CN116462210A - 控制合成氨系统进气口温度的设备，以及合成氨系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种控制合成氨系统进气口温度的设备，以及合成氨系统。其中，该设备包括：空气压缩机，用于对空气进行压缩得到压缩空气；第一换热器，通过第一传输管线与空气压缩机连接，用于通过第一传输管线接收压缩空气，并利用压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，通过可再生能源制氢系统电解水得到氢气；第二换热器，通过第二传输管线与第一换热器连接，用于利用蒸汽对来自第一换热器的混合气体进行换热升温，使得混合气体的温度保持在预设范围之内。本申请解决了由于利用可再生能源制氢具有较高的不连续性，制氢产量容易发生波动造成的合成氨效率较低，氨产量较少以及氨生产成本较高的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及制氨领域，具体而言，涉及一种控制合成氨系统进气口温度的设备，以及合成氨系统。
背景技术
相关技术中，将可再生能源制氢应用到合成氨装置中时，由于可再生能源(例如，太阳能发电，风能发电等)受外界气象因素影响较大，其具有间歇性、不稳定性和不确定性等特点，易造成后续利用可再生能源生产制氢具有较高的不连续性，从而使得氢气的产量容易发生波动。在产氢量较低的情况下，则会无法满足合成氨装置所需的热量，导致合成氨的效率较低，产量较少，甚至可能会导致合成氨系统中合成反应的停止，而一旦停止对实际生产影响较大，且重启所需的成本较大，进而会导致氨生产的总体成本较高。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种控制合成氨系统进气口温度的设备，以及合成氨系统，以至少解决由于利用可再生能源制氢具有较高的不连续性，制氢产量容易发生波动造成的合成氨效率较低，氨产量较少以及氨生产成本较高的技术问题。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种控制合成氨系统进气口温度的设备，包括：空气压缩机，用于对空气进行压缩得到压缩空气；第一换热器，通过第一传输管线与空气压缩机连接，用于通过第一传输管线接收压缩空气，并利用压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，其中，通过可再生能源制氢系统电解水得到氢气；第二换热器，通过第二传输管线与第一换热器连接，用于利用蒸汽对来自第一换热器的混合气体进行换热升温，使得混合气体的温度保持在预设范围之内，其中，预设范围为进行合成氨反应所需的温度区间。
可选地，第一传输管线上设置有切断阀，其中，切断阀根据混合气体的温度或者氢气的产量调节自身的状态，以用于将压缩空气引入第一换热器，状态包括以下之一：开启或者闭合。
可选地，第二换热器的混合气体流出管道与合成氨系统的进气口连接，混合气体流出管道设置有温度检测装置，用于检测混合气体的温度，在混合气体的温度小于预设温度的情况下，发送第一控制指令至切断阀，其中，第一控制指令用于开启切断阀，将压缩空气引入第一换热器。
可选地，可再生能源制氢系统的氢气出口处设置有产量检测装置，用于检测氢气的产量，在氢气的产量小于预设产量的情况下，发送第二控制指令至切断阀，第二控制指令用于开启切断阀，将压缩空气引入第一换热器。
可选地，第二换热器在蒸汽的进口管道上设置有调节阀，其中，调节阀用于根据混合气体的温度或者氢气的产量调节自身开度，以用于将蒸汽引入第二换热器。
可选地，第二换热器的混合气体流出管道与合成氨系统的进气口连接，混合气体流出管道设置有温度检测装置，用于检测混合气体的温度，在混合气体的温度小于预设温度的情况下，发送第三控制指令至调节阀，其中，第三控制指令用于调整调节阀的开度，混合气体的温度越低，调节阀的开度越大。
可选地，可再生能源制氢系统的氢气出口处设置有产量检测装置，用于检测氢气的产量，在氢气的产量小于预设产量的情况下，发送第四控制指令至调节阀，其中，第四控制指令用于控制调节阀的开度，氢气的产量越低，调节阀的开度越大。
可选地，设备还包括：空分装置，通过第一传输管线与第一换热器连接，用于对换热后的压缩空气进行分离，得到氮气。
可选地，设备还包括：空分装置，通过第三传输线与空气压缩机连接，以用于对来自空气压缩机的压缩空气进行分离，得到氮气，其中，第三传输线上设置有阀门，至少用于控制压缩空气的传输。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种控制合成氨系统进气口温度的方法，包括：获取目标时段内可再生能源制氢系统电解水生成的氢气量或者混合气体流出管道的温度，其中，可再生能源制氢系统电解水得到的氢气与氮气进行合成氨反应；在氢气量小于预设阈值或者温度小于预设温度的情况下，通过以下操作进行换热升温，该操作包括以下至少之一：引入空气压缩机输出的压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，或者引入蒸汽对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，使得混合气体的温度保持在预设范围之内，其中，预设范围为进行合成氨反应所需的温度区间。