燃料级天然气产品+电力产品”，生产过程无扰动切换，实现生产过程成本最优化、能源利用合理化、整体效能最高、价值最大化目标。
下面将通过多个具体实施例详细说明本发明的实现方案。
参考图1，本发明实施例1提供了一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的结构示意图，该实施例提供的系统包括合成氨驰放气供应装置101、LNG与NG气源供应装置102、C2与C3可燃组分供应装置103、氨分离处理装置、合成氨回收装置105、第一组分分离装置106、第二组分分离装置107、第三组分分离装置108、二级掺混装置110、多源气体粗调装置111、多源气体微调装置112、高品质氢气产品处理装置113、常规氢气产品处理装置114、燃料级天然气产品处理装置115和控制装置116。
其中，所述合成氨驰放气供应装置101用于提供以H2和CH4为主要组分的合成氨驰放气(如图中标记A所示)，所述合成氨驰放气中的组分还包括N2、Ar和NH3。
可以理解的，例如，所述合成氨驰放气供应装置101可以用于连接化肥等企业的合成氨驰放气排放管等装置，以接收化肥等企业的合成氨驰放气资源。尽管合成氨驰放气组分并不衡定，产量有些变化，但有一点可以确定：其中的氢气和甲烷组分含量一般都较高，总量也可观，因而具有较高的回收利用价值。
例如，某化肥企业合成氨驰放气组成量如下表1。
Figure GDA0003934533760000111
Figure GDA0003934533760000121
表1
所述氨分离处理装置104与所述合成氨驰放气供应装置101连接，用于对所述合成氨驰放气供应装置101提供的合成氨驰放气进行氨分离处理，从而分离出NH3，得到氨分离处理后的驰放气(如图中标记①所示)，而被分离出的NH3送入所述合成氨回收装置105。
所述第一组分分离装置106的入口与所述氨分离处理装置104的出口连接，用于将所述氨分离处理装置104输出的氨分离处理后的驰放气(如图中标记①所示)进行组分初次分离，分离出主要组分为CH4、N2和Ar的第一混合气体(如图中标记③所示) 送入所述多源气体粗调装置111，而所述第一组分分离装置106的出口输出为组分初次分离后的H2组分体积含量高于95％的混合气体(如图中标记②所示)。
所述第二组分分离装置107的入口与所述第一组分分离装置106的出口连接，用于对所述H2组分体积含量高于95％的混合气体(如图中标记②所示)进行组分再次分离，分离出主要组分为CH4、N2和Ar的第二混合气体(如图中标记④所示)送入所述多源气体微调装置112，而所述第二组分分离装置107的出口输出为组分再次分离后的 H2组分体积含量为99.9％～99.999％的高品质氢气产品(如图中标记D所示)并送入所述高品质氢气产品处理装置113。
所述第三组分分离装置108的入口与所述氨分离处理装置104的出口连接，用于将所述氨分离处理装置104输出的氨分离处理后的驰放气(如图中标记①所示)进行分离，分离出主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体(如图中标记⑤所示)送入所述二级掺混装置110，所述第三组分分离装置108的出口输出为组分分离后的H2组分体积含量为95.0％～99.0％的常规氢气产品(如图中标记E所示)并送入所述常规氢气产品处理装置114。
所述二级掺混装置110分别与所述LNG与NG气源供应装置102、第三组分分离装置108连接，用于将所述LNG与NG气源供应装置102提供的LNG与NG气源(如图中标记B所示)与第三组分分离装置108分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体(如图中标记⑤所示)进行掺混，得到二级掺混后的多源气体(如图中标记⑥所示)。
所述多源气体粗调装置111分别与所述二级掺混装置110、第一组分分离装置106连接，用于将所述二级掺混装置110输出的二级掺混后的多源气体(如图中标记⑥所示)与第一组分分离装置106分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第一混合气体(如图中标记③所示)进行多源气体粗调，得到粗调后的多源气体(如图中标记⑦所示)。
所述多源气体微调装置112分别与所述多源气体粗调装置111、第二组分分离装置107、C2与C3可燃组分供应装置103连接，用于将所述多源气体粗调装置111输出的粗调后的多源气体(如图中标记⑦所示)、第二组分分离装置107分离出的主要组分为 CH4、N2和Ar的第二混合气体(如图中标记④所示)以及C2与C3可燃组分供应装置提供的C2与C3可燃组分(如图中标记C所示)进行多源气体微调，得到微调后的燃料级天然气产品(如图中标记F所示)并送入所述燃料级天然气产品处理装置115。
其中，所述第三组分分离装置108的入口与所述氨分离处理装置104的出口的连接通道上设置第一阀门P1，所述二级掺混装置110与所述LNG与NG气源供应装置 102的连接通道上设置第二阀门P2，所述多源气体微调装置112与所述C2与C3可燃组分供应装置103的连接通道上设置第三阀门P3，所述控制装置116分别连接所述第一阀门P1、第二阀门P2及第三阀门P3，所述控制装置116还分别连接所述常规氢气产品处理装置114、燃料级天然气产品处理装置115及多源气体微调装置112，所述控制装置116用于：
根据所述常规氢气产品处理装置114反馈的常规氢气产品需求量控制所述第一阀门P1的开/关，从而使通过所述第一阀门P1的氨分离处理后的驰放气(如图中标记①所示)的流量能够满足所述常规氢气产品需求量；
根据所述燃料级天然气产品处理装置115反馈的燃料级天然气产品需求量控制所述第二阀门P2的开/关，从而使通过所述第二阀门P2的LNG与NG气源(如图中标记B所示)的流量能够满足所述燃料级天然气产品需求量；
根据多源气体微调装置112反馈的微调后的燃料级天然气产品的热值指标控制所述第三阀门P3的开/关，从而使通过所述第三阀门P3加入到所述多源气体微调装置112 的C2与C3可燃组分(如图中标记C所示)的流量能够使微调后的燃料级天然气产品的指标满足预设要求。可以理解的，仅当所述多源气体微调装置112反馈的微调后的燃料级天然气产品的热值指标不满足要求时，才需要打开所述第三阀门P3以输入C2与 C3可燃组分。控制C2与C3可燃组分的流量的原则是燃料级天然气产品热值、华白指数和燃烧势指标在国标规定的范围之内。
