CN115092883B - 一种基于内燃机余热利用的氨裂解分离净化装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于内燃机余热利用的氨裂解分离净化装置及控制方法，利用内燃机冷却液和裂解分离净化后含氮氢气的余热进行液氨的汽化；氨气通过裂解分离净化后含氮氢气、含氨氮气的余热进行第一次加热，通过排气管末端的尾气余热进行第二次加热，通过尾气与氧化型催化转化器热量进行第三次加热；通过钌基催化剂氨裂解器利用排气和氧化型催化转化器热量进行氨裂解；通过带有钯膜的分离净化器对裂解气进行分离净化；利用氨气回收清洗器回收氨气，并应用于选择性催化还原器；内燃机以氨气和含氮氢气为燃料实现零碳运行；此外，本发明还提出了一种基于内燃机余热利用的氨裂解分离净化控制策略，实现内燃机余热的充分利用及高效裂解分离净化产氢。
Description
技术领域
本发明提出一种基于内燃机余热利用的氨裂解分离净化装置及控制方法，具体涉及一种基于内燃机余热利用的氨裂解分离净化装置系统设计及基于内燃机余热利用的氨裂解分离净化控制方法，属于裂解净化技术领域。
背景技术
绿色低碳已成为全球范围内生产生活的主要发展方向，氢能来源广泛且燃烧产物清洁是一种理想的绿色可再生清洁能源。但氢气的密度低且难以液化，导致存储与运输困难，同时，氢气使用成本高并存在安全性问题也制约了氢气作为能源的广泛应用。氨是世界上产量最多的无机化合物之一，我国更是全球第一大氨生产国，且相关基础设施和产业链完善。氨是氢的高效载体，在常温8.1bar压力条件下即可液化，因此方便存储与运输。同时，氨气在高温环境和催化剂的作用下可以裂解出氢气，其在500℃、钌基催化剂的作用下其裂解效率可达90％以上。因此，利用氨作为氢的高效载体和裂解制氢是提高氢能在能源领域应用的有效方法之一。
本发明提出一种基于内燃机余热利用的氨裂解分离净化装置及控制方法，主要包含氨供给组件、液氨汽化与氨气加热组件、氨裂解器、分离净化器、氨气回收清洗器、内燃机、电控单元，液氨汽化与氨加热系统利用内燃机冷却液和裂解分离净化后含氮氢气的余热进行液氨的汽化，汽化后的氨气利用裂解分离净化后氢气、氮气、氨气的余热进行第一次加热，利用排气管末端的尾气余热进行第二次加热，利用排气管中尾气与氧化型催化转化器热量进行第三次加热；通过涂覆钌基催化剂的氨裂解器利用排气管中尾气和氧化型催化转化器热量对氨气进行催化裂解；通过带有钯膜的分离净化器对裂解气进行分离净化；利用氨气回收清洗器通过水洗回收分离出的氨气，并回收利用到内燃机选择性催化还原器中；内燃机以汽化后的氨气和分离净化后的含氮氢气为燃料，实现二氧化碳零排放；此外，本发明还提出了一种基于内燃机余热利用的氨裂解分离净化控制策略，实现内燃机余热与氨裂解分离净化系统热量的充分利用及高效裂解分离净化产氢。
发明内容
一种基于内燃机余热利用的氨裂解分离净化装置，包括：氨供给组件、液氨汽化与氨气加热组件、氨裂解器(17)、分离净化器(18)、氨气回收清洗器(28)、内燃机(25)、电控单元(30)；