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种合成氨系统，包括：空气压缩机，用于对空气进行压缩得到压缩空气；可再生能源制氢系统，用于通过电解水生成氢气；第一换热器，与空气压缩机、可再生能源制氢系统连接，用于利用压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温；空分装置，与第一换热器连接，用于对换热后的压缩空气进行分离，得到氮气；第二换热器，与第一换热器连接，用于利用蒸汽对来自第一换热器的混合气体进行换热升温，使得混合气体的温度保持在预设范围之内，其中，预设范围为进行合成氨反应所需的温度区间；合成氨系统，与第二换热器的混合气体流出管道连接，用于对混合气体进行合成氨反应得到氨气。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种控制合成氨系统进气口温度的装置，包括：获取模块，用于获取目标时段内可再生能源制氢系统电解水生成的氢气量或者混合气体流出管道的温度，其中，可再生能源制氢系统电解水得到的氢气与氮气进行合成氨反应；换热模块，用于在氢气量小于预设阈值或者温度小于预设温度的情况下，通过以下操作进行换热升温，该操作包括以下至少之一：引入空气压缩机输出的压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，或者引入蒸汽对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，使得混合气体的温度保持在预设范围之内，其中，预设范围为进行合成氨反应所需的温度区间。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种非易失性存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述控制合成氨系统进气口温度的方法。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，处理器被配置为执行指令，以实现上述控制合成氨系统进气口温度的方法。
在本申请实施例中，采用利用空气压缩机输出的高温压缩空气和/或外部蒸汽对合成氨系统的入口气体(即氢气与氮气的混合气体)进行换热升温的方式，通过设置第一换热器与第二换热器，其中，第一换热器利用空气压缩机输出的压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，第二换热器利用外部蒸汽对氮气与氢气的混合气体进行换热升温的方式，达到了当氢气含量下降导致氮气与氢气的反应热降低时，补充合成氨反应所需热量的目的，从而实现了维持合成氨反应过程中温度始终维持在一定的合理区间内，使得合成氨系统可连续工作，更好地适应可再生能源制氢系统的技术效果，进而解决了由于利用可再生能源制氢具有较高的不连续性，制氢产量容易发生波动造成的合成氨效率较低，氨产量较少以及氨生产成本较高的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的一种可选的控制合成氨系统进气口温度的设备的结构示意图；
图2是根据本申请实施例的一种可选的控制合成氨系统进气口温度的方法的流程示意图；
图3是根据本申请实施例的一种控制合成氨系统进气口温度的装置的示意图；
图4是根据本申请实施的一种电子设备400的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本申请实施例，提供了一种控制合成氨系统进气口温度的设备的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本申请实施例的控制合成氨系统进气口温度的设备，如图1所示，该设备包括：
空气压缩机10，用于对空气进行压缩得到压缩空气；
第一换热器20，通过第一传输管线30与空气压缩机10连接，用于通过第一传输管线30接收压缩空气，并利用压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，其中，通过可再生能源制氢系统电解水得到氢气；
通过第一换热器可利用压缩空气对混合气体进行换热升温，需要说明的是，上述氮气可以为空分装置对换热后的压缩空气进行分离得到的氮气，容易注意到的是，利用压缩空气给氮气与氢气的混合气体(简称合成气)进行换热升温，充分了利用了空气压缩机的废热能源，达到了节能减排的目的，且压缩空气通过与合成气换热后可以降低温度，减小了空分装置中空气冷却工序的热负荷，降低了氮气的生产成本。
需要说明的是，上述可再生能源包括但不限于：风能、光能、潮汐能以及水能等。
第二换热器40，通过第二传输管线50与第一换热器20连接，用于利用蒸汽对来自第一换热器20的混合气体进行换热升温，使得混合气体的温度保持在预设范围之内，其中，预设范围为进行合成氨反应所需的温度区间。
由于合成氨反应对温度有着严格要求，一般需要将温度控制在350-550℃，因此，上述预设范围最大取值区间为[350℃，550℃]，当然为了尽可能提高合成氨反应效率，可以设置更加适宜的高温环境，因此，可将上述预设范围设置为[450℃，550℃]，考虑到温度、压强以及催化剂等因素对合成氨反应液具有较大的影响，因此，本申请一些实施例中，上述预设范围可以根据压强以及催化剂等反应条件进行灵活调整，本申请对预设范围的取值区间不做具体限制，但一般要求设置在[350℃，550℃]之间。