参考图2，是本发明实施例2提供了一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的结构示意图，本实施例提供的系统在图1所示的实施例1的基础上，还增加一级掺混装置109，所述二级掺混装置110通过所述一级掺混装置109与所述LNG 与NG气源供应装置102连接，所述第二阀门P2设置在所述一级掺混装置109与所述 LNG与NG气源供应装置102的连接通道上。
具体的，所述一级掺混装置109分别与LNG与NG气源供应装置102、所述氨分离处理装置104的出口连接，用于将所述LNG与NG气源供应装置102提供的LNG 与NG气源(如图中标记B所示)与氨分离处理装置104输出的氨分离处理后的驰放气(如图中标记①所示)进行掺混，得到一级掺混后的多源气体(如图中标记⑧所示) 并输出给所述二级掺混装置110，所述二级掺混装置110用于将所述一级掺混装置109 输出的一级掺混后的多源气体(如图中标记⑧所示)与所述第三组分分离装置108分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体(如图中标记⑤所示)进行掺混，得到二级掺混后的多源气体(如图中标记⑥所示)。
其中，所述一级掺混装置109与所述氨分离处理装置104的出口连接通道上设置第四阀门P4，所述第四阀门P4连接所述控制装置116，所述控制装置116还连接所述合成氨驰放气供应装置101和高品质氢气产品处理装置113，所述控制装置116进一步用于：
当所述合成氨驰放气供应装置101的合成氨驰放气(如图中标记A所示)的供应量大于所述高品质氢气产品处理装置113反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置114反馈的常规氢气产品需求量时，控制所述第四阀门P4打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第四阀门P4以分流进入所述一级掺混装置 109以用于生产燃料级天然气产品。
可以理解的，本实施例提供的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的其他装置的结构和功能与实施例1提供的对应装置的结构和功能基本一致，在此不再赘述。
参考图3，是本发明实施例3提供了一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的结构示意图，该实施例提供的系统在实施例1的基础上，进一步增加设置发电装置117。
具体的，所述发电装置117与所述多源气体微调装置112的出口连接，微调后的燃料级天然气产品(如图中标记F所示)进入所述发电装置用作生产电力产品。
其中，所述发电装置117与所述多源气体微调装置112的出口连接通道上设置第五阀门P5，所述第五阀门P5连接所述控制装置116，所述控制装置116进一步用于：
根据所述燃料级天然气产品处理装置115反馈的燃料级天然气产品需求量，控制所述第五阀门P5的开/关，从而使富余的燃料级天然气产品通过所述第五阀门P5进入所述发电装置用作生产电力产品。
例如，当所述多源气体微调装置112的出口输出的微调后的燃料级天然气产品(如图中标记F所示)已超过所述燃料级天然气产品处理装置115反馈的燃料级天然气产品需求量时，即可通过控制装置116打开第五阀门P5，多源气体微调装置112的出口输出的剩余的微调后的燃料级天然气产品(如图中标记F所示)通过所述第五阀门P5 以分流进入所述发电装置用作生产电力产品。
可以理解的，本实施例提供的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的其他装置的结构和功能与实施例1提供的对应装置的结构和功能基本一致，在此不再赘述。
参考图4，是本发明实施例4提供了一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的结构示意图，该实施例提供的系统在实施例2的基础上，进一步增加设置发电装置117。
具体的，所述发电装置117与所述多源气体微调装置112的出口连接，微调后的燃料级天然气产品(如图中标记F所示)进入所述发电装置用作生产电力产品。
其中，所述发电装置117与所述多源气体微调装置112的出口连接通道上设置第五阀门P5，所述第五阀门P5连接所述控制装置116，所述控制装置116进一步用于：
根据所述燃料级天然气产品处理装置115反馈的燃料级天然气产品需求量，控制所述第五阀门P5的开/关，从而使富余的燃料级天然气产品通过所述第五阀门P5进入所述发电装置用作生产电力产品。
例如，当所述多源气体微调装置112的出口输出的微调后的燃料级天然气产品(如图中标记F所示)已超过所述燃料级天然气产品处理装置115反馈的燃料级天然气产品需求量时，即可通过控制装置116打开第五阀门P5，多源气体微调装置112的出口输出的剩余的微调后的燃料级天然气产品(如图中标记F所示)通过所述第五阀门P5 以分流进入所述发电装置用作生产电力产品。
可以理解的，本实施例提供的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的其他装置的结构和功能与实施例2提供的对应装置的结构和功能基本一致，在此不再赘述。
参考图5，是本发明实施例5提供了一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的结构示意图，该实施例提供的系统在实施例3的基础上进行改进，所述发电装置117还用于与所述氨分离处理装置104的出口连接，所述发电装置117与所述氨分离处理装置104的出口连接通道上设置第六阀门P6，所述第六阀门P6与所述控制装置116连接，所述控制装置116还连接所述合成氨驰放气供应装置101和高品质氢气产品处理装置113，所述控制装置116进一步用于：