所述氨供给组件包括：液氨输送管路(P1)，连接液氨罐(1)和换热器(3)，液氨输送管路(P1)是上有液氨流量控制阀(2)，换热器(3)上有换热器温度传感器(4)，汽化后的氨气通入氨气稳压罐(5)，氨气稳压罐(5)上有氨气稳压罐温度传感器(6)、氨气稳压罐压力传感器(7)；裂解器氨气供给管路(P3)，连接氨气稳压罐(5)和氨裂解器 (17)，裂解器氨气供给管路上有氨裂解器氨气流量控制阀(9)、第一预热器(10)、第二预热器(12)、第三预热器(14)，第一预热器(10)上有第一预热器温度传感器(11)，第二预热器(12)上有第二预热器温度传感器(13)、第三预热器(14)上有第三预热器温度传感器(16)，为提供给氨裂解器(17)的氨气进行多级加热；
所述氨裂解器(17)安装在内燃机的排气管路中，利用排气管中尾气与氧化型催化转化器(27)的热量通过涂覆的钌基催化剂对氨气进行裂解；裂解气输送管路(P4)连接氨裂解器(17)和分离净化器(18)，为分离净化器(18)提供裂解后的氢气、氮气、氨气混合气；
所述分离净化器(18)上有分离净化器压力传感器(19)、分离净化器温度传感器(20)，分离净化器(18)通过钯膜对裂解气进行分离净化；分离出的含氮氢气通过含氮氢气输送管路(P5)与含氮氢气稳压罐(21)连接，含氮氢气输送管路(P5)上有第一预热器(10)、换热器(3)，含氮氢气稳压罐(21)上有含氮氢气稳压罐温度传感器(22)、含氮氢气稳压罐压力传感器(23)；分离出的含氨氮气通过含氨氮气输送管路(P6)与氨气回收清洗器(28)连接；
所述氨气回收清洗器(28)包括：水入口，氮气出口和氨水出口，氨水回收管路(P7)连接氨气回收清洗器(28)和氨水回收罐(29)，利用水洗将氨气回收并存储在氨水回收罐(29)中，并回收利用到内燃机选择性催化还原器(26)中；
所述内燃机(9)包括：空气入口、燃料入口和排气管路，燃料入口通过内燃机氨气供给管路(P2)与氨气稳压罐(5)连接，内燃机氨气供给管路(P2)上有内燃机氨气流量控制阀(8)，为内燃机(25)提供氨燃料；含氮氢气稳压罐(21)与内燃机氨气供给管路(P2)连接，上面设有含氮氢气流量控制阀(24)，为内燃机(25)提供氢燃料；排气管路中设有选择性催化还原器(26)、氧化型催化转化器(27)，排气流量计(15)、第三预热器(14)、氨裂解器(17)、第二预热器(12)，利用排气余热为氨裂解器(17)、第三预热器(14)、第二预热器(12)提供能量；
所述液氨汽化与氨气加热组件包括：换热器(3)、第一预热器(10)、第二预热器(12)、第三预热器(14)；换热器(3)利用内燃机冷却液热量为液氨的汽化提供能量，同时换热器(3)对含氮氢气输送管路(P5)中的含氮氢气进行冷却并回收热量，共同为液氨的汽化提供能量；第一预热器(10)对含氮氢气输送管路(P5)中的含氮氢气和含氨氮气输送管路(P6)中的含氨氮气进行冷却并回收热量，为裂解器氨气供给管路(P3)中氨气的第一次预热提供能量；第二预热器(12)对内燃机排气管末端的尾气余热进行回收，为裂解器氨气供给管路(P3)中氨气的第二次预热提供能量；第三预热器(14)对内燃机排气管中尾气余热和氧化型催化转化器(27)的热量进行回收，为裂解器氨气供给管路(P3)中氨气的第三次预热提供能量；
所述电控电源(30)接收含氮氢气稳压罐压力信号a、含氮氢气稳压罐温度信号b、换热器温度信号f、氨气稳压罐温度信号g、氨气稳压罐压力信号h、排气流量信号k、第三预热器温度信号l、第一预热器温度信号m、分离净化器温度信号n、分离净化器压力信号 o、第二预热器温度信号p，发出液氨流量控制阀信号c、含氮氢气流量控制阀信号d、内燃机信号e、内燃机氨气流量控制阀信号i、氨裂解器氨气流量控制阀信号j。
