CN116332203A - 一种合成氨系统和气体供应速率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种合成氨系统和气体供应速率控制方法，该合成氨系统包括氢气供应装置、氮气供应装置和控制器；氢气供应装置根据可再生能源发电装置提供的电能制备氢气，并向合成氨反应装置供应所述氢气；所述氮气供应装置向所述合成氨反应装置供应氮气；所述控制器控制所述氢气供应装置的氢气供应速率与所述氮气供应装置的氮气供应速率之间的比例处于预设比例，可以避免在可再生能源发电出现波动导致产氢量发生波动时，出现氢气和氨气的比例失衡的情况。应用本发明提供的系统，能够在可再生能源发电出现波动的情况下，仍能正常进行氨合成，避免系统停机带来损失。

Description

一种合成氨系统和气体供应速率控制方法

技术领域

本发明涉及合成氨技术领域，特别涉及一种合成氨系统和气体供应速率控制方法。

背景技术

随着科学技术的发展，氨合成的产品也越来越广泛的应用在多个领域中。制备氨合成的产品的原料包括氢气和氮气；其中，氢气通常是通过电解水技术获得；而电解水制氢需要消耗大量的电能，为了降低污染，可以采用可再生能源发电进行电解水操作。

目前，由于可再生能源发电往往具有波动性，这会使得电解水的产氢量也随之发生波动，导致现有的合成氨系统因原料比例失衡而无法正常完成氨合成操作，只能进行停机处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种合成氨系统和气体供应速率控制方法，能够让合成氨系统在可再生能源发电出现波动的情况下，可以正常进行氨合成操作。具体方案如下：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种合成氨系统，包括：

氢气供应装置、氮气供应装置和控制器；

所述氢气供应装置，用于根据可再生能源发电装置提供的电能制备氢气，并向合成氨反应装置供应所述氢气；

所述氮气供应装置，用于向所述合成氨反应装置供应氮气；

所述控制器，用于控制所述氢气供应装置的氢气供应速率与所述氮气供应装置的氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

上述的系统，可选的，所述控制器，用于：

在所述氢气供应装置的氢气供应速率与所述氮气供应装置的氮气供应速率之间的比例不处于预设比例的情况下，调节所述氮气供应装置的氮气供应速率，使得所述氢气供应速率与调节后的所述氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

上述的系统，可选的，所述氢气供应装置，包括：

氢气制备模块、氢气存储模块和氢气供应模块；

所述氢气制备模块，用于根据可再生能源发电装置提供的电能制备氢气；

所述氢气存储模块，用于存储所述氢气制备模块制备得到的所述氢气；

所述氢气供应模块，用于将所述氢气存储模块中存储的所述氢气供应给所述合成氨反应装置。

上述的系统，可选的，所述控制器，用于：

在检测到所述氢气存储模块中的气体压力未处于预设的第一压力范围的情况下，调节所述氢气供应模块的氢气供应速率以及所述氮气供应装置的氮气供应速率，以使得所述氢气存储模块的压力处于预设压力范围内，且调节后的所述氢气供应速率和调节后的所述氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

上述的系统，可选的，所述控制器，用于：

在检测到所述氢气存储模块中的气体压力未处于预设的第一压力范围的情况下，调节所述氢气供应模块的氢气供应速率，使得所述氢气存储模块的压力处于预设压力范围内；

在调节后的所述氢气供应速率和当前的所述氮气供应速率未处于预设比例的情况下，根据调节后的所述氢气供应速率调节所述氮气供应速率，使得调节后的所述氢气供应速率和调节后的所述氮气供应速率处于预设比例。

上述的系统，可选的，所述控制器用于：

在检测到所述氢气存储模块中的气体压力大于所述第一压力范围的上限值的情况下，提升所述氢气供应速率使得所述氢气存储模块的压力处于所述压力范围内；在提升后的所述氢气供应速率与所述氮气供应速率之间的比例不处于预设比例的情况下，提升所述氮气供应装置的氮气供应速率，使得提升后的所述氢气供应速率与提升后的所述氮气供应速率之间的比例处于预设比例；

