一种氨分解反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于氨分解技术领域，具体涉及一种氨分解反应装置。该装置包括加热器或预反应器，以及反应器，反应器为一腔体，反应器内部设置有第一隔板、若干管道、气体分布器和第二隔板。通过设置预反应器，可以在常温下启动催化燃烧反应，使反应器温度升高至350

【技术实现步骤摘要】
一种氨分解反应装置


[0001]本技术属于氨分解
，具体涉及一种氨分解反应装置。

技术介绍

[0002]因环境污染和温室效应等问题，以传统碳基能源为主的能源结构面临着巨大的挑战，氢能因其清洁、单位质量能量密度高、来源广泛等优点被认为是未来化石燃料的替代性能源。伴随着氢燃料电池技术的逐步产业化，氢能的高效、无碳利用也将得以实现。目前，需要解决的一大关键难题是高效、安全的储氢技术。
[0003]氨不仅是重要的无机化工产品，其作为氢载体也具有独特的优势。氨易于液化，具有刺激性气味、燃点较高且低浓度下无毒害、储氢密度高、生产储运技术成熟，并且制氢过程中无碳排放，是一种高效、清洁和安全的储氢载体。
[0004]氨分解是可逆吸热反应，为了保证氨分解完全，反应必须在较高温度进行。可通过电加热维持反应温度和提供反应热，这样虽可简化氨分解反应装置结构，但由于电的能量品味高，用电对反应器进行加热，使得氨分解装置的整体能效较低，且反应器从常温状态下启动所需时间较长(需将反应器装置从室温升高至500～800℃，具体温度取决于氨分解催化剂的性能)，很大程度上限制了装置的灵活性。