基于内燃机余热利用的氨裂解分离净化控制方法：
起动阶段：氨气稳压罐(5)预充入不低于10MPa的氨气，氨气通过内燃机氨气供给管路(P2)经过内燃机氨气流量控制阀(8)进入内燃机(25)，电控单元(30)通过内燃机氨气流量控制阀信号i控制内燃机氨气流量，含氮氢气稳压罐(21)预充入不低于10MPa 氢气，氢气经过含氮氢气流量控制阀(24)进入内燃机氨气供给管路(P2)，为内燃机提供氨氢混合燃料，电控单元(30)通过含氮氢气流量控制阀信号d控制内燃机氢气流量，氢气占进缸氨氢混合气的体积分数为30％，且进缸混合气过量空气系数为1.0，电控单元 (30)通过内燃机信号e着车，选择性催化还原器(26)和氧化型催化转化器(27)对尾气进行处理；
稳定运行阶段：内燃机(25)热机(冷却液温度90℃)并进入目标工况(排气温度500℃)后，液氨通过液氨输送管路(P1)从液氨罐(1)经过液氨流量控制阀(2)进入换热器(3)，电控单元(30)接收换热器温度传感器(4)的换热器温度信号f计算液氨蒸发量，并通过液氨流量信号c控制液氨流量控制阀(2)调节液氨供给量；电控单元(30) 接收氨气稳压罐温度信号g、氨气稳压罐压力信号h，并通过内燃机氨气流量控制阀信号i 调节内燃机氨气供给量；汽化后的氨气进入氨气稳压罐(5)并通过裂解器氨气供给管路 (P3)依次经过氨裂解器氨气流量控制阀(9)、第一预热器(10)、第二预热器(12)、第三预热器(14)进入涂覆钌基催化剂的氨裂解器(17)，电控单元(30)通过接收第三预热器前温度信号l、第二预热器后温度信号p和排气流量信号k计算氨气裂解量，通过氨裂解器氨气流量控制阀信号j控制氨裂解器氨气流量控制阀(9)调节氨气供给量，第三预热器前温度T1与排气温度Tex相等都为500℃，第二预热器后温度为T0，且变化范围为 20～500℃，当T0＝20℃时为理想最大氨气供给量qmax，当T0＝500℃时为最小氨气供给量qmin，不同第二预热器后温度下的氨气供给量q：q＝(qmin-qmax)/480*(T0-500)+qmin；电控单元(30)通过接受第一预热器温度信号m监测第一预热器(10)的温度；裂解后的混合气通过裂解气输送管路(P4)进入分离净化器(18)，电控单元(30)接收分离净化器压力信号o、分离净化器温度信号n监测钯膜工作温度和压力，电控单元(30)通过内燃机信号e和氨裂解器氨气流量控制阀信号j修正内燃机运行工况和裂解器氨气流量，控制钯膜分离净化器(18)工作温度为450℃；分离净化后的含氮氢气通过含氮氢气输送管路(P5) 依次经过第一预热器(10)、换热器(3)进入含氮氢气稳压罐(21)，将分离进化后含氮氢气的热量依次回收到第一预热器(10)和换热器(3)中，电控单元(30)接收含氮氢气稳压罐压力信号a、含氮氢气温度信号b，并通过含氮氢气流量控制阀信号d调节内燃机含氮氢气供给量；分离进化后的含氨氮气通过含氨氮气输送管路(P6)经过第一预热器(10) 进入氨气回收清洗器(28)，将分离进化后含氨氮气的热量回收到第一预热器(10)中，水洗后的氨水通过氨水回收管路(P7)进入氨水回收罐(29)中并回收利用到选择性催化还原器(26)中。
本发明的有益效果主要是：