当所述合成氨驰放气供应装置101的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置113反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置114反馈的常规氢气产品需求量时，控制所述第六阀门P6打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第六阀门P6进入所述发电装置用作生产电力产品。
可以理解的，当控制装置116打开第五阀门P5，多源气体微调装置112的出口输出的剩余的微调后的燃料级天然气产品(如图中标记F所示)通过所述第五阀门P5进入所述发电装置用作生产电力产品时，富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第六阀门P6后可与所述通过所述第五阀门P5的燃料级天然气产品混合后再进入所述发电装置用作生产电力产品。
可以理解的，本实施例提供的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的其他装置的结构和功能与实施例3提供的对应装置的结构和功能基本一致，在此不再赘述。
参考图6，是本发明实施例6提供了一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的结构示意图，该实施例提供的系统在实施例4的基础上进行改进，所述发电装置117还用于与所述氨分离处理装置104的出口连接，所述发电装置117与所述氨分离处理装置104的出口连接通道上设置第六阀门P6，所述第六阀门P6与所述控制装置116连接，所述控制装置116进一步用于：
当所述合成氨驰放气供应装置101的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置113反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置114反馈的常规氢气产品需求量时，首先控制所述第四阀门P4打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第四阀门P4进入所述一级掺混装置109以用于生产燃料级天然气产品；
当判断通过所述第四阀门P4进入所述一级掺混装置109的氨分离处理后的驰放气流量满足所述燃料级天然气产品需求量时再控制所述第六阀门P6打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第六阀门P6分流进入所述发电装置用作生产电力产品。
可以理解的，当控制装置116打开第五阀门P5，多源气体微调装置112的出口输出的剩余的微调后的燃料级天然气产品(如图中标记F所示)通过所述第五阀门P5进入所述发电装置用作生产电力产品时，富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第六阀门P6后可与所述通过所述第五阀门P5的燃料级天然气产品混合后再进入所述发电装置用作生产电力产品。
可以理解的，本实施例提供的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统的其他装置的结构和功能与实施例4提供的对应装置的结构和功能基本一致，在此不再赘述。
可以理解的，在本发明提供的上述实施例中，充分合理高效利用企业排放的合成氨驰放气，通过将区域能源供应与禀赋条件综合考量，打破行业与企业壁垒，通盘考虑区域能源需求实际情况，按照能源梯级利用、总体成本最优化原则，发挥协同优势，将驰放气资源化利用价值发挥为极致，实现多能互补的高效能源系统目标，惠及区域能源供应方与所有能源利用客户。其中，本发明的上述实施例所公开的技术方案要点如下：
1、合成氨驰放气进入氨分离处理装置回收NH3后，得到以氢气和甲烷为主要组分的气体。
2、第三组分分离装置由若干设备组合而成。依据常规氢气产品客户品质需求，在低成本低能耗条件下组织生产运行，分离出少量氢气组分、甲烷及其他不可燃组分，得到能够满足客户要求的氢气产品。
3、第一组分分离装置、第二组分分离装置也是由若干设备组合而成。依据高品质氢气产品客户品质需求，在低成本低能耗条件下组织生产运行，逐级深度分离出少量氢气组分、甲烷及其他不可燃组分，得到能够满足客户要求的高品质氢气产品。
4、从第三组分分离装置、第一组分分离装置、第二组分分离装置中分离出来的以甲烷为主要组分的混合气体分别进入二级掺混装置、多源气体粗调装置、多源气体微调装置中与LNG(气相)与NG气源混合，生产燃料级天然气产品。
5、通过控制进入多源气体微调装置中的“C2、C3可燃组分”流量，确保燃料级天然气产品各项指标满足国标要求。
6、合成氨驰放气资源量大于“高品质氢气产品+常规氢气产品”的需求量时，多余部分可通过第四阀门P4调节进入一级掺混装置用作生产燃料级天然气产品；或者通过第六阀门P6调节进入发电装置用作生产电力产品。
参考图7，本发明实施例提供一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的方法的流程示意图，包括合成氨驰放气供应装置、LNG与NG气源供应装置、C2与C3可燃组分供应装置、氨分离处理装置、合成氨回收装置、第一组分分离装置、第二组分分离装置、第三组分分离装置、二级掺混装置、多源气体粗调装置、多源气体微调装置、高品质氢气产品处理装置、常规氢气产品处理装置、燃料级天然气产品处理装置和控制装置的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统中，所述方法包括步骤：
S501、通过合成氨驰放气供应装置用于提供以H2和CH4为主要组分的合成氨驰放气，所述合成氨驰放气中的组分还包括N2、Ar和NH3；
S502、通过氨分离处理装置对所述合成氨驰放气供应装置提供的合成氨驰放气进行氨分离处理，从而分离出NH3，得到氨分离处理后的驰放气，并将分离出的NH3送入所述合成氨回收装置；
S503、通过第一组分分离装置的入口将所述氨分离处理装置输出的氨分离处理后的驰放气进行组分初次分离，组分初次分离后的H2组分体积含量高于95％的混合气体，并将分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第一混合气体送入所述多源气体粗调装置；