在检测到所述氢气存储模块的压力小于所述第一压力范围的下限值的情况下，降低所述氢气供应速率以及所述氮气供应速率，使得所述氢气存储模块的压力处于所述压力范围内；在降低后的所述氢气供应速率与所述氮气供应速率之间的比例不处于预设比例的情况下，降低所述氮气供应装置的氮气供应速率，使得降低后的所述氢气供应速率与降低后的所述氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

上述的系统，可选的，所述氢气供应模块，包括：

氢气压缩机和第一阀门组件；

所述氢气压缩机的输入端与所述氢气存储装置的输出端相连接，所述氢气压缩机的输出端通过所述第一阀门组件与所述合成氨反应装置相连接。

上述的系统，可选的，所述氢气供应模块，还包括：

第二阀门组件；

所述氢气压缩机的输出端通过所述第二阀门组件与所述氢气压缩机的输入端相连接。

上述的系统，可选的，所述控制器，用于控制所述第一阀门组件和所述第二阀门组件中的至少一种阀门组件的开度，以调节所述氢气供应速率。

上述的系统，可选的，所述氮气供应装置，包括：

氮气输送模块、氮气存储模块和氮气供应模块；

所述氮气输送模块，用于向所述氮气存储模块输送氮气；

所述氮气供应模块，用于将所述氮气存储模块中存储的所述氮气供应给合成氨反应装置。

上述的系统，可选的，所述控制器，用于：

在检测到所述氮气存储模块中的气体压力未处于预设的第二压力范围的情况下，调节所述氮气输送模块的氮气输送量，使得所述氮气存储模块中的气体压力处于所述第二压力范围。

上述的系统，可选的，所述氮气供应模块，包括：

氮气压缩机和第三阀门组件；

所述氮气压缩机的输入端与所述氮气存储装置的输出端相连接，所述氮气压缩机的输出端通过所述第三阀门组件与所述合成氨反应装置相连接。

上述的系统，可选的，所述氢气供应模块，还包括：

第四阀门组件；

所述氮气压缩机的输出端通过所述第四阀门组件与所述氮气压缩机的输入端相连接。

上述的系统，可选的，所述控制器，用于控制所述第三阀门组件和所述第四阀门组件中的至少一种阀门组件的开度，以调节所述氮气供应速率。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种气体供应速率控制方法，应用于合成氨中的控制器，所述合成氨还包括向合成氨反应装置供应氢气的氢气供应装置，以及向所述合成氨反应装置供应氮气的氮气供应装置，所述氢气由氢气供应装置根据可再生能源发电装置提供的电能制备得到，所述方法包括：

控制所述氢气供应装置的氢气供应速率与所述氮气供应装置的氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本发明提供了一种合成氨系统和气体供应速率控制方法，所述合成氨系统包括氢气供应装置、氮气供应装置和控制器；所述氢气供应装置根据可再生能源发电装置提供的电能制备氢气，并向合成氨反应装置供应所述氢气；所述氮气供应装置向所述合成氨反应装置供应氮气；所述控制器控制所述氢气供应装置的氢气供应速率与所述氮气供应装置的氮气供应速率之间的比例处于预设比例，可以避免在可再生能源发电出现波动导致产氢量发生波动时，出现氢气和氨气的比例失衡导致合成氨系统无法正常工作的情况。应用本发明提供的系统，能够在可再生能源发电出现波动的情况下，仍能正常进行氨合成，避免停机造成损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种合成氨系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种氢气供应装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种氢气供应模块的结构示例图；

图4为本发明实施例提供的一种氮气供应装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种氮气供应模块的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的又一种合成氨系统的结构示意图。

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。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