本发明利用内燃机冷却液和裂解分离净化后含氮氢气的余热进行液氨的汽化，汽化后的氨气利用裂解分离净化后氢气、氮气、氨气的余热进行第一次加热，利用排气管末端的尾气余热进行第二次加热，利用排气管中尾气与氧化型催化转化器热量进行第三次加热；通过涂覆钌基催化剂的氨裂解器利用排气管中尾气和氧化型催化转化器热量对氨气进行催化裂解；通过带有钯膜的分离净化器对裂解气进行分离净化；利用氨气回收清洗器通过水洗回收分离出的氨气，并回收利用到内燃机选择性催化还原器中；内燃机以汽化后的氨气和分离净化后的含氮氢气为燃料，实现二氧化碳零排放；此外，本发明还提出了一种基于内燃机余热利用的氨裂解分离净化控制策略，实现内燃机余热与氨裂解分离净化系统热量的充分利用及高效裂解分离净化产氢。
附图说明
图1一种基于内燃机余热利用的氨裂解分离净化装置示意图
图中：1、液氨罐，P1、液氨输送管路，2、液氨流量控制阀，3、换热器，4、换热器温度传感器，5、氨气稳压罐，6、氨气稳压罐温度传感器，7、氨气稳压罐压力传感器， P2、内燃机氨气供给管路，8、内燃机氨气流量控制阀，P3、裂解器氨气供给管路，9、氨裂解器氨气流量控制阀，10、第一预热器，11、第一预热器温度传感器，12，第二预热器， 13、第二预热器温度传感器，14、第三预热器，15、排气流量计，16、第三预热器温度传感器，17、氨裂解器，P4、裂解气输送管路，18、分离净化器，19、分离净化器压力传感器，20、分离净化器温度传感器，P5、含氮氢气输送管路，21、含氮氢气稳压罐，22、含氮氢气稳压罐温度传感器，23、含氮氢气稳压罐压力传感器，24、含氮氢气流量控制阀， 25、内燃机，26、选择性催化还原器，27、氧化型催化转化器，P6、含氨氮气输送管路， 28、氨气回收清洗器，P7、氨水回收管路，29、氨水回收罐，30、电控单元ECU；
a、含氮氢气稳压罐压力信号，b、含氮氢气稳压罐温度信号，c、液氨流量控制阀信号， d、含氮氢气流量控制阀信号，e、内燃机信号，f、换热器温度信号，g、氨气稳压罐温度信号，h、氨气稳压罐压力信号，i、内燃机氨气流量控制阀信号，j、氨裂解器氨气流量控制阀信号，k、排气流量信号，l、第三预热器温度信号，m、第一预热器温度信号，n、分离净化器温度信号，o、分离净化器压力信号，p、第二预热器温度信号。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明：
起动阶段：氨气稳压罐(5)预充入不低于10MPa的氨气，氨气通过内燃机氨气供给管路(P2)经过内燃机氨气流量控制阀(8)进入内燃机(25)，电控单元(30)通过内燃机氨气流量控制阀信号i控制内燃机氨气流量，含氮氢气稳压罐(21)预充入不低于10MPa 氢气，氢气经过含氮氢气流量控制阀(24)进入内燃机氨气供给管路(P2)，为内燃机提供氨氢混合燃料，电控单元(30)通过含氮氢气流量控制阀信号d控制内燃机氢气流量，氢气占进缸氨氢混合气的体积分数为30％，且进缸混合气过量空气系数为1.0，电控单元 (30)通过内燃机信号e着车，选择性催化还原器(26)和氧化型催化转化器(27)对尾气进行处理；