S504、通过第二组分分离装置对所述H2组分体积含量高于95％的混合气体进行组分再次分离，组分再次分离后的H2组分体积含量为99.9％～99.999％的高品质氢气产品并送入所述高品质氢气产品处理装置，并将分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第二混合气体送入所述多源气体微调装置；
S505、通过第三组分分离装置将所述氨分离处理装置输出的氨分离处理后的驰放气进行分离，得到组分分离后的H2组分体积含量为95.0％～99.0％的常规氢气产品并送入所述常规氢气产品处理装置，并将分离出主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体送入所述二级掺混装置；
S506、通过二级掺混装置将所述LNG与NG气源供应装置提供的LNG与NG气源与第三组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体进行掺混，得到二级掺混后的多源气体；
S507、通过多源气体粗调装置将所述二级掺混装置输出的二级掺混后的多源气体与第一组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第一混合气体进行多源气体粗调，得到粗调后的多源气体；
S508、通过多源气体微调装置将所述多源气体粗调装置输出的粗调后的多源气体、第二组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第二混合气体及C2与C3可燃组分供应装置提供的C2与C3可燃组分进行多源气体微调，得到微调后的燃料级天然气产品并送入所述燃料级天然气产品处理装置；
其中，所述第三组分分离装置的入口与所述氨分离处理装置的出口的连接通道上设置第一阀门，所述二级掺混装置与所述LNG与NG气源供应装置的连接通道上设置第二阀门，所述多源气体微调装置与所述C2与C3可燃组分供应装置的连接通道上设置第三阀门，所述控制装置分别连接所述第一阀门、第二阀门及第三阀门，所述控制装置还分别连接所述常规氢气产品处理装置、燃料级天然气产品处理装置及多源气体微调装置，所述方法还包括：
根据所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量控制所述第一阀门的开/关，从而使通过所述第一阀门的氨分离处理后的驰放气的流量能够满足所述常规氢气产品需求量；
根据所述燃料级天然气产品处理装置反馈的燃料级天然气产品需求量控制所述第二阀门的开/关，从而使通过所述第二阀门的LNG与NG气源的流量能够满足所述燃料级天然气产品需求量；
根据多源气体微调装置反馈的微调后的燃料级天然气产品的热值指标控制所述第三阀门的开/关，从而使通过所述第三阀门加入到所述多源气体微调装置的C2与C3可燃组分的流量能够使微调后的燃料级天然气产品的指标满足预设要求。
在一个优选实施例中，所述系统还包括一级掺混装置，所述二级掺混装置通过所述一级掺混装置与所述LNG与NG气源供应装置连接，所述第二阀门设置在所述一级掺混装置与所述LNG与NG气源供应装置的连接通道上；所述方法还包括：
通过一级掺混装置将所述LNG与NG气源供应装置提供的LNG与NG气源与氨分离处理装置输出的氨分离处理后的驰放气进行掺混，得到一级掺混后的多源气体并输出给所述二级掺混装置；
通过所述二级掺混装置将所述一级掺混装置输出的一级掺混后的多源气体与所述第三组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体进行掺混，得到二级掺混后的多源气体；
其中，所述一级掺混装置与所述氨分离处理装置的出口连接通道上设置第四阀门，所述第四阀门连接所述控制装置，所述控制装置还连接所述合成氨驰放气供应装置和高品质氢气产品处理装置，所述方法还包括：
当所述合成氨驰放气供应装置的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量时，控制所述第四阀门打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第四阀门进入所述一级掺混装置以用于生产燃料级天然气产品。
进一步的，所述发电装置还用于与所述氨分离处理装置的出口连接，所述发电装置与所述氨分离处理装置的出口连接通道上设置第六阀门，所述第六阀门与所述控制装置连接，所述控制装置还连接所述合成氨驰放气供应装置和高品质氢气产品处理装置，所述方法还包括：
当所述合成氨驰放气供应装置的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量时，控制所述第六阀门打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第六阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
在另一个优选实施例中，所述系统还包括发电装置，所述发电装置与所述多源气体微调装置的出口连接；所述方法还包括：
将微调后的燃料级天然气产品进入所述发电装置用作生产电力产品；
其中，所述发电装置与所述多源气体微调装置的出口连接通道上设置第五阀门，所述第五阀门连接所述控制装置，所述方法还包括：
根据所述燃料级天然气产品处理装置反馈的燃料级天然气产品需求量，控制所述第五阀门的开/关，从而使富余的燃料级天然气产品通过所述第五阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
进一步的，所述发电装置还用于与所述氨分离处理装置的出口连接，所述发电装置与所述氨分离处理装置的出口连接通道上设置第六阀门，所述第六阀门与所述控制装置连接，所述方法还包括：
当所述合成氨驰放气供应装置的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量时，首先控制所述第四阀门打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第四阀门进入所述一级掺混装置以用于生产燃料级天然气产品；