目前，由于可再生能源发电往往具有波动性，这会使得电解水的产氢量也随之发生波动，导致现有的合成氨系统因原料比例失衡而无法正常完成氨合成操作，只能进行停机处理。

基于此，参见图1，为本发明实施例提供的一种合成氨系统的结构示意图，合成氨系统，包括：氢气供应装置101、氮气供应装置103和控制器103；

所述氢气供应装置101，用于根据可再生能源发电装置提供的电能制备氢气，并向合成氨反应装置供应所述氢气。在本实施例中，可再生能源发电装置可以包括光伏发电装置、风力发电装置和潮汐发电装置等等。

可选的，氢气供应装置可以通过可再生能源发电装置提供的电能进行电解水制氢操作，以制备氢气，然后将制备得到的氢气供应给合成氨反应装置，具体可以将氢气供应给合成氨反应装置的原料存储模块。在可再生能源发电装置提供的电能发生波动的情况下，氢气供应装置制备氢气的速率也容易发生波动。

所述氮气供应装置102，用于向所述合成氨反应装置供应氮气。在本实施例中，氮气供应装置可以向合成氨反应装置的原料存储模块供应氮气。

可选的，合成氨反应装置可以根据氢气供应装置供应的氢气和氮气供应装置供应的氮气进行氨合成操作。

所述控制器103，用于控制所述氢气供应装置101的氢气供应速率与所述氮气供应装置102的氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

可选的，该预设比例可以为3：1。

可选的，该控制器可以为各类型的上位机设备，例如，可以为可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController，PLC)。

在本实施例中，控制器可以确定氢气供应装置的氢气供应速率以及氮气供应装置的氮气供应速率，如果氢气供应装置装置的氢气供应速率与氮气供应装置的氮气供应速率不处于预设比例，则可以对氢气供应速率和氮气供应速率中的至少一种进行调节，使得调节后的氢气供应速率和氮气供应速率之间的比例处于预设比例。氢气供应速率可以是氢气供应装置向合成氨反应装置供应氢气的速率；氮气供应速率可以是氮气供应装置向合成氨反应装置供应氮气的速率。

可选的，控制器可以根据第一流量计来确定氢气供应装置的氢气供应速率，根据第二流量计确定氮气供应装置的氮气供应速率；第一流量计可以设置在氢气供应装置与合成氨反应装置之间的氢气传输通道上，第二流量计可以设置在氮气供应装置与合成氨反应装置之间的氮气传输通道上。

在本实施例中，通过控制器103控制氢气供应装置101的氢气供应速率与所述氮气供应装置102的氮气供应速率之间的比例处于预设比例，能够避免在可再生能源发电出现波动导致产氢量发生波动时，出现氢气和氨气的比例失衡导致合成氨系统无法正常工作的情况。应用本发明提供的系统，能够在可再生能源发电出现波动的情况下，仍能正常进行氨合成，避免停机造成损失。

在一些实施例中，所述控制器103在所述氢气供应装置101的氢气供应速率与所述氮气供应装置102的氮气供应速率之间的比例不处于预设比例的情况下，调节所述氮气供应装置102的氮气供应速率，使得所述氢气供应速率与调节后的所述氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

可选的，在氢气供应速率和氮气供应速率之间的比例大于预设比例的情况下，可以提升氮气供应速率；在氢气供应速率和氮气供应速率之间的比例小于预设比例的情况下，可以降低氮气供应速率，从而使得氢气供应速率和氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

参见图2，为本发明实施例提供的一种氢气供应装置的结构示意图，所述氢气供应装置101，包括：

氢气制备模块201、氢气存储模块202和氢气供应模块203；

所述氢气制备模块201，用于根据可再生能源发电装置提供的电能制备氢气；

所述氢气存储模块202，用于存储所述氢气制备模块201制备得到的所述氢气；

所述氢气供应模块203，用于将所述氢气存储模块202中存储的所述氢气供应给所述合成氨反应装置。

在本实施例中，通过设置氢气存储模块存储氢气制备模块制备的氢气，通过氢气供应模块将氢气存储模块中存储的氢气供应给合成氨反应装置，能够避免氢气供应速率直接受到可再生能源发电装置发电波动性的影响。