稳定运行阶段：内燃机(25)热机(冷却液温度90℃)并进入目标工况(排气温度500℃)后，液氨通过液氨输送管路(P1)从液氨罐(1)经过液氨流量控制阀(2)进入换热器(3)，电控单元(30)接收换热器温度传感器(4)的换热器温度信号f计算液氨蒸发量，并通过液氨流量信号c控制液氨流量控制阀(2)调节液氨供给量；电控单元(30) 接收氨气稳压罐温度信号g、氨气稳压罐压力信号h，并通过内燃机氨气流量控制阀信号i 调节内燃机氨气供给量；汽化后的氨气进入氨气稳压罐(5)并通过裂解器氨气供给管路 (P3)依次经过氨裂解器氨气流量控制阀(9)、第一预热器(10)、第二预热器(12)、第三预热器(14)进入涂覆钌基催化剂的氨裂解器(17)，电控单元(30)通过接收第三预热器前温度信号l、第二预热器后温度信号p和排气流量信号k计算氨气裂解量，通过氨裂解器氨气流量控制阀信号j控制氨裂解器氨气流量控制阀(9)调节氨气供给量，第三预热器前温度T1与排气温度Tex相等都为500℃，第二预热器后温度为T0，且变化范围为 20～500℃，当T0＝20℃时为理想最大氨气供给量qmax，当T0＝500℃时为最小氨气供给量qmin，不同第二预热器后温度下的氨气供给量q：q＝(qmin-qmax)/480*(T0-500)+qmin；电控单元(30)通过接受第一预热器温度信号m监测第一预热器(10)的温度；裂解后的混合气通过裂解气输送管路(P4)进入分离净化器(18)，电控单元(30)接收分离净化器压力信号o、分离净化器温度信号n监测钯膜工作温度和压力，电控单元(30)通过内燃机信号e和氨裂解器氨气流量控制阀信号j修正内燃机运行工况和裂解器氨气流量，控制钯膜分离净化器(18)工作温度为450℃；分离净化后的含氮氢气通过含氮氢气输送管路(P5) 依次经过第一预热器(10)、换热器(3)进入含氮氢气稳压罐(21)，将分离进化后含氮氢气的热量依次回收到第一预热器(10)和换热器(3)中，电控单元(30)接收含氮氢气稳压罐压力信号a、含氮氢气温度信号b，并通过含氮氢气流量控制阀信号d调节内燃机含氮氢气供给量；分离进化后的含氨氮气通过含氨氮气输送管路(P6)经过第一预热器(10) 进入氨气回收清洗器(28)，将分离进化后含氨氮气的热量回收到第一预热器(10)中，水洗后的氨水通过氨水回收管路(P7)进入氨水回收罐(29)中并回收利用到选择性催化还原器(26)中。
Claims (1)
1.一种基于内燃机余热利用的氨裂解分离净化装置，包括：氨供给组件、液氨汽化与氨气加热组件、氨裂解器（17）、分离净化器（18）、氨气回收清洗器（28）、内燃机（25）、电控单元（30）；
所述氨供给组件包括：液氨输送管路（P1），连接液氨罐（1）和换热器（3），液氨输送管路（P1）是上有液氨流量控制阀（2），换热器（3）上有换热器温度传感器（4），汽化后的氨气通入氨气稳压罐（5），氨气稳压罐（5）上有氨气稳压罐温度传感器（6）、氨气稳压罐压力传感器（7）；裂解器氨气供给管路（P3），连接氨气稳压罐（5）和氨裂解器（17），裂解器氨气供给管路上有氨裂解器氨气流量控制阀（9）、第一预热器（10）、第二预热器（12）、第三预热器（14），第一预热器（10）上有第一预热器温度传感器（11），第二预热器（12）上有第二预热器温度传感器（13）、第三预热器（14）上有第三预热器温度传感器（16），为提供给氨裂解器（17）的氨气进行多级加热；
所述氨裂解器（17）安装在内燃机的排气管路中，利用排气管中尾气与氧化型催化转化器（27）的热量通过涂覆的钌基催化剂对氨气进行裂解；裂解气输送管路（P4）连接氨裂解器（17）和分离净化器（18），为分离净化器（18）提供裂解后的氢气、氮气、氨气混合气；