在该控制合成氨系统进气口温度的设备中，采用利用空气压缩机输出的高温压缩空气以及外部蒸汽对合成氨系统的入口气体(即氢气与氨气的混合气体)进行换热升温的方式，通过设置第一换热器与第二换热器，其中，第一换热器利用空气压缩机输出的压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，第二换热器利用外部蒸汽对氮气与氢气的混合气体进行换热升温的方式，达到了当氢气含量下降导致氮气与氢气的反应热降低时，补充合成氨反应所需热量的目的，从而实现了维持合成氨反应过程中外部温度维持在一定的合理区间内，使得合成氨系统可连续工作，更好适应可再生能源制氢系统的技术效果，进而解决了由于利用可再生能源制氢具有较高的不连续性，制氢产量容易发生波动造成的合成氨效率较低，氨产量较少以及氨生产成本较高的技术问题。
为了控制引入第一换热器的压缩空气量，根据实际情况启用或者关停该压缩空气向第一换热器的输入，在本申请中一些实施例中，上述第一传输管线30上设置有切断阀302，其中，切断阀302根据混合气体的温度或者氢气的产量调节自身的状态，以用于将压缩空气引入第一换热器，状态包括以下之一：开启或者闭合。
作为一种可选地实施例中，上述第二换热器40的混合气体流出管道与合成氨系统60的进气口连接，即合成氨的入气口与混合气体的流出口连接，上述混合气体流出管道设置有温度检测装置502，用于检测混合气体的温度，在混合气体的温度小于预设温度的情况下，发送第一控制指令至切断阀302，可以理解的，该第一控制指令用于开启切断阀，将压缩空气引入第一换热器。
触发利用压缩空气进行换热升温的因素，除了上述实施例中所涉及的混合气体的温度较低之外，还有可能是因为可再生能源制氢系统的制氢产量发生了波动，因此，作为另一种可选地实施例，可再生能源制氢系统70的氢气出口处设置有产量检测装置，以用于检测氢气的产量，在氢气的产量小于预设产量的情况下，发送第二控制指令至切断阀，第二控制指令用于开启切断阀，将压缩空气引入第一换热器。容易注意到的，通过上述实施例可以根据可再生能源制氢系统的制氢产量的波动性，相应引入压缩空气对混合气体进行换热升温，以弥补氢产量不足导致的热量缺失。
可选地，上述产量检测装置可以为流量计。
除了利用压缩空气对混合气体进行一次换热升温之外，可利用第二换热器引入的蒸汽进行对混合气体换热升温，因此，作为一种可选地实施例，第二换热器40在蒸汽的进口管道上设置有调节阀80，其中，调节阀80用于根据混合气体的温度或者氢气的产量调节自身开度，以用于将蒸汽引入第二换热器40。
具体地，第二换热器的混合气体流出管道与合成氨系统的进气口连接，混合气体流出管道设置有温度检测装置502，用于检测混合气体的温度，在混合气体的温度小于预设温度的情况下，发送第三控制指令至调节阀80，其中，第三控制指令用于调整调节阀80的开度，混合气体的温度越低，调节阀80的开度越大。
可选地，上述温度检测装置可以为温度传感器。
需要说明的是，利用蒸汽进行换热升温的因素，除了上述实施例中所涉及的混合气体的温度较低之外，还有可能是因为可再生能源制氢系统的制氢产量发生了波动，因此，作为另一种可选地实施例，可再生能源制氢系统的氢气出口处设置有产量检测装置，用于检测氢气的产量，并在氢气的产量小于预设产量的情况下，发送第四控制指令至调节阀，其中，第四控制指令用于控制调节阀的开度，氢气的产量越低，调节阀的开度越大。容易注意到的是，通过引入蒸汽可以对混合气体进行换热升温，这样即使在压缩空气所产生的热量仍然不能满足合成氨反应实际所需热量的时候，可通过蒸汽实现对合成氨反应所需热量的弥补。
为了充分利用了空气压缩机的废热能源，以及减小空分装置中空气冷却工序的热负荷，降低氮气的生产成本，作为一种可选地实施方式，上述设备还可以包括：空分装置90，该空分装置90通过第一传输管线30与第一换热器20连接，用于对换热后的压缩空气进行分离得到氮气。可以理解的，压缩后的空气(即压缩空气)可以达到130℃-150℃，因此，其可以用于弥补氢气产量不足而缺失的反应热，另外，经过第一换热器的换热后，可以得到对压缩空气冷却的目的，因此，当空分装置对压缩空气进行分离生成氮气时，其可以节省空气冷却工序的热负荷。
如图1所示，为了避免第一传输管线30上设置的切断阀302对空气分离过程的影响，作为一种可选的实施方式，可将空分装置与空气压缩机直接连接，将空气压缩机输出的压缩空气直接传输至空分装置，具体的，空分装置90，可通过第三传输线100与空气压缩机10直接连接，以用于对来自空气压缩机10的压缩空气进行分离，得到氮气，其中，该第三传输线上设置有阀门1002，该阀门1002用于控制压缩空气的传输，例如，用于开断或者开启压缩空气的传输，以及控制压缩空气的传输量等。
图2是根据本申请实施例的一种控制合成氨系统进气口温度的方法，如图2所示，该方法包括：
S202，获取目标时段内可再生能源制氢系统电解水生成的氢气量或者混合气体流出管道的温度，其中，可再生能源制氢系统电解水得到的氢气与氮气进行合成氨反应；