在一些实施例中，所述控制器103在检测到所述氢气存储模块202中的气体压力未处于预设的第一压力范围的情况下，调节所述氢气供应模块203的氢气供应速率以及所述氮气供应装置102的氮气供应速率，以使得所述氢气存储模块202的压力处于预设压力范围内，且调节后的所述氢气供应速率和调节后的所述氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

在本实施例中，在氢气存储模块202中的气体压力未处于预设的第一压力范围的情况下，表明氢气供应模块的氢气供应速率与氢气制备模块制备氢气的速率不匹配，此时，需要对氢气供应速率进行调节，在此情况下，为了保障氢气供应速率和氮气供应速率的平衡，可以先调节氢气供应速率，对氢气供应速率调节完毕后，再根据已调节好的氢气供应速率对氮气供应速率进行调节，也可以同时调节氢气供应速率和氮气供应速率，使得氢气存储模块202的压力处于预设压力范围内，且调节后的所述氢气供应速率和调节后的所述氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

在一些实施例中，所述控制器在检测到所述氢气存储模块中的气体压力大于所述第一压力范围的上限值的情况下，提升所述氢气供应速率以及所述氮气供应速率，使得所述氢气存储模块的压力处于所述压力范围内，且提升后的所述氢气供应速率和提升后的所述氮气供应速率之间的比例处于预设比例；

在检测到所述氢气存储模块的压力小于所述第一压力范围的下限值的情况下，降低所述氢气供应速率以及所述氮气供应速率，使得所述氢气存储模块的压力处于所述压力范围内，且降低后的所述氢气供应速率和降低后的所述氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

在一些实施例中，所述控制器103在检测到所述氢气存储模块中的气体压力未处于预设的第一压力范围的情况下，调节所述氢气供应模块的氢气供应速率，使得所述氢气存储模块的压力处于预设压力范围内；在调节后的所述氢气供应速率和当前的所述氮气供应速率未处于预设比例的情况下，根据调节后的所述氢气供应速率调节所述氮气供应速率，使得调节后的所述氢气供应速率和调节后的所述氮气供应速率处于预设比例。

本实施例中，控制器103通过调节氢气供应模块的氢气供应速率，使得氢气存储模块中的气体压力处于第一压力范围。

可选的，控制器103根据第一流量计和第二流量计分别确定氢气供应速率和氮气供应速率，在氢气供应速率和氮气供应速率之间的比例未处于预设比例的情况下，对氮气供应速率进行调节，使得氢气供应速率和氮气供应速率为与预设比例。

在一些实施例中，所述控制器103用于：

在检测到所述氢气存储模块中的气体压力大于所述第一压力范围的上限值的情况下，提升所述氢气供应速率使得所述氢气存储模块的压力处于所述压力范围内；在提升后的所述氢气供应速率与所述氮气供应速率之间的比例不处于预设比例的情况下，提升所述氮气供应装置的氮气供应速率，使得提升后的所述氢气供应速率与提升后的所述氮气供应速率之间的比例处于预设比例；

在检测到所述氢气存储模块的压力小于所述第一压力范围的下限值的情况下，降低所述氢气供应速率以及所述氮气供应速率，使得所述氢气存储模块的压力处于所述压力范围内；在降低后的所述氢气供应速率与所述氮气供应速率之间的比例不处于预设比例的情况下，降低所述氮气供应装置的氮气供应速率，使得降低后的所述氢气供应速率与降低后的所述氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