所述分离净化器（18）上有分离净化器压力传感器（19）、分离净化器温度传感器（20），分离净化器（18）通过钯膜对裂解气进行分离净化；分离出的含氮氢气通过含氮氢气输送管路（P5）与含氮氢气稳压罐（21）连接，含氮氢气输送管路（P5）上有第一预热器（10）、换热器（3），含氮氢气稳压罐（21）上有含氮氢气稳压罐温度传感器（22）、含氮氢气稳压罐压力传感器（23）；分离出的含氨氮气通过含氨氮气输送管路（P6）与氨气回收清洗器（28）连接；
所述氨气回收清洗器（28）包括：水入口，氮气出口和氨水出口，氨水回收管路（P7）连接氨气回收清洗器（28）和氨水回收罐（29），利用水洗将氨气回收并存储在氨水回收罐（29）中，并回收利用到内燃机选择性催化还原器（26）中；
所述内燃机（25）包括：空气入口、燃料入口和排气管路，燃料入口通过内燃机氨气供给管路（P2）与氨气稳压罐（5）连接，内燃机氨气供给管路（P2）上有内燃机氨气流量控制阀（8），为内燃机（25）提供氨燃料；含氮氢气稳压罐（21）与内燃机氨气供给管路（P2）连接，上面设有含氮氢气流量控制阀（24），为内燃机（25）提供氢燃料；排气管路中设有选择性催化还原器（26）、氧化型催化转化器（27），排气流量计（15）、第三预热器（14）、氨裂解器（17）、第二预热器（12），利用排气余热为氨裂解器（17）、第三预热器（14）、第二预热器（12）提供能量;
所述液氨汽化与氨气加热组件包括：换热器（3）、第一预热器（10）、第二预热器（12）、第三预热器（14）；换热器（3）利用内燃机冷却液热量为液氨的汽化提供能量，同时换热器（3）对含氮氢气输送管路（P5）中的含氮氢气进行冷却并回收热量，共同为液氨的汽化提供能量；第一预热器（10）对含氮氢气输送管路（P5）中的含氮氢气和含氨氮气输送管路（P6）中的含氨氮气进行冷却并回收热量，为裂解器氨气供给管路（P3）中氨气的第一次预热提供能量；第二预热器（12）对内燃机排气管末端的尾气余热进行回收，为裂解器氨气供给管路（P3）中氨气的第二次预热提供能量；第三预热器（14）对内燃机排气管中尾气余热和氧化型催化转化器（27）的热量进行回收，为裂解器氨气供给管路（P3）中氨气的第三次预热提供能量；
所述电控单元（30）与含氮氢气稳压罐压力传感器（23）连接并获得含氮氢气稳压罐压力信号a；
所述电控单元（30）与含氮氢气稳压罐温度传感器（22）连接并获得含氮氢气稳压罐温度信号b；
所述电控单元（30）与液氨流量控制阀（2）连接并通过信号c控制液氨供给流量；
所述电控单元（30）与含氮氢气流量控制阀（24）连接并通过信号d控制含氮氢气流量；
所述电控单元（30）与内燃机（25）连接并通过信号e控制内燃机运行工况；
所述电控单元（30）与换热器温度传感器（4）连接并获得换热器温度信号f；
所述电控单元（30）与氨气稳压罐温度传感器（6）连接并获得氨气稳压罐温度信号g；
所述电控单元（30）与氨气稳压罐压力传感器（7）连接并获得氨气稳压罐压力信号h；
所述电控单元（30）与内燃机氨气流量控制阀（8）连接并通过信号i控制内燃机氨气流量；
所述电控单元（30）与氨裂解器氨气流量控制阀（9）连接并通过信号j控制氨裂解器氨气流量；
所述电控单元（30）与排气流量计（15）连接并获得排气流量信号k；
所述电控单元（30）与第三预热器温度传感器（16）连接并获得第三预热器温度信号l；
所述电控单元（30）与第一预热器温度传感器（11）连接并获得第一预热器温度信号m；
所述电控单元（30）与分离净化器温度传感器（20）连接并获得分离净化器温度信号n；
