[實用新型]一種以高純氨制氣工廠產生的廢氣為原料的制氫系統

有效

• 申請號: 201420508414.0
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN204039054U
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 嚴巍;丁高松
• 申請（專利權）人: 海寧市英德賽電子有限公司
• 主分類號: C01B3/04
• 分類號: C01B3/04;C01B3/50
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(普通合伙) 33243
• 代理人: 張向飛

技術領域

本實用新型屬于化工設備技術領域，涉及一種以高純氨制氣工廠產生的廢氣為原料的制氫系統。

背景技術

氫氣是一種寶貴的資源，是很多制造企業中不可或缺的一種能源。現有技術中，制造氫氣的方法通常很多，例如從甲醇中制取氫氣，或者電解水制氫。

我國專利CN?102839382A公開了一種制氫裝置，其包含：一泵、一加熱組件、一電解器、至少一排熱器及一轉換單元。該加熱組件具有至少一前加熱器、一中間加熱器及一太陽能加熱器，該前加熱器連接泵，該中間加熱器設置于前加熱器及太陽能加熱器之間；該電解器連接該太陽能加熱器；該至少一排熱器連接該電解器與該至少一前加熱器，且該電解器設置于該太陽能加熱器及排熱器之間；該轉換單元連接該至少一排熱器。該制氫裝置將常溫常壓的液態水轉換為高溫高壓的液態水所需耗費的能源，遠小于將常溫常壓的氣態氫轉換為高溫高壓的氣態氫所需耗費的能源。

但是，上述制氫裝置的生產成本較高，限制了氫氣的應用，制約了相應行業的發展。因此，如何降低制氫成本，是急需解決的問題。

發明內容

本實用新型是針對現有的技術存在的上述問題，提供一種以高純氨制氣工廠產生的廢氣為原料的制氫系統，本實用新型所要解決的技術問題是：降低制氫成本。

本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現：

一種以高純氨制氣工廠產生的廢氣為原料的制氫系統，其特征在于，所述制氫系統包括氨蒸餾單元、列管式換熱器、氨分解爐、氫氣純化器和儲氫罐，所述氨蒸餾單元與所述列管式換熱器相連接，所述列管式換熱器與所述氨分解爐相連接，所述氨分解爐與氫氣純化器相連接，所述氫氣純化器與所述儲氫罐相連接。

其工作原理如下：本制氫系統在使用時，可將高純氨制氣工廠產生的廢氣通入氨蒸餾單元中，氨蒸餾單元具有精餾塔塔體、再沸器、冷凝器。物料通過氣態形式進入精餾塔，通過冷凝和再沸器的作用，實現蒸餾，在塔頂去除輕組分，塔底去除重組分；氨分解爐具有加熱爐體，爐腔內裝填有催化劑，當氨氣進入爐腔內時，溫度達到800℃，氨分解成氮氣和氫氣。本申請改進之處在于，對于分解后的產物，由于高溫不能直接進行提純，因此采用套管式換熱器對進入爐腔的低溫氨氣(30～40℃)和產物(800～820℃)進行換熱，這樣既有利于下一步提純，也對即將進行分解的氨氣進行了預熱，這樣降低了分解的能耗。最后，通過氫氣純化器純化分解出來的氫氣，并將其輸送至儲氫罐中儲存。此外，本申請以高純氨制氣工廠產生的廢氣為原料來制取氫氣，降低原料成本，且可減小高純氨制氣工廠所造成的污染。

在上述的一種以高純氨制氣工廠產生的廢氣為原料的制氫系統中，所述氨分解爐包括爐體，所述爐體內開設有一爐腔，所述爐腔內固定有一爐膽，所述氨分解爐包括進氣管和出氣管，所述進氣管穿過所述爐體的頂部并與所述爐膽相連通，所述出氣管穿過所述爐體的底部并與所述爐膽相連通，所述爐膽的底部設置有導熱板，所述導熱板與所述爐腔的腔壁相互組合圍成燃燒腔，所述氨分解爐還包括風機和冷煤氣管，所述冷煤氣管穿過所述爐體的底部延伸至所述燃燒腔中，所述風機固定于所述爐腔的頂部腔壁上，且所述風機的風向朝向所述導熱板的中心。其工作原理如下：本氨分解爐在使用時，可通過冷煤氣管向燃燒腔中輸送冷煤氣，并通過燃燒器點燃冷煤氣，燃燒腔中的熱量傳導至導熱板上，此時打開風機，風機的風向正好對準導熱板的中心，則當風吹至導熱板中心時，會使熱量沿風向的兩側向上運動，從而形成熱流的循環，將冷煤氣燃燒所產生的熱量均勻地輸送至爐膽外側壁上，此時再將液氨通過進氣管輸送入爐膽內，在爐膽內分解成氫氣和氮氣，再通過出氣管流至氫氣純化器中。

在上述的一種以高純氨制氣工廠產生的廢氣為原料的制氫系統中，所述導熱板包括圓形板體，所述圓形板體的邊緣固定于所述爐腔的腔壁上，所述圓形板體上開設有中心通孔，所述圓形板體的下板面固定有與所述中心通孔同軸且相連通的連接筒，所述連接筒的底部固定于所述爐腔的底部，所述出氣管依次穿過所述連接筒和中心通孔進入所述爐膽內。

在上述的一種以高純氨制氣工廠產生的廢氣為原料的制氫系統中，所述連接筒與所述出氣管兩者同軸且間隔設置，所述連接筒的內壁與所述出氣管的外壁相互組合形成一個環形通孔，所述環形通孔的下端貫穿所述爐體的底部，所述連接筒的筒壁上開設有排氣孔，所述排氣孔的兩端分別與所述燃燒腔和環形通孔相連通。設計有排氣孔和環形通孔后，冷煤氣燃燒產生的二氧化碳可依次通過排氣孔和環形通孔排出，保證冷煤氣可持續在燃燒腔中燃燒。

在上述的一種以高純氨制氣工廠產生的廢氣為原料的制氫系統中，所述風機有兩個且分別位于所述爐膽的兩側。