在一些实施例中，控制可以根据第一压力变送器检测氢气存储模块的压力，该第一压力变送器可以设置在氢气存储模块中，氢气存储模块可以包括氢气储罐。

在一些实施例中，氢气供应模块，包括：氢气压缩机和第一阀门组件；所述氢气压缩机的输入端与所述氢气存储装置的输出端相连接，所述氢气压缩机的输出端通过所述第一阀门组件与所述合成氨反应装置相连接。

在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，可选的，所述氢气供应模块，还包括：第二阀门组件；所述氢气压缩机的输出端通过所述第二阀门组件与所述氢气压缩机的输入端相连接。

在本实施例中，如图3所示，第二阀门组件设置在第一回流管路上，氢气压缩机的输出端通过第二阀门组件与氢气压缩机的输入端相连接，通过设置第一回流管路，可以避免管路中氢气量过低，导致氢气压缩机无法正常运行。

在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，可选的，所述控制器103，用于控制所述第一阀门组件和所述第二阀门组件中的至少一种阀门组件的开度，以调节所述氢气供应速率。

在本实施例中，可以通过增大第一阀门组件的开度和/或减少第二阀门组件的开度，以增加氢气供应速率；可以通过减少第一阀门组件的开度和/或增大第二阀门组件的开度，以降低氢气供应速率。

参见图4，在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，可选的，所述氮气供应装置102，包括：

氮气输送模块401、氮气存储模块402和氮气供应模块403；

所述氮气输送模块401，用于向所述氮气存储模块402输送氮气；

所述氮气供应模块403，用于将所述氮气存储模块402中存储的所述氮气供应给合成氨反应装置。

在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，可选的，所述控制器103，用于：

在检测到所述氮气存储模块401中的气体压力未处于预设的第二压力范围的情况下，调节所述氮气输送模块401的氮气输送量，使得所述氮气存储模块中的气体压力处于所述第二压力范围。

在一些实施例中，控制器可以根据第二压力变送器检测氮气存储模块的压力，该第二压力变送器可以设置在氮气存储模块中，氮气存储模块可以包括氮气储罐。

在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，可选的，所述氮气供应模块，包括：

氮气压缩机和第三阀门组件；

所述氮气压缩机的输入端与所述氮气存储装置的输出端相连接，所述氮气压缩机的输出端通过所述第三阀门组件与所述合成氨反应装置相连接。

在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，可选的，所述氢气供应模块，还包括：

第四阀门组件；

所述氮气压缩机的输出端通过所述第四阀门组件与所述氮气压缩机的输入端相连接。

在本实施例中，参见图5，第四阀门组件设置在第二回流管路上，氮气压缩机的输出端通过第四阀门组件与氮气压缩机的输入端相连接，通过设置第二回流管路，可以避免管路中氮气量过低，导致氢气压缩机无法正常运行。

在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，可选的，所述控制器，用于控制所述第三阀门组件和所述第四阀门组件中的至少一种阀门组件的开度，以调节所述氮气供应速率。

在本实施例中，可以通过增大第三阀门组件的开度和/或减少第四阀门组件的开度，以增加氮气供应速率；可以通过减少第三阀门组件的开度和/或增大第四阀门组件的开度，以降低氮气供应速率。

可选的，第一阀门组件、第二阀门组件、第三阀门组件和第四阀门组件可以为薄膜调节阀。

参见图6，为本发明实施例提供的又一种合成氨系统的结构示意图，其中，在系统中，设一个氢气存储模块存储电解水制得的氢气，并起到稳定氢气压力的作用，氢气存储模块可以为氢气储罐。在氢气压缩机前后设一回流管路，在主管路和回流管路上各设一个阀门组件，通过控制两个阀门组件的开度，来稳定氢气储罐内的压力，并根据主管路上的氢气流量计FT-01监测进入原料气罐氢气的流量。