当判断通过所述第四阀门进入所述一级掺混装置的氨分离处理后的驰放气流量满足所述燃料级天然气产品需求量时，再打开所述第六阀门，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第六阀门分流进入所述发电装置用作生产电力产品。
具体实例1：
以合成氨驰放气为原料生产“H2产品(高品质及常规)+燃料级天然气产品”。
某一大型化肥生产企业，合成氨驰放气资源量为12万m3/h，未能合理利用，组成如前述表1所示。而毗邻有一家汽车薄板生产企业需要大量的高品质H2产品；产区外还有一个社会化的氢气瓶组站需要流量为5000m3/h的常规H2产品外销。
1、可按照图2构建系统；或，按照图4构建系统，并保持第五阀门P5关闭；或，按照图6构建系统，并保持第五阀门P5和第六阀门P6关闭。
流量为12万m3/h的合成氨驰放气进入氨分离装置104中分离出NH3为1560m3/h 送入合成氨回收装置105予以回收利用，剩余的驰放气通过第一阀门P1控制，使11200 m3/h流量驰放气①进入第三组分分离装置108中，生产出常规H2产品，流量为5000m3/h，供氢气瓶组站外销。从第三组分分离装置108中分离出6200m3/h包含CH4、N2、Ar 组分混合气体⑤进入二级掺混装置110，用于生产燃料级天然气产品。
2、进入第一组分分离装置106的驰放气①的流量为107240m3/h，分离出39800 m3/h包含CH4、N2、Ar组分的混合气体③进入多源气体粗调装置111，剩余流量为67440 m3/h的气体②进入第二组分分离装置107，分离出25440m3/h包含CH4、N2、Ar组分的混合气体④进入多源气体微调装置112生产燃料级天然气产品，得到42000m3/h的高品质H2产品D进入汽车薄板厂氢气管道系统供客户使用。
3、上述6200m3/h、39800m3/h、25440m3/h的分离气体与通过第二阀门P2控制的76500m3/h流量的LNG与NG气源混合，生产出符合国家标准的157940m3/h燃料级天然气产品供客户使用。
4、高品质H2产品和常规H2产品需求量降低时，调节第四阀门P4使富余的驰放气①进入一级掺混装置109生产燃料级天然气产品。
5、燃料级天然气产品热值指标不满足要求时，控制第三阀门P3的开度在分分离装置107，分离出18000m3/h包含CH4、N2、Ar组分的混合气体④进入微调装置中加入适量“C2、C3可燃组分”,控制该流量的原则是燃料级天然气产品热值、华白指数和燃烧势指标在国标规定的范围之内。
具体实例2：
以合成氨驰放气为原料生产“H2产品(高品质及常规)+电力产品”。
1、可按照图5构建系统，并保持第五阀门P5打开及第二阀门P2、第三阀门P3 关闭；或，按照图6构建系统，并保持第五阀门P5打开及第二阀门P2、第三阀门P3、第四阀门P4关闭。
流量为12万m3/h的合成氨驰放气进入氨分离装置104中分离出NH3为1560m3/h 送入合成氨回收装置105予以回收利用，剩余的驰放气通过第一阀门P1控制，使11200 m3/h流量驰放气①进入第三组分分离装置108中，生产出常规H2产品，流量为5000m3/h，供氢气瓶组站外销。从第三组分分离装置108中分离出6200m3/h包含CH4、N2、Ar 组分混合气体⑤进入二级掺混装置110。
2、进入第一组分分离装置106的驰放气①的流量为107240m3/h，分离出39800 m3/h包含CH4、N2、Ar组分的混合气体③进入多源气体粗调装置111，剩余流量为67440 m3/h的气体②进入第二组分分离装置107，分离出25440m3/h包含CH4、N2、Ar组分的混合气体④进入多源气体微调装置112，得到42000m3/h的高品质H2产品D进入汽车薄板厂氢气管道系统供客户使用。
3、上述6200m3/h、39800m3/h、25440m3/h的分离气体汇合后全部通过第五阀门P5送入发电装置117发电(可以理解的，此时燃料级天然气产品处理装置115的入口可以关闭以拒绝接收气体)。
4、高品质H2产品和常规H2产品需求量降低时，调节第六阀门P6使富余的驰放气①进入发电装置117发电。
具体实例3：
以合成氨驰放气为原料生产“H2产品(高品质及常规)+燃料级天然气产品+电力产品”。
1、可按照图6构建系统。
流量为12万m3/h的合成氨驰放气进入氨分离装置104中分离出NH3为1560m3/h 送入合成氨回收装置105予以回收利用，剩余的驰放气通过第一阀门P1控制，使11200 m3/h流量驰放气①进入第三组分分离装置108中，生产出常规H2产品，流量为5000m3/h，供氢气瓶组站外销。
2、从第三组分分离装置108中分离出6200m3/h包含CH4、N2、Ar组分混合气体
⑤进入二级掺混装置110，用于生产燃料级天然气产品。
3、控制第六阀门P6开度，使进入第一组分分离装置106的流量为78000m3/h，分离出30000m3/h包含CH4、N2、Ar组分的混合气体③进入多源气体粗调装置111，剩余流量为48000m3/h的气体②进入第二组分分离装置107，分离出18000m3/h包含 CH4、N2、Ar组分的混合气体④进入多源气体微调装置112生产燃料级天然气产品，得到30000m3/h的高品质H2产品D进入汽车薄板厂氢气管道系统供客户使用。
4、上述6200m3/h、30000m3/h、18000m3/h的分离气体与通过第二阀门P2控制的52000m3/h流量的LNG与NG气源混合，生产出符合国家标准的106200m3/h燃料级天然气产品供客户使用。
5、通过控制第五阀门P5开度，使60000m3/h燃料级天然气供客户使用，剩余的46200m3/h流量的燃料级天然气产品与通过第六阀门P6控制的流量为29240m3/h的氨分离处理后的驰放气混合，合计流量为75440m3/h送入发电装置117发电。
6、高品质H2产品和常规H2产品需求量降低时，调节第六阀门P6使富余的驰放气①进入发电装置117发电。
7、燃料级天然气产品热值指标不满足要求时，控制第三阀门P3的开度在分分离装置107，分离出18000m3/h包含CH4、N2、Ar组分的混合气体④进入微调装置中加入适量“C2、C3可燃组分”,控制该流量的原则是燃料级天然气产品热值、华白指数和燃烧势指标在国标规定的范围之内。
以上所揭露的仅为本发明一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (12)

