一種基于純氨的燃料供應系統的制作方法

本發明涉及氨能源利用，尤其涉及一種基于純氨的燃料供應系統。

背景技術：

1、氫作為可再生清潔燃料方面有很大潛質，但由于其能量密度低、點火能量低等特性給運輸和儲運的安全性帶來巨大挑戰。作為氫的衍生品，氨是一種很有前途的可再生能源，完全燃燒產物只有氮氣和水，且生產運輸工藝已經相當成熟。

2、由于氨常溫下是一種氣味刺激、沒有顏色、腐蝕性較高的氣體，且氨的層流燃燒速度和熱值均較低，點火所需能力較高，點火溫度高，爆炸極限窄，在16％～25％之間。氨作為儲氫、代氫、產氫的物質，在應用端主要在于制氫，使用場景單一且而在制氫過程中產出的部分氣體浪費嚴重使得氨的利用率較低。

3、因此，亟需一種氨燃料供應系統，實現氫、電、熱、冷的多種能源形式的綜合高效供應以適應多種使用場景。

技術實現思路

1、(一)要解決的技術問題

2、鑒于現有技術的上述缺點、不足，本發明提供一種基于純氨的燃料供應系統，其解決了氨制氫過程中產出物使用場景單一且氨作為燃料利用率低的技術問題。

3、(二)技術方案

4、為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括、

5、本發明實施例提供一種基于純氨的燃料供應系統，包括液氨調溫供應系統、液氨蒸發系統、氨氣裂解系統、儲氣調節系統和提純系統；液氨調溫供應系統用于提供液氨并對液氨進行調溫，調溫后的液氨分別進入第一用戶端和液氨蒸發系統；液氨蒸發系統用于將進入的液氨加熱氣化形成氨氣，氨氣分別進入第二用戶端、氨氣裂解系統和儲氣調節系統；氨氣裂解系統用于將進入的氨氣裂解形成第一混合氣，第一混合氣為氫氣和氮氣的混合氣，第一混合氣分別進入第三用戶端和儲氣調節系統；儲氣調節系統用于將進入的氨氣和第一混合氣混合形成第二混合氣，第二混合氣進入第四用戶端，第二混合氣為氫氣、氮氣和氨氣的混合氣；儲氣調節系統還用于為提純系統提供檢測后的第一混合氣；提純系統用于將進入的第一混合氣提純形成氫氣，氫氣進入第五用戶端。

6、優選地，液氨蒸發系統包括蒸發器、循環水裝置和氨氣穩壓罐；蒸發器的進水口與循環水裝置的出水口連通，蒸發器的進液口與液氨調溫供應系統的出液口連通，蒸發器的出氣口與氨氣穩壓罐的進氣口連通，氨氣穩壓罐的第一出氣口、第二出氣口和第三出氣口分別連通第二用戶端、氨氣裂解系統和儲氣調節系統；循環水裝置用于與蒸發器換熱以將蒸發器內的液氨汽化形成氨氣進入氨氣穩壓罐。

7、優選地，液氨蒸發系統還包括第一等離子點火燃燒器；氨氣穩壓罐的第四出氣口與第一等離子點火燃燒器連通用于為其提供常溫氨氣，第一等離子點火燃燒器用于將常溫氨氣加熱形成高溫氨氣，高溫氨氣進入第六用戶端。

8、優選地，氨氣裂解系統包括第二等離子點火燃燒器和裂解換熱器；氨氣穩壓罐的第二出氣口分別與第二等離子點火燃燒器和裂解換熱器的進氣口連通；第二等離子點火燃燒器將進入的氨氣燃燒用于加熱裂解換熱器，裂解換熱器內設有催化劑，裂解換熱器內的氨氣在高溫催化下裂解形成第一混合氣。

9、優選地，氨氣裂解系統還包括點火燃燒供氣調節裝置；氨氣穩壓罐的第二出氣口連通點火燃燒供氣調節裝置，氨氣經過點火燃燒供氣調節裝置與第二等離子點火燃燒器連通；點火燃燒供氣調節裝置包括點火器供氣單元和主爐火頭供氣組件；主爐火頭供氣組件包括并聯的一級供氣單元、二級供氣單元至n級供氣單元，其中，n為整數且大于等于2；氨氣穩壓罐的第二出氣口分別可選地連通點火器供氣單元和每級供氣單元的進氣口以為其提供氨氣，點火器供氣單元的出氣口與第二等離子點火燃燒器的點火器連通，每級供氣單元的出氣口均與第二等離子點火燃燒器的主爐火頭連通；二級供氣單元至n級供氣單元和點火器供氣單元均通過設置節流組件調節供氣流量，從一級供氣單元到級供氣單元，供氣流量依次減小。