在系统中，设一个氮气存储模块存储氮气输送模块制得的氮气，并起到稳定氮气压力的作用，氮气存储模块包括氮气储罐，氮气输送模块包括空分系统。在氮气压缩机前后设一回流管路，在主管路和回流管路上各设一个阀门组件，通过控制两个阀门组件的开度，来控制进入原料气罐氮气的流量。氮气的流量通过主管路上的氮气流量计FT-02进行监测，并与氢气流量计FT-01的读数进行匹配，使进入原料气罐氢气和氮气比例维持在3:1。氮气储罐上设有压力变送器PT-02，通过氮气储罐上的压力变动，调节空分系统的出气量。

当可再生能源发电装置的输出功率波动下降时，产生氢气的流量下降，引起氢气储罐的压力下降，并通过压力变送器PT-01反馈控制器。控制器通过增大第二阀门组件PCV-01的开度和减小第一阀门组件PCV-02开度，使进入原料气罐的氢气减少，回流至氢气压缩机前的流量增加，从而维持氢气储罐的压力稳定。此时，氢气流量计FT-01将氢气流量反馈给控制器，控制器通过增大第四阀门组件FCV-01的开度和减小第三阀门组件FCV-02开度，使进入原料气罐氮气的流量减少，并使氮气流量计FT-02的读数与氢气流量计FT-01读数之比稳定在1:3。

反之，当可再生能源发电装置的输出功率波动上升时，产生氢气的流量增加，引起氢气储罐的压力上升，并通过压力变送器PT-01反馈控制器。控制器通过减小第二阀门组件PCV-01的开度和增大第一阀门组件PCV-02开度，使进入原料气罐的氢气增加，回流至氢压机前的流量减少，从而维持氢气储罐的压力稳定。此时，氢气流量计FT-01将氢气流量反馈给控制器，控制器通过减小第四阀门组件FCV-01的开度和增大第三阀门组件FCV-02开度，使进入原料气罐氮气的流量增加，并使氮气流量计FT-02的读数与氢气流量计FT-01读数之比稳定在1:3。

氮气储罐上设有压力变送器PT-02，当氮气储罐上的压力上升时，通过控制器降低空分系统的出气量；当氮气储罐上的压力下降时，通过控制器增加空分系统的出气量，从而维持氮气储罐的压力稳定。

本发明实施例还提供了一种气体供应速率控制方法，应用于上述的合成氨系统中的控制器，所述合成氨还包括向合成氨反应装置供应氢气的氢气供应装置，以及向所述合成氨反应装置供应氮气的氮气供应装置，所述氢气由氢气供应装置根据可再生能源发电装置提供的电能制备得到，所述方法包括：

控制所述氢气供应装置的氢气供应速率与所述氮气供应装置的氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

上述本发明实施例公开的供气方法，与上述本发明实施例公开的合成氨系统中的控制装置的具体的原理和执行过程相同，可参见上述本发明实施例提供的合成氨系统中相应的部分，这里不再进行赘述。

本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的合成氨系统的控制器执行上述气体供应速率控制方法。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

以上对本发明所提供的一种合成氨系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (15)

1.一种合成氨系统，其特征在于，包括：

氢气供应装置、氮气供应装置和控制器；

所述氢气供应装置，用于根据可再生能源发电装置提供的电能制备氢气，并向合成氨反应装置供应所述氢气；

所述氮气供应装置，用于向所述合成氨反应装置供应氮气；

所述控制器，用于控制所述氢气供应装置的氢气供应速率与所述氮气供应装置的氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器，用于：

在所述氢气供应装置的氢气供应速率与所述氮气供应装置的氮气供应速率之间的比例不处于预设比例的情况下，调节所述氮气供应装置的氮气供应速率，使得所述氢气供应速率与调节后的所述氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氢气供应装置，包括：

氢气制备模块、氢气存储模块和氢气供应模块；

所述氢气制备模块，用于根据可再生能源发电装置提供的电能制备氢气；

所述氢气存储模块，用于存储所述氢气制备模块制备得到的所述氢气；

所述氢气供应模块，用于将所述氢气存储模块中存储的所述氢气供应给所述合成氨反应装置。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器，用于：