1.一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统，其特征在于，包括合成氨驰放气供应装置、LNG与NG气源供应装置、C2与C3可燃组分供应装置、氨分离处理装置、合成氨回收装置、第一组分分离装置、第二组分分离装置、第三组分分离装置、二级掺混装置、多源气体粗调装置、多源气体微调装置、高品质氢气产品处理装置、常规氢气产品处理装置、燃料级天然气产品处理装置和控制装置；
所述合成氨驰放气供应装置用于提供以H2和CH4为主要组分的合成氨驰放气，所述合成氨驰放气中的组分还包括N2、Ar和NH3；
所述氨分离处理装置与所述合成氨驰放气供应装置连接，用于对所述合成氨驰放气供应装置提供的合成氨驰放气进行氨分离处理，从而分离出NH3，得到氨分离处理后的驰放气，而被分离出的NH3送入所述合成氨回收装置；
所述第一组分分离装置的入口与所述氨分离处理装置的出口连接，用于将所述氨分离处理装置输出的氨分离处理后的驰放气进行组分初次分离，分离出主要组分为CH4、N2和Ar的第一混合气体送入所述多源气体粗调装置，而所述第一组分分离装置的出口输出为组分初次分离后的H2组分体积含量高于95％的混合气体；
所述第二组分分离装置的入口与所述第一组分分离装置的出口连接，用于对所述H2组分体积含量高于95％的混合气体进行组分再次分离，分离出主要组分为CH4、N2和Ar的第二混合气体送入所述多源气体微调装置，而所述第二组分分离装置的出口输出为组分再次分离后的H2组分体积含量为99.9％～99.999％的高品质氢气产品并送入所述高品质氢气产品处理装置；
所述第三组分分离装置的入口与所述氨分离处理装置的出口连接，用于将所述氨分离处理装置输出的氨分离处理后的驰放气进行分离，分离出主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体送入所述二级掺混装置，所述第三组分分离装置的出口输出为组分分离后的H2组分体积含量为95.0％～99.0％的常规氢气产品并送入所述常规氢气产品处理装置；
所述二级掺混装置分别与所述LNG与NG气源供应装置、第三组分分离装置连接，用于将所述LNG与NG气源供应装置提供的LNG与NG气源与第三组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体进行掺混，得到二级掺混后的多源气体；
所述多源气体粗调装置分别与所述二级掺混装置、第一组分分离装置连接，用于将所述二级掺混装置输出的二级掺混后的多源气体与第一组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第一混合气体进行多源气体粗调，得到粗调后的多源气体；
所述多源气体微调装置分别与所述多源气体粗调装置、第二组分分离装置、C2与C3可燃组分供应装置连接，用于将所述多源气体粗调装置输出的粗调后的多源气体、第二组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第二混合气体以及C2与C3可燃组分供应装置提供的C2与C3可燃组分进行多源气体微调，得到微调后的燃料级天然气产品并送入所述燃料级天然气产品处理装置；
其中，所述第三组分分离装置的入口与所述氨分离处理装置的出口的连接通道上设置第一阀门，所述二级掺混装置与所述LNG与NG气源供应装置的连接通道上设置第二阀门，所述多源气体微调装置与所述C2与C3可燃组分供应装置的连接通道上设置第三阀门，所述控制装置分别连接所述第一阀门、第二阀门及第三阀门，所述控制装置还分别连接所述常规氢气产品处理装置、燃料级天然气产品处理装置及多源气体微调装置，所述控制装置用于：
根据所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量控制所述第一阀门的开/关，从而使通过所述第一阀门的氨分离处理后的驰放气的流量能够满足所述常规氢气产品需求量；
根据所述燃料级天然气产品处理装置反馈的燃料级天然气产品需求量控制所述第二阀门的开/关，从而使通过所述第二阀门的LNG与NG气源的流量能够满足所述燃料级天然气产品需求量；
根据多源气体微调装置反馈的微调后的燃料级天然气产品的热值指标控制所述第三阀门的开/关，从而使通过所述第三阀门加入到所述多源气体微调装置的C2与C3可燃组分的流量能够使微调后的燃料级天然气产品的指标满足预设要求。
2.根据权利要求1所述的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统，其特征在于，还包括一级掺混装置，所述二级掺混装置通过所述一级掺混装置与所述LNG与NG气源供应装置连接，所述第二阀门设置在所述一级掺混装置与所述LNG与NG气源供应装置的连接通道上；
所述一级掺混装置与所述氨分离处理装置的出口连接，用于将所述LNG与NG气源供应装置提供的LNG与NG气源与氨分离处理装置输出的氨分离处理后的驰放气进行掺混，得到一级掺混后的多源气体并输出给所述二级掺混装置，所述二级掺混装置用于将所述一级掺混装置输出的一级掺混后的多源气体与所述第三组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体进行掺混，得到二级掺混后的多源气体；
其中，所述一级掺混装置与所述氨分离处理装置的出口连接通道上设置第四阀门，所述第四阀门连接所述控制装置，所述控制装置还连接所述合成氨驰放气供应装置和高品质氢气产品处理装置，所述控制装置进一步用于：
当所述合成氨驰放气供应装置的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量时，控制所述第四阀门打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第四阀门进入所述一级掺混装置以用于生产燃料级天然气产品。
3.根据权利要求1所述的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统，其特征在于，还包括发电装置；
所述发电装置与所述多源气体微调装置的出口连接，微调后的燃料级天然气产品进入所述发电装置用作生产电力产品；