S204，在氢气量小于预设阈值或者温度小于预设温度的情况下，通过以下操作进行换热升温，该操作包括以下至少之一：引入空气压缩机输出的压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，或者引入蒸汽对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，使得混合气体的温度保持在预设范围之内，其中，预设范围为进行合成氨反应所需的温度区间。
通过上述控制合成氨系统进气口温度的方法，通过获取目标时段内可再生能源制氢系统电解水生成的氢气量或者混合气体流出管道的温度，其中，可再生能源制氢系统电解水得到的氢气与氮气进行合成氨反应；在氢气量小于预设阈值或者温度小于预设温度的情况下，通过以下操作进行换热升温，该操作包括以下至少之一：引入空气压缩机输出的压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，或者引入蒸汽对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，使得混合气体的温度保持在预设范围之内，其中，预设范围为进行合成氨反应所需的温度区间，达到了当氢气含量下降导致氮气与氢气的反应热降低时，补充合成氨反应所需热量的目的，从而实现了维持合成氨反应过程中外部温度维持在一定的合理区间内，使得合成氨系统可连续工作，更好适应可再生能源制氢系统的技术效果，进而解决了由于利用可再生能源制氢具有较高的不连续性，制氢产量容易发生波动造成的合成氨效率较低，氨产量较少以及氨生产成本较高的技术问题。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种合成氨系统，如图1所示，该合成氨系统包括：
空气压缩机10，用于对空气进行压缩得到压缩空气；
可再生能源制氢系统70，用于通过电解水生成氢气；
第一换热器20，与空气压缩机10、可再生能源制氢系统70连接，用于利用压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温；
空分装置90，与第一换热器20连接，用于对换热后的压缩空气进行分离，得到氮气；
第二换热器40，与第一换热器20连接，用于利用蒸汽对来自第一换热器20的混合气体进行换热升温，使得混合气体的温度保持在预设范围之内，其中，预设范围为进行合成氨反应所需的温度区间；合成氨系统，与第二换热器40的混合气体流出管道连接，用于对混合气体进行合成氨反应得到氨气。
在本申请实施例中，采用利用空气压缩机输出的高温压缩空气以及外部蒸汽对合成氨系统的入口气体(即氢气与氨气的混合气体)进行换热升温的方式，通过设置第一换热器与第二换热器，其中，第一换热器利用空气压缩机输出的压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，第二换热器利用外部蒸汽对氮气与氢气的混合气体进行换热升温的方式，达到了当氢气含量下降导致氮气与氢气的反应热降低时，补充合成氨反应所需热量的目的，从而实现了维持合成氨反应过程中外部温度维持在一定的合理区间内，使得合成氨系统可连续工作，更好适应可再生能源制氢系统的技术效果，进而解决了由于利用可再生能源制氢具有较高的不连续性，制氢产量容易发生波动造成的合成氨效率较低，氨产量较少以及氨生产成本较高的技术问题。
图3是根据本申请实施例的一种控制合成氨系统进气口温度的装置，如图3所示，该装置包括：
获取模块01，用于获取目标时段内可再生能源制氢系统电解水生成的氢气量或者混合气体流出管道的温度，其中，可再生能源制氢系统电解水得到的氢气与氮气进行合成氨反应；
换热模块02，用于在氢气量小于预设阈值或者温度小于预设温度的情况下，通过以下操作进行换热升温，该操作包括以下至少之一：引入空气压缩机输出的压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，或者引入蒸汽对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，使得混合气体的温度保持在预设范围之内，其中，预设范围为进行合成氨反应所需的温度区间。
该控制合成氨系统进气口温度的装置中，获取模块01，用于获取目标时段内可再生能源制氢系统电解水生成的氢气量或者混合气体流出管道的温度，其中，可再生能源制氢系统电解水得到的氢气与氮气进行合成氨反应；换热模块02，用于在氢气量小于预设阈值或者温度小于预设温度的情况下，通过以下操作进行换热升温，该操作包括以下至少之一：引入空气压缩机输出的压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，或者引入蒸汽对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，使得混合气体的温度保持在预设范围之内，其中，预设范围为进行合成氨反应所需的温度区间，达到了当氢气含量下降导致氮气与氢气的反应热降低时，补充合成氨反应所需热量的目的，从而实现了维持合成氨反应过程中外部温度维持在一定的合理区间内，使得合成氨系统可连续工作，更好适应可再生能源制氢系统的技术效果，进而解决了由于利用可再生能源制氢具有较高的不连续性，制氢产量容易发生波动造成的合成氨效率较低，氨产量较少以及氨生产成本较高的技术问题。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种非易失性存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述控制合成氨系统进气口温度的方法。