在检测到所述氢气存储模块中的气体压力未处于预设的第一压力范围的情况下，调节所述氢气供应模块的氢气供应速率以及所述氮气供应装置的氮气供应速率，以使得所述氢气存储模块的压力处于预设压力范围内，且调节后的所述氢气供应速率和调节后的所述氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器，用于：

在检测到所述氢气存储模块中的气体压力未处于预设的第一压力范围的情况下，调节所述氢气供应模块的氢气供应速率，使得所述氢气存储模块的压力处于预设压力范围内；

在调节后的所述氢气供应速率和当前的所述氮气供应速率未处于预设比例的情况下，根据调节后的所述氢气供应速率调节所述氮气供应速率，使得调节后的所述氢气供应速率和调节后的所述氮气供应速率处于预设比例。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制器用于：

在检测到所述氢气存储模块中的气体压力大于所述第一压力范围的上限值的情况下，提升所述氢气供应速率使得所述氢气存储模块的压力处于所述压力范围内；在提升后的所述氢气供应速率与所述氮气供应速率之间的比例不处于预设比例的情况下，提升所述氮气供应装置的氮气供应速率，使得提升后的所述氢气供应速率与提升后的所述氮气供应速率之间的比例处于预设比例；

在检测到所述氢气存储模块的压力小于所述第一压力范围的下限值的情况下，降低所述氢气供应速率以及所述氮气供应速率，使得所述氢气存储模块的压力处于所述压力范围内；在降低后的所述氢气供应速率与所述氮气供应速率之间的比例不处于预设比例的情况下，降低所述氮气供应装置的氮气供应速率，使得降低后的所述氢气供应速率与降低后的所述氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述氢气供应模块，包括：

氢气压缩机和第一阀门组件；

所述氢气压缩机的输入端与所述氢气存储装置的输出端相连接，所述氢气压缩机的输出端通过所述第一阀门组件与所述合成氨反应装置相连接。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述氢气供应模块，还包括：

第二阀门组件；

所述氢气压缩机的输出端通过所述第二阀门组件与所述氢气压缩机的输入端相连接。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制器，用于控制所述第一阀门组件和所述第二阀门组件中的至少一种阀门组件的开度，以调节所述氢气供应速率。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氮气供应装置，包括：

氮气输送模块、氮气存储模块和氮气供应模块；

所述氮气输送模块，用于向所述氮气存储模块输送氮气；

所述氮气供应模块，用于将所述氮气存储模块中存储的所述氮气供应给合成氨反应装置。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述控制器，用于：

在检测到所述氮气存储模块中的气体压力未处于预设的第二压力范围的情况下，调节所述氮气输送模块的氮气输送量，使得所述氮气存储模块中的气体压力处于所述第二压力范围。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述氮气供应模块，包括：

氮气压缩机和第三阀门组件；

所述氮气压缩机的输入端与所述氮气存储装置的输出端相连接，所述氮气压缩机的输出端通过所述第三阀门组件与所述合成氨反应装置相连接。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述氢气供应模块，还包括：

第四阀门组件；

所述氮气压缩机的输出端通过所述第四阀门组件与所述氮气压缩机的输入端相连接。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述控制器，用于控制所述第三阀门组件和所述第四阀门组件中的至少一种阀门组件的开度，以调节所述氮气供应速率。

15.一种气体供应速率控制方法，其特征在于，应用于合成氨系统中的控制器，所述合成氨系统还包括向合成氨反应装置供应氢气的氢气供应装置，以及向所述合成氨反应装置供应氮气的氮气供应装置，所述氢气由氢气供应装置根据可再生能源发电装置提供的电能制备得到，所述方法包括：

控制所述氢气供应装置的氢气供应速率与所述氮气供应装置的氮气供应速率之间的比例处于预设比例。

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