一种氨合成系统及氨合成控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种氨合成系统及氨合成控制方法，该氨合成系统中的氨合成单元执行氨合成操作；该氨合成系统中的蓄热设备在所述氨合成系统的当前运行功率大于或等于预设的第一阈值的情况下，至少存储所述氨合成单元在执行氨合成操作时产生的多余热量；在所述氨合成系统的当前运行功率小于所述第一阈值的情况下，使用已存储的热量为所述氨合成系统供热。满足氨合成系统在低功率时的热平衡，使得合成氨系统正常工作，提高合成氨系统的可靠性。提高合成氨系统的可靠性。提高合成氨系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种氨合成系统及氨合成控制方法


[0001]本专利技术涉及合成氨领域，更具体的说，涉及一种氨合成系统及氨合成控制方法。

技术介绍

[0002]目前，可以将氢气作为合成氨的原料，但合成氨工艺需要消耗大量氢气。目前多采用化石能源制氢方式制氢，但是此种方式不环保且能耗较大。
[0003]为了环保制氢，可以采用可再生能源，如风能、光能等可再生能源制氢，但是可再生能源受天气影响，氢气产量不稳定，在氢气产量较少时，合成氨系统低功率运行，产生的热量不能满足自身运行需求，进而合成氨系统无法正常工作，降低合成氨系统的可靠性。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种氨合成系统及氨合成控制方法，以解决在氢气产量较少时，合成氨系统低功率运行，产生的热量不能满足自身运行需求，进而合成氨系统无法正常工作，合成氨系统的可靠性低的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种氨合成系统，包括：
[0007]蓄热设备和至少一个氨合成单元；
[0008]所述氨合成单元，用于执行氨合成操作；
[0009]所述蓄热设备，用于在所述氨合成系统的当前运行功率大于或等于预设的第一阈值的情况下，至少存储所述氨合成单元在执行氨合成操作时产生的多余热量；在所述氨合成系统的当前运行功率小于所述第一阈值的情况下，使用已存储的热量为所述氨合成系统供热。
[0010]上述的氨合成系统，可选的，所述氨合成单元为至少两个；
[0011]所述蓄热设备为各个所述氨合成单元中的第一氨合成单元供热；
[0012]所述蓄热设备存储第二氨合成单元在氨合成操作时产生的多余热量，所述第二氨合成单元为各个所述氨合成单元中除所述第一氨合成单元以外的单元。
[0013]上述的氨合成系统，可选的，所述第一氨合成单元的运行功率小于预设的第二阈值；所述第二氨合成单元的运行功率大于或等于所述第二阈值。
[0014]上述的氨合成系统，可选的，每个所述氨合成单元包括：合成氨压缩设备以及氨合成设备；
[0015]所述第一氨合成单元中的所述合成氨压缩设备的输出端与所述蓄热设备中的供热通道的输入端连接，所述蓄热设备的供热通道的输出端与所述第一氨合成单元中的所述氨合成设备的输入端连接；
[0016]所述第二氨合成单元中的所述合成氨压缩设备的输出端，与所述第二氨合成单元中的所述氨合成设备的输入端连接，所述第二氨合成单元中的氨合成设备的输出端与所述蓄热设备储热通道的输入端连接，以将所述氨合成设备在氨合成操作时产生的多余热量存
储到所述蓄热设备中。
[0017]上述的氨合成系统，可选的，所述氨合成单元包括：
[0018]合成氨压缩设备以及氨合成设备；
[0019]所述合成氨压缩设备的输入端与制氢设备的输出端相连接，所述合成氨压缩设备的输出端与所述蓄热设备的供热通道的输入端相连接；
[0020]所述蓄热设备的供热通道的输出端与所述氨合成设备的输入端相连接，所述氨合成设备的输出端与所述蓄热设备的储热通道的输入端相连接。
[0021]上述的氨合成系统，可选的，所述氨合成系统还包括：第一热交换设备；
[0022]所述第一热交换设备，用于使用所述氨合成单元在进行氨合成操作时产生的多余热量，加热所述合成氨压缩设备输出的气体。
[0023]上述的氨合成系统，可选的，所述第一热交换设备的冷流体通道入口与所述合成氨压缩设备的输出端相连接；所述第一热交换设备的冷流体通道出口与所述氨合成设备的输入端和/或所述蓄热设备的输入端相连接；所述第一热交换设备的热流体通道入口与所述氨合成设备的输出端和/或所述蓄热设备的输出端相连接，所述第一热交换设备的热流体通道出口与氨冷却分离设备相连。
[0024]上述的氨合成系统，可选的，所述合成氨压缩设备包括：
[0025]依次连接的合成气一级压缩单元和合成气二级压缩单元，所述合成气一级压缩单元的输入端与所述制氢设备的输出端连接，所述合成气二级压缩单元的输出端与所述第一热交换设备连接。