具体地，上述存储介质用于存储以下功能的程序指令，实现以下功能：获取目标时段内可再生能源制氢系统电解水生成的氢气量或者混合气体流出管道的温度，其中，可再生能源制氢系统电解水得到的氢气与氮气进行合成氨反应；在氢气量小于预设阈值或者温度小于预设温度的情况下，通过以下操作进行换热升温，该操作包括以下至少之一：引入空气压缩机输出的压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，或者引入蒸汽对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，使得混合气体的温度保持在预设范围之内，其中，预设范围为进行合成氨反应所需的温度区间。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。上述存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，处理器被配置为执行指令，以实现上述控制合成氨系统进气口温度的方法。
可选地，上述电子设备还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入设备输出设备和上述处理器连接。
图4示出了可以用来实施本申请的实施例的示例电子设备400的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本申请的实现。
如图4所示，设备400包括计算单元401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的计算机程序或者从存储单元408加载到随机访问存储器(RAM)403中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 403中，还可存储设备400操作所需的各种程序和数据。计算单元401、ROM 402以及RAM 403通过总线404彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。
设备400中的多个部件连接至I/O接口405，包括：输入单元406，例如键盘、鼠标等；输出单元407，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元408，例如磁盘、光盘等；以及通信单元409，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元409允许设备400通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
计算单元401可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元401的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元401执行上文所描述的各个方法和处理，例如控制合成氨系统进气口温度的方法。例如，在一些实施例中，控制合成氨系统进气口温度的方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元408。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 402和/或通信单元409而被载入和/或安装到设备400上。当计算机程序加载到RAM 403并由计算单元401执行时，可以执行上文描述的控制合成氨系统进气口温度的方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元401可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行控制合成氨系统进气口温度的方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本申请的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本申请的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (14)
1.一种控制合成氨系统进气口温度的设备，其特征在于，包括：
空气压缩机，用于对空气进行压缩得到压缩空气；
第一换热器，通过第一传输管线与所述空气压缩机连接，用于通过所述第一传输管线接收所述压缩空气，并利用所述压缩空气对氮气与氢气的混合气体进行换热升温，其中，通过可再生能源制氢系统电解水得到所述氢气；