所述发电装置与所述多源气体微调装置的出口连接通道上设置第五阀门，所述第五阀门连接所述控制装置，所述控制装置进一步用于：
根据所述燃料级天然气产品处理装置反馈的燃料级天然气产品需求量，控制所述第五阀门的开/关，从而使富余的燃料级天然气产品通过所述第五阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
4.根据权利要求2所述的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统，其特征在于，还包括发电装置；
所述发电装置与所述多源气体微调装置的出口连接，微调后的燃料级天然气产品进入所述发电装置用作生产电力产品；
所述发电装置与所述多源气体微调装置的出口连接通道上设置第五阀门，所述第五阀门连接所述控制装置，所述控制装置进一步用于：
根据所述燃料级天然气产品处理装置反馈的燃料级天然气产品需求量，控制所述第五阀门的开/关，从而使富余的燃料级天然气产品通过所述第五阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
5.根据权利要求3所述的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统，其特征在于，所述发电装置还用于与所述氨分离处理装置的出口连接，所述发电装置与所述氨分离处理装置的出口连接通道上设置第六阀门，所述第六阀门与所述控制装置连接，所述控制装置还连接所述合成氨驰放气供应装置和高品质氢气产品处理装置，所述控制装置进一步用于：
当所述合成氨驰放气供应装置的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量时，控制所述第六阀门打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第六阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
6.根据权利要求4所述的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统，其特征在于，所述发电装置还用于与所述氨分离处理装置的出口连接，所述发电装置与所述氨分离处理装置的出口连接通道上设置第六阀门，所述第六阀门与所述控制装置连接，所述控制装置进一步用于：
当所述合成氨驰放气供应装置的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量时，首先控制所述第四阀门打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第四阀门进入所述一级掺混装置以用于生产燃料级天然气产品；
当判断通过所述第四阀门进入所述一级掺混装置的氨分离处理后的驰放气流量满足所述燃料级天然气产品需求量时，再打开所述第六阀门，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第六阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
7.一种利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的方法，其特征在于，适用于包括合成氨驰放气供应装置、LNG与NG气源供应装置、C2与C3可燃组分供应装置、氨分离处理装置、合成氨回收装置、第一组分分离装置、第二组分分离装置、第三组分分离装置、二级掺混装置、多源气体粗调装置、多源气体微调装置、高品质氢气产品处理装置、常规氢气产品处理装置、燃料级天然气产品处理装置和控制装置的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统中，所述利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的方法包括；
通过合成氨驰放气供应装置用于提供以H2和CH4为主要组分的合成氨驰放气，所述合成氨驰放气中的组分还包括N2、Ar和NH3；
通过氨分离处理装置对所述合成氨驰放气供应装置提供的合成氨驰放气进行氨分离处理，从而分离出NH3，得到氨分离处理后的驰放气，并将分离出的NH3送入所述合成氨回收装置；
通过第一组分分离装置的入口将所述氨分离处理装置输出的氨分离处理后的驰放气进行组分初次分离，组分初次分离后的H2组分体积含量高于95％的混合气体，并将分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第一混合气体送入所述多源气体粗调装置；
通过第二组分分离装置对所述H2组分体积含量高于95％的混合气体进行组分再次分离，组分再次分离后的H2组分体积含量为99.9％～99.999％的高品质氢气产品并送入所述高品质氢气产品处理装置，并将分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第二混合气体送入所述多源气体微调装置；
通过第三组分分离装置将所述氨分离处理装置输出的氨分离处理后的驰放气进行分离，得到组分分离后的H2组分体积含量为95.0％～99.0％的常规氢气产品并送入所述常规氢气产品处理装置，并将分离出主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体送入所述二级掺混装置；
通过二级掺混装置将所述LNG与NG气源供应装置提供的LNG与NG气源与第三组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体进行掺混，得到二级掺混后的多源气体；
通过多源气体粗调装置将所述二级掺混装置输出的二级掺混后的多源气体与第一组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第一混合气体进行多源气体粗调，得到粗调后的多源气体；
通过多源气体微调装置将所述多源气体粗调装置输出的粗调后的多源气体、第二组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第二混合气体及C2与C3可燃组分供应装置提供的C2与C3可燃组分进行多源气体微调，得到微调后的燃料级天然气产品并送入所述燃料级天然气产品处理装置；