所述电控单元（30）与分离净化器压力传感器（19）连接并获得分离净化器压力信号o；
所述电控单元（30）与第二预热器温度传感器（13）连接并获得第二预热器温度信号p；
其特征在于，控制方法如下：
起动阶段：氨气稳压罐（5）预充入不低于10MPa的氨气，氨气通过内燃机氨气供给管路（P2）经过内燃机氨气流量控制阀（8）进入内燃机（25），电控单元（30）通过内燃机氨气流量控制阀信号i控制内燃机氨气流量，含氮氢气稳压罐（21）预充入不低于10MPa氢气，氢气经过含氮氢气流量控制阀（24）进入内燃机氨气供给管路（P2），为内燃机提供氨氢混合燃料，电控单元（30）通过含氮氢气流量控制阀信号d控制内燃机氢气流量，氢气占进缸氨氢混合气的体积分数为30%，且进缸混合气过量空气系数为1.0，电控单元（30）通过内燃机信号e着车，选择性催化还原器（26）和氧化型催化转化器（27）对尾气进行处理；稳定运行阶段：内燃机（25）热机并进入目标工况，即冷却液温度90℃，排气温度为500℃后，液氨通过液氨输送管路（P1）从液氨罐（1）经过液氨流量控制阀（2）进入换热器（3），电控单元（30）接收换热器温度传感器（4）的换热器温度信号f计算液氨蒸发量，并通过液氨流量信号c控制液氨流量控制阀（2）调节液氨供给量；电控单元（30）接收氨气稳压罐温度信号g、氨气稳压罐压力信号h，并通过内燃机氨气流量控制阀信号i调节内燃机氨气供给量；汽化后的氨气进入氨气稳压罐（5）并通过裂解器氨气供给管路（P3）依次经过氨裂解器氨气流量控制阀（9）、第一预热器（10）、第二预热器（12）、第三预热器（14）进入涂覆钌基催化剂的氨裂解器（17），电控单元（30）通过接收第三预热器前温度信号l、第二预热器后温度信号p和排气流量信号k计算氨气裂解量，通过氨裂解器氨气流量控制阀信号j控制氨裂解器氨气流量控制阀（9）调节氨气供给量，第三预热器前温度T1与排气温度Tex相等都为500℃，第二预热器后温度为T0，且变化范围为20~500℃，当T0=20℃时为理想最大氨气供给量qmax，当T0=500℃时为最小氨气供给量qmin，不同第二预热器后温度下的氨气供给量q，q=（qmin-qmax）/480*（T0-500）+qmin；电控单元（30）通过接受第一预热器温度信号m监测第一预热器（10）的温度；裂解后的混合气通过裂解气输送管路（P4）进入分离净化器（18），电控单元（30）接收分离净化器压力信号o、分离净化器温度信号n监测钯膜工作温度和压力，电控单元（30）通过内燃机信号e和氨裂解器氨气流量控制阀信号j修正内燃机运行工况和裂解器氨气流量，控制钯膜分离净化器（18）工作温度为450℃；分离净化后的含氮氢气通过含氮氢气输送管路（P5）依次经过第一预热器（10）、换热器（3）进入含氮氢气稳压罐（21），将分离进化后含氮氢气的热量依次回收到第一预热器（10）和换热器（3）中，电控单元（30）接收含氮氢气稳压罐压力信号a、含氮氢气温度信号b，并通过含氮氢气流量控制阀信号d调节内燃机含氮氢气供给量；分离进化后的含氨氮气通过含氨氮气输送管路（P6）经过第一预热器（10）进入氨气回收清洗器（28），将分离进化后含氨氮气的热量回收到第一预热器（10）中，水洗后的氨水通过氨水回收管路（P7）进入氨水回收罐（29）中并回收利用到选择性催化还原器（26）中。
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