第二换热器，通过第二传输管线与所述第一换热器连接，用于利用蒸汽对来自所述第一换热器的所述混合气体进行换热升温，使得所述混合气体的温度保持在预设范围之内，其中，所述预设范围为进行合成氨反应所需的温度区间。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一传输管线上设置有切断阀，其中，所述切断阀根据所述混合气体的温度或者氢气的产量调节自身的状态，以用于将所述压缩空气引入所述第一换热器，所述状态包括以下之一：开启或者闭合。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第二换热器的混合气体流出管道与合成氨系统的进气口连接，所述混合气体流出管道设置有温度检测装置，用于检测所述混合气体的温度，在所述混合气体的温度小于预设温度的情况下，发送第一控制指令至所述切断阀，其中，所述第一控制指令用于开启所述切断阀，将所述压缩空气引入所述第一换热器。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述可再生能源制氢系统的氢气出口处设置有产量检测装置，用于检测所述氢气的产量，在所述氢气的产量小于预设产量的情况下，发送第二控制指令至所述切断阀，所述第二控制指令用于开启所述切断阀，将所述压缩空气引入所述第一换热器。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二换热器在所述蒸汽的进口管道上设置有调节阀，其中，所述调节阀用于根据所述混合气体的温度或者氢气的产量调节自身开度，以用于将所述蒸汽引入所述第二换热器。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第二换热器的混合气体流出管道与合成氨系统的进气口连接，所述混合气体流出管道设置有温度检测装置，用于检测所述混合气体的温度，在所述混合气体的温度小于预设温度的情况下，发送第三控制指令至所述调节阀，其中，所述第三控制指令用于调整所述调节阀的开度，所述混合气体的温度越低，所述调节阀的开度越大。
7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述可再生能源制氢系统的氢气出口处设置有产量检测装置，用于检测所述氢气的产量，在所述氢气的产量小于预设产量的情况下，发送第四控制指令至所述调节阀，其中，所述第四控制指令用于控制所述调节阀的开度，所述氢气的产量越低，所述调节阀的开度越大。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
空分装置，通过第一传输管线与所述第一换热器连接，用于对换热后的所述压缩空气进行分离，得到所述氮气。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
空分装置，通过第三传输线与所述空气压缩机连接，以用于对来自所述空气压缩机的所述压缩空气进行分离，得到所述氮气，其中，所述第三传输线上设置有阀门，至少用于控制所述压缩空气的传输。
10.一种控制合成氨系统进气口温度的方法，其特征在于，包括：
获取目标时段内可再生能源制氢系统电解水生成的氢气量或者混合气体流出管道的温度，其中，所述可再生能源制氢系统电解水得到的氢气与氮气进行合成氨反应；
在所述氢气量小于预设阈值或者在所述温度小于预设温度的情况下，通过以下操作进行换热升温，所述操作包括以下至少之一：引入空气压缩机输出的压缩空气对所述氮气与所述氢气的混合气体进行换热升温，或者引入蒸汽对所述氮气与所述氢气的混合气体进行换热升温，使得混合气体的温度保持在预设范围之内，其中，所述预设范围为进行合成氨反应所需的温度区间。
11.一种合成氨系统，其特征在于，包括：
空气压缩机，用于对空气进行压缩得到压缩空气；
可再生能源制氢系统，用于通过电解水生成氢气；
第一换热器，与所述空气压缩机、所述可再生能源制氢系统连接，用于利用所述压缩空气对氮气与所述氢气的混合气体进行换热升温；
空分装置，与所述第一换热器连接，用于对换热后的所述压缩空气进行分离，得到所述氮气；
第二换热器，与所述第一换热器连接，用于利用蒸汽对来自所述第一换热器的所述混合气体进行换热升温，使得所述混合气体的温度保持在预设范围之内，其中，所述预设范围为进行合成氨反应所需的温度区间；
合成氨系统，与所述第二换热器的混合气体流出管道连接，用于对所述混合气体进行合成氨反应得到氨气。
12.一种控制合成氨系统进气口温度的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取目标时段内可再生能源制氢系统电解水生成的氢气量或者混合气体流出管道的温度，其中，所述可再生能源制氢系统电解水得到的氢气与氮气进行合成氨反应；
换热模块，用于在所述氢气量小于预设阈值或者在所述温度小于预设温度的情况下，通过以下操作进行换热升温，所述操作包括以下至少之一：引入空气压缩机输出的压缩空气对所述氮气与所述氢气的混合气体进行换热升温，或者引入蒸汽对所述氮气与所述氢气的混合气体进行换热升温，使得混合气体的温度保持在预设范围之内，其中，所述预设范围为进行合成氨反应所需的温度区间。
13.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求10所述的控制合成氨系统进气口温度的方法。
14.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如权利要求10所述的控制合成氨系统进气口温度的方法。
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