10、優選地，氨氣裂解系統還包括第一過濾器；裂解換熱器裂解形成第一混合氣通過第一過濾器分別進入第三用戶端和儲氣調節系統。

11、優選地，儲氣調節系統包括儲氣罐和調節裝置；裂解換熱器的出氣口分別連通儲氣罐和第三用戶端；儲氣罐的第一出氣口與調節裝置的第一進氣口連通，儲氣罐的第二出氣口與提純系統的進氣口連通；氨氣穩壓罐的第三出氣口與調節裝置的第二進氣口連通，調節裝置的出氣口與第四用戶端連通；調節裝置用于將進入的氨氣和第一混合氣混合形成第二混合氣。

12、優選地，儲氣調節系統還包括測氫裝置；儲氣罐的第三出氣口與測氫裝置的進氣口連通，測氫裝置的出氣口與第二等離子點火燃燒器的進氣口連通；測氫裝置用于檢測儲氣罐內氫氣的濃度，檢測后的第二混合氣進入第二等離子點火燃燒器內進行燃燒。

13、優選地，測氫裝置包括依次連通的調節組件、冷卻組件和測氫組件；儲氣罐的第三出氣口與調節組件的進氣口連通；調節組件用于對儲氣罐輸出的第一混合氣進行降壓；冷卻組件用于對降壓后的第一混合氣進行降溫；測氫組件用于對降溫后的第一混合氣進行氫含量檢測；測氫組件的出氣口與第二等離子點火燃燒器的進氣口連通。

14、液氨調溫供應系統包括存有液氨的儲液罐、調溫室和第二過濾器；儲液罐設置于調溫室內，儲液罐的出液口與第二過濾器連通，儲液罐內的液氨經過第二過濾器過濾后分別進入第一用戶端和液氨蒸發系統。

15、(三)有益效果

16、本發明的有益效果是、

17、本發明的一種基于純氨的燃料供應系統，由于包括液氨調溫供應系統、液氨蒸發系統、氨氣裂解系統、儲氣調節系統和提純系統，液氨調溫供應系統用于對液氨進行調溫，調溫后的液氨分別進入第一用戶端和液氨蒸發系統。液氨蒸發系統用于將進入的液氨加熱氣化形成氨氣，氨氣分別進入第二用戶端、氨氣裂解系統和儲氣調節系統，氨氣裂解系統用于將進入的氨氣裂解形成第一混合氣，第一混合氣分別進入第三用戶端和儲氣調節系統，儲氣調節系統用于將進入的氨氣和第一混合氣混合形成第二混合氣，第二混合氣進入第四用戶端，儲氣調節系統還用于為提純系統提供檢測后的第一混合氣，提純系統用于將進入的第一混合氣提純形成氫氣，氫氣進入第五用戶端，純液氨通過該燃料供應系統能實現液氨、氨氣、氫氮氣混合氣、氨氫氮混合氣以及氫氣各類燃料的供應滿足了不同應用場景的需求，適用范圍廣同時提高了氨作為燃料時的利用率。

技術特征：

1.一種基于純氨的燃料供應系統，其特征在于，包括液氨調溫供應系統(a)、液氨蒸發系統(b)、氨氣裂解系統(c)、儲氣調節系統(d)和提純系統(e)；

2.如權利要求1所述的基于純氨的燃料供應系統，其特征在于，

3.如權利要求2所述的基于純氨的燃料供應系統，其特征在于，

4.如權利要求1所述的基于純氨的燃料供應系統，其特征在于，

5.如權利要求4所述的基于純氨的燃料供應系統，其特征在于，

6.如權利要求5所述的基于純氨的燃料供應系統，其特征在于，

7.如權利要求5所述的基于純氨的燃料供應系統，其特征在于、

8.如權利要求7所述的基于純氨的燃料供應系統，其特征在于，

9.如權利要求8所述的基于純氨的燃料供應系統，其特征在于，

10.如權利要求1所述的基于純氨的燃料供應系統，其特征在于，

技術總結
本發明涉及氨能源利用技術領域，尤其涉及一種基于純氨的燃料供應系統。燃料供應系統包括液氨調溫供應系統、液氨蒸發系統、氨氣裂解系統、儲氣調節系統和提純系統，液氨調溫供應系統用于對液氨進行調溫，調溫后的液氨進入第一用戶端。液氨蒸發系統用于將液氨加熱氣化形成氨氣進入第二用戶端，氨氣裂解系統用于將氨氣裂解形成第一混合氣進入第三用戶端，儲氣調節系統用于將進入的氨氣和第一混合氣混合形成第二混合氣，第二混合氣進入第四用戶端，提純系統用于將進入的第一混合氣提純形成氫氣，氫氣進入第五用戶端，純液氨通過該燃料供應系統能實現液氨、氨氣、氫氮氣混合氣、氨氫氮混合氣以及氫氣各類燃料的供應滿足了不同應用場景的需求。

技術研發人員：陳亮,李建剛,劉六井,許道坦
受保護的技術使用者：深圳海旭新能源有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21