CN205011382U - 一种氨分解制氢设备 - Google Patents

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孙广清
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Suzhou Heng Da Purification Equipment Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种氨分解制氢设备，属于工业制氢设备领域，包括外壳、换热器、分解炉，位于该换热器上设置有氨气进口管、氨气出口管、氢氮气体进口管、氢氮气体出口管和排污管；氨气进口管上设置氮压力表，且该氨气进口管与氨气供气源连接；氨气出口管与分解炉的进气管连接；氢氮气体进口管与分解炉上出气管连接，且位于该氢氮气体进口管设置有温度传感器；氢氮气体出口管上设置有氢氮压力表，且该氢氮气体出口管与氢氮气体存储罐连接；位于换热器底部设置有排污管。本实用新型通过将高热氢氮混合气和气态氨气在换热器内进行热交换，使得进入分解炉内的氨气温度提高，从而有利于气态氨气的分解，大大节约了加热炉的加热功率。

Description

一种氨分解制氢设备
技术领域
本实用新型涉及一种氨分解制氢设备，属于工业制氢设备领域。
背景技术
1摩尔氨（气态）在一定的压力和温度及镍触媒催化作用下，可分解为3/2摩尔的氢气和1/2摩尔的氮气，并吸收一定的热量。其化学方程式如下：
2NH3 催化剂 3H2＋N2－Q
分解后的氢、氮混和气经过吸附干燥处理，去除混合气中的水分、残氨和杂质，得到纯净的氢氮混合气广泛应用于半导体工业，冶金工业，以及需用保护气氛的其它工业和科学研究中。
现有的氨分解制氢设备其进料端低温氨气在进入氨气加热炉中时由于其本身温度较低，需要电加热管进行较长时间加热才能使得气态氨气达到其预定的温度，在这样的过程中需要将消耗大量的热量。
实用新型内容
为此解决上述问题，我们提出了一种氨分解制氢设备，通过对高热氢氮混合气和气态氨气进行热交换，将气态氨气的温度提高，从而有利于气态氨气的分解。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种氨分解制氢设备，包括外壳、换热器、分解炉，该换热器呈列管结构，且位于该换热器上设置有氨气进口管、氨气出口管、氢氮气体进口管、氢氮气体出口管和排污管；氨气进口管上设置氮压力表，且该氨气进口管与氨气供气源连接；氨气出口管与分解炉的进气管连接；氢氮气体进口管与分解炉上出气管连接，且位于该氢氮气体进口管设置有温度传感器；氢氮气体出口管上设置有氢氮压力表，且该氢氮气体出口管与氢氮气体存储罐连接；位于换热器底部设置有排污管。
进一步：所述换热器的盘管的横截面为套管结构，其内层管道两端分别与氨气进口管、氨气出口管连接；其外层管道两端分别与氢氮气体进口管、氢氮气体出口管连接。
进一步：所述氨气进口管、氨气出口管、氢氮气体进口管、氢氮气体出口管和换热器的盘管外表上均包裹有保温层。
通过上述技术方案，本实用新型通过将高热氢氮混合气和气态氨气在换热器内进行热交换，使得进入分解炉内的氨气温度提高，从而有利于气态氨气的分解，大大节约了加热炉的加热功率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的分解炉结构示意图；
图2为本实用新型的结构示意图。
图中数字所表示的相应部件名称：
1、分解炉；2、换热器；3、排污管；4、氨气进口管；5、氢氮气体出口管。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
下面结合实施例和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例.
结合图1所示：
一种氨分解制氢设备，包括外壳、换热器2、分解炉1，该换热器2呈列管结构，且位于该换热器2上设置有氨气进口管4、氨气出口管、氢氮气体进口管、氢氮气体出口管5和排污管3；氨气进口管4上设置氮压力表，且该氨气进口管4与氨气供气源连接；氨气出口管与分解炉1的进气管连接；氢氮气体进口管与分解炉1上出气管连接，且位于该氢氮气体进口管设置有温度传感器；氢氮气体出口管上设置有氢氮压力表，且该氢氮气体出口管与氢氮气体存储罐连接；位于换热器2底部设置有排污管3。
为了提高盘管的热交换效果，采用了下列方法：
1、所述换热器的盘管的横截面为套管结构，其内层管道两端分别与氨气进口管、氨气出口管连接；其外层管道两端分别与氢氮气体进口管、氢氮气体出口管连接。
2、所述氨气进口管、氨气出口管、氢氮气体进口管、氢氮气体出口管和换热器的盘管外表上均包裹有保温层。
本实用新型采用新工艺采用不锈钢换热器，分解炉出来的高热氢氮混合气(800度)，经管程进入换热器并与换热器壳程内的低温氨气（20度）进行充分热交换，这样使得经换热获得较高温度的氨气（500度左右），进分解炉前已经有较高的温度（500度左右），大大节约了加热炉的加热功率。
如300立方的气体温度升高100度，气体1小时吸收的热量：
Q=300/22.4*7/2*8.31*100=38953KJ
功率为：P=Q/t=38953/3600=10.8KW
如300立方的气体温度从20度升高到800度，气体1小时吸收的热量：
Q=300/22.4*7/2*8.31*780=280462KJ
功率为：P=Q/t=280462/3600=77.9KW
传统：实际工况效率及损失等因素加热需300KW.
新技术：Q=300/22.4*7/2*8.31*480=186975KJ
功率为：P=Q/t=186975/3600=21.9KW
这样就节省了300度的加热功率，降低了生产成本，实际工况效率及损失等因素加热实际需215KW。这样通过将高热氢氮混合气和气态氨气在换热器内进行热交换，使得进入分解炉内的氨气温度提高，从而有利于气态氨气的分解，大大节约了加热炉的加热功率。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种氨分解制氢设备，其特征在于：包括外壳、换热器、分解炉，该换热器呈列管结构，且位于该换热器上设置有氨气进口管、氨气出口管、氢氮气体进口管、氢氮气体出口管和排污管；氨气进口管上设置氮压力表，且该氨气进口管与氨气供气源连接；氨气出口管与分解炉的进气管连接；氢氮气体进口管与分解炉上出气管连接，且位于该氢氮气体进口管设置有温度传感器；氢氮气体出口管上设置有氢氮压力表，且该氢氮气体出口管与氢氮气体存储罐连接；位于换热器底部设置有排污管。
2.根据权利要求1所述的一种氨分解制氢设备，其特征在于：所述换热器的盘管的横截面为套管结构，其内层管道两端分别与氨气进口管、氨气出口管连接；其外层管道两端分别与氢氮气体进口管、氢氮气体出口管连接。
3.根据权利要求1所述的一种氨分解制氢设备，其特征在于：所述氨气进口管、氨气出口管、氢氮气体进口管、氢氮气体出口管和换热器的盘管外表上均包裹有保温层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115353070A (zh) * 2022-08-26 2022-11-18 佛山阿莫尼亚科技有限公司 氨裂解制氢装置、系统及方法

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