其中，所述第三组分分离装置的入口与所述氨分离处理装置的出口的连接通道上设置第一阀门，所述二级掺混装置与所述LNG与NG气源供应装置的连接通道上设置第二阀门，所述多源气体微调装置与所述C2与C3可燃组分供应装置的连接通道上设置第三阀门，所述控制装置分别连接所述第一阀门、第二阀门及第三阀门，所述控制装置还分别连接所述常规氢气产品处理装置、燃料级天然气产品处理装置及多源气体微调装置，所述方法还包括：
根据所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量控制所述第一阀门的开/关，从而使通过所述第一阀门的氨分离处理后的驰放气的流量能够满足所述常规氢气产品需求量；
根据所述燃料级天然气产品处理装置反馈的燃料级天然气产品需求量控制所述第二阀门的开/关，从而使通过所述第二阀门的LNG与NG气源的流量能够满足所述燃料级天然气产品需求量；
根据多源气体微调装置反馈的微调后的燃料级天然气产品的热值指标控制所述第三阀门的开/关，从而使通过所述第三阀门加入到所述多源气体微调装置的C2与C3可燃组分的流量能够使微调后的燃料级天然气产品的指标满足预设要求。
8.根据权利要求7所述的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的方法，其特征在于，所述系统还包括一级掺混装置，所述二级掺混装置通过所述一级掺混装置与所述LNG与NG气源供应装置连接，所述第二阀门设置在所述一级掺混装置与所述LNG与NG气源供应装置的连接通道上；所述方法还包括：
通过一级掺混装置将所述LNG与NG气源供应装置提供的LNG与NG气源与氨分离处理装置输出的氨分离处理后的驰放气进行掺混，得到一级掺混后的多源气体并输出给所述二级掺混装置；
通过所述二级掺混装置将所述一级掺混装置输出的一级掺混后的多源气体与所述第三组分分离装置分离出的主要组分为CH4、N2和Ar的第三混合气体进行掺混，得到二级掺混后的多源气体；
其中，所述一级掺混装置与所述氨分离处理装置的出口连接通道上设置第四阀门，所述第四阀门连接所述控制装置，所述控制装置还连接所述合成氨驰放气供应装置和高品质氢气产品处理装置，所述方法还包括：
当所述合成氨驰放气供应装置的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量时，控制所述第四阀门打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第四阀门进入所述一级掺混装置以用于生产燃料级天然气产品。
9.根据权利要求7所述的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的方法，其特征在于，所述系统还包括发电装置，所述发电装置与所述多源气体微调装置的出口连接；所述方法还包括：
将微调后的燃料级天然气产品进入所述发电装置用作生产电力产品；
其中，所述发电装置与所述多源气体微调装置的出口连接通道上设置第五阀门，所述第五阀门连接所述控制装置，所述方法还包括：
根据所述燃料级天然气产品处理装置反馈的燃料级天然气产品需求量，控制所述第五阀门的开/关，从而使富余的燃料级天然气产品通过所述第五阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
10.根据权利要求8所述的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的方法，其特征在于，所述系统还包括发电装置，所述发电装置与所述多源气体微调装置的出口连接；所述方法还包括：
将微调后的燃料级天然气产品进入所述发电装置用作生产电力产品；
其中，所述发电装置与所述多源气体微调装置的出口连接通道上设置第五阀门，所述第五阀门连接所述控制装置，所述方法还包括：
根据所述燃料级天然气产品处理装置反馈的燃料级天然气产品需求量，控制所述第五阀门的开/关，从而使富余的燃料级天然气产品通过所述第五阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
11.根据权利要求9所述的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的方法，其特征在于，所述发电装置还用于与所述氨分离处理装置的出口连接，所述发电装置与所述氨分离处理装置的出口连接通道上设置第六阀门，所述第六阀门与所述控制装置连接，所述控制装置还连接所述合成氨驰放气供应装置和高品质氢气产品处理装置，所述方法还包括：
当所述合成氨驰放气供应装置的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量时，控制所述第六阀门打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第六阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
12.根据权利要求10所述的利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的方法，其特征在于，所述发电装置还用于与所述氨分离处理装置的出口连接，所述发电装置与所述氨分离处理装置的出口连接通道上设置第六阀门，所述第六阀门与所述控制装置连接，所述方法还包括：
当所述合成氨驰放气供应装置的合成氨驰放气供应量大于所述高品质氢气产品处理装置反馈的高品质氢气产品需求量和所述常规氢气产品处理装置反馈的常规氢气产品需求量时，首先控制所述第四阀门打开，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第四阀门进入所述一级掺混装置以用于生产燃料级天然气产品；
当判断通过所述第四阀门进入所述一级掺混装置的氨分离处理后的驰放气流量满足所述燃料级天然气产品需求量时，再打开所述第六阀门，从而使富余的氨分离处理后的驰放气通过所述第六阀门进入所述发电装置用作生产电力产品。
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