技术实现思路

[0005]因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的氨分解反应装置能效低、常温启动时间长等缺陷，从而提供一种氨分解反应装置。
[0006]为此，本技术提供了以下技术方案。
[0007]本技术提供了一种氨分解反应装置，包括至少1个反应器；
[0008]所述反应器为一腔体；所述反应器上至少设置1个第一进气口和第二进气口，以及至少1个第一出气口和第二出气口；所述反应器内部还设置有，
[0009]第一隔板，设置在第一进气口和第二进气口之间，用于分隔第一气体和第二气体；
[0010]气体分布器，设置在第一进气口和第一隔板之间，与第一进气口连通；
[0011]若干管道，每个管道内部填充有第一催化剂，所述若干管道贯穿第一隔板，且与气体分布器连通，将第一气体通入管道中，使其发生催化燃烧反应，反应后的气体通过第一出气口排出；相邻管道之间填充有第二催化剂，且与第二进气口和第二出气口连通，用于输送第二气体，使第二气体发生氨分解反应，反应后的气体通过第二出气口排出；
[0012]第二隔板，设置在第一出气口和第二出气口之间，且所述若干管道贯穿第二隔板；
[0013]所述氨分解反应装置还包括加热器或与反应器连通的预反应器。
[0014]所述加热器为电加热器，包覆在所述反应器的外部；或，
[0015]所述加热器为燃烧器，设置在所述反应器的底部。
[0016]进一步地，沿第一气体流动方向，所述加热器设置在所述第一进气口之前，用于加热第一气体；
[0017]所述加热器为电加热器或燃烧器。
[0018]所述预反应器通过其出气口与反应器连通；
[0019]所述预反应器的结构与所述反应器的结构相同，所述预反应器内的管道填充有第三催化剂；相邻管道之间填充有第四催化剂；
[0020]所述第三催化剂为催化燃烧催化剂；所述第四催化剂为氨分解催化剂。
[0021]所述预反应器通过其出气口与反应器连通；
[0022]所述预反应器内为一腔体，腔体内填充有第三催化剂。
[0023]所述第二出气口与所述第一进气口连通，将氨分解产物用于反应器的催化燃烧，减少或完全替代外部燃料的供应。
[0024]所述第一催化剂为催化燃烧催化剂；所述第二催化剂为氨分解催化剂。
[0025]本技术提供了一种使用上述氨分解反应装置的氨分解方法，其步骤包括，
[0026]启动加热器至反应器温度达到200
‑
350℃，通入第一气体发生催化燃烧反应，关闭加热器，反应器内催化燃烧反应继续进行，直至反应器温度达到350
‑
600℃，通入第二气体，发生氨分解反应；或，
[0027]启动加热器，加热第一气体至温度为200
‑
350℃，通入反应器中发生催化燃烧反应，关闭加热器，催化燃烧反应继续进行，直至反应器温度达到350
‑
600℃，通入第二气体，发生氨分解反应。
[0028]本技术提供了一种使用上述氨分解反应装置的氨分解方法，其步骤包括，
[0029]在预反应器中通入第一气体，常温发生催化燃烧反应，再通入第二气体，发生氨分解反应，直至预反应器温度达到200
‑
350℃且氨分解转化率达到20
‑
50％；
[0030]将预反应器的所有产物和第一气体混合后通入反应器的第一进气口中进行催化燃烧反应，至反应器温度达到350
‑
600℃，再在反应器中通入第二气体，发生氨分解反应。
[0031]本技术还提供了一种使用上述氨分解反应装置的氨分解方法，其步骤包括，
[0032]在预反应器中通入第一气体，发生催化燃烧反应，使预反应器温度达到200
‑
350℃；
[0033]将预反应器的产物和第一气体混合后通入反应器第一进气口中发生催化燃烧反应，至反应器温度达到350
‑
600℃后通入第二气体，发生氨分解反应。
[0034]所述第一催化剂为催化燃烧催化剂，在200
‑
350℃起活，可以是贵金属催化剂、金属氧化物催化剂或电子化合物催化剂；具体地，所述第一催化剂可以是但不限于MgAl2O4、Mn
‑
Co
‑
Cu
‑
Fe
‑
Ni/γ
‑
Al2O3/堇青石、Pt/γ
‑
Al2O3/堇青石、Pt/CexZr1‑
x
O2/γ
‑
Al2O3中的至少一种；
[0035]所述第二催化剂为氨分解催化剂，在350
‑
600℃起活，可以是贵金属催化剂、金属氧化物催化剂、电子化合物催化剂或高熵合金催化剂；具体地，所述第二催化剂可以是但不限于Ni、Fe2O3、V2O5、Cr2O3、MoO
x
、Wo
x
中的至少一种；
[0036]第三催化剂为催化燃烧催化剂，在常温下起活，为贵金属催化剂、金属氧化物催化剂或电子化合物催化剂；具体地，所述第三催化剂可以是但不限于Pd/Al2O3；
[0037]第四催化剂为氨分解催化剂，在200
‑
350℃起活，可以是贵金属催化剂、过渡金属催化剂、金属氧化物催化剂、电子化合物催化剂或高熵合金催化剂；具体地，可以是但不限于Ru、Ir等低温氨分解催化剂。
[0038]第一气体为燃料气体和助燃气体的混合气体，具体地，燃料气体为醇、烃类、氢气、氨气等中的至少一种；助燃气体为空气和/或氧气。
[0039]本技术技术方案，具有如下优点：
[0040]1.本技术提供的氨分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨分解反应装置，其特征在于，包括至少1个反应器；所述反应器为一腔体；所述反应器上至少设置1个第一进气口和第二进气口，以及至少1个第一出气口和第二出气口；所述反应器内部还设置有，第一隔板，设置在第一进气口和第二进气口之间，用于分隔第一气体和第二气体；气体分布器，设置在第一进气口和第一隔板之间，与第一进气口连通；若干管道，每个管道内部填充有第一催化剂，所述若干管道贯穿第一隔板，且与气体分布器连通，将第一气体通入管道中，使其发生催化燃烧反应，反应后的气体通过第一出气口排出；相邻管道之间填充有第二催化剂，且与第二进气口和第二出气口连通，用于输送第二气体，使第二气体发生氨分解反应，反应后的气体通过第二出气口排出；第二隔板，设置在第一出气口和第二出气口之间，且所述若干管道贯穿第二隔板；所述氨分解反应装置还包括加热器或与反应器连通的预反应器。2.根据权利要求1所述的氨分解...

【专利技术属性】
技术研发人员：江莉龙，罗宇，林立，陈崇启，
申请(专利权)人：福州大学化肥催化剂国家工程研究中心，
类型：新型
国别省市：