[0026]上述的氨合成系统，可选的，所述氨冷却分离设备输出循环气至所述合成气二级压缩单元中。
[0027]上述的氨合成系统，可选的，所述氨合成系统还包括：第二热交换设备；
[0028]所述第二热交换设备，用于利用所述氨合成单元在进行氨合成操作时产生的多余热量对通过除氧操作后的脱盐水进行处理得到蒸汽，并输出蒸汽至所述制氢设备和所述合成氨压缩设备。
[0029]上述的氨合成系统，可选的，所述第二热交换设备的热流体通道入口与所述氨合成设备和/或所述蓄热设备相连，所述第二热交换设备的热流体通道出口与氨冷却分离设备相连；所述第二热交换设备的冷流体通道入口与脱盐水输送管路相连；所述第二热交换设备的冷流体通道出口分别与所述制氢设备和所述合成氨压缩设备相连。
[0030]上述的氨合成系统，可选的，所述制氢设备包括：
[0031]发电单元和制氢单元，所述发电单元与所述制氢单元连接，所述制氢单元的输出端与所述合成氨压缩设备的输入端连接。
[0032]上述的氨合成系统，可选的，所述发电单元包括：
[0033]可再生能源发电模块；
[0034]所述可再生能源发电模块与所述制氢单元连接。
[0035]一种氨合成控制方法，应用于上述的氨合成系统，所述氨合成控制方法包括：
[0036]获取所述氨合成系统的当前运行功率；
[0037]在所述当前运行功率大于或等于预设的第一阈值的情况下，控制所述蓄热设备至少存储所述氨合成单元在进行氨合成操作时产生的多余热量；
[0038]在所述当前运行功率小于预设的第一阈值的情况下，使用所述蓄热设备存储的热量为所述氨合成系统供热。
[0039]上述的方法，可选的，当氨合成单元为至少两个时，
[0040]所述控制所述蓄热设备至少存储所述氨合成单元在进行氨合成操作时产生的多余热量，包括：根据所述当前运行功率确定目标氨合成单元，控制目标氨合成单元所在支路的阀门打开，以运行所述目标氨合成单元；并控制所述目标氨合成单元中的第二氨合成单元将执行氨合成操作时产生的多余热量，存储在所述蓄热设备中；
[0041]所述使用所述蓄热设备存储的热量为所述氨合成系统供热，包括：使用所述蓄热设备存储的热量为所述目标氨合成单元中的第一氨合成单元供热，所述第一氨合成单元的运行功率小于预设的第二阈值；所述第二氨合成单元的运行功率大于或等于所述第二阈值。
[0042]上述的方法，可选的，所述根据当前运行功率确定目标氨合成单元，包括：
[0043]确定所述当前运行功率所在的目标运行功率区间；
[0044]获取预先配置的运行功率区间与氨合成单元的对应关系；
[0045]从所述对应关系中查询得到所述目标运行功率区间对应的氨合成单元；
[0046]将所述目标运行功率区间对应的氨合成单元作为目标氨合成单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨合成系统，其特征在于，包括：蓄热设备和至少一个氨合成单元；所述氨合成单元，用于执行氨合成操作；所述蓄热设备，用于在所述氨合成系统的当前运行功率大于或等于预设的第一阈值的情况下，至少存储所述氨合成单元在执行氨合成操作时产生的多余热量；在所述氨合成系统的当前运行功率小于所述第一阈值的情况下，使用已存储的热量为所述氨合成系统供热。2.根据权利要求1所述的氨合成系统，其特征在于，所述氨合成单元为至少两个；所述蓄热设备为各个所述氨合成单元中的第一氨合成单元供热；所述蓄热设备存储第二氨合成单元在氨合成操作时产生的多余热量，所述第二氨合成单元为各个所述氨合成单元中除所述第一氨合成单元以外的单元。3.根据权利要求2所述的氨合成系统，其特征在于，所述第一氨合成单元的运行功率小于预设的第二阈值；所述第二氨合成单元的运行功率大于或等于所述第二阈值。4.根据权利要求2所述的氨合成系统，其特征在于，每个所述氨合成单元包括：合成氨压缩设备以及氨合成设备；所述第一氨合成单元中的所述合成氨压缩设备的输出端与所述蓄热设备中的供热通道的输入端连接，所述蓄热设备的供热通道的输出端与所述第一氨合成单元中的所述氨合成设备的输入端连接；所述第二氨合成单元中的所述合成氨压缩设备的输出端，与所述第二氨合成单元中的所述氨合成设备的输入端连接，所述第二氨合成单元中的氨合成设备的输出端与所述蓄热设备储热通道的输入端连接，以将所述氨合成设备在氨合成操作时产生的多余热量存储到所述蓄热设备中。5.根据权利要求1所述的氨合成系统，其特征在于，所述氨合成单元包括：合成氨压缩设备以及氨合成设备；所述合成氨压缩设备的输入端与制氢设备的输出端相连接，所述合成氨压缩设备的输出端与所述蓄热设备的供热通道的输入端相连接；所述蓄热设备的供热通道的输出端与所述氨合成设备的输入端相连接，所述氨合成设备的输出端与所述蓄热设备的储热通道的输入端相连接。6.根据权利要求5所述的氨合成系统，其特征在于，所述氨合成系统还包括：第一热交换设备；所述第一热交换设备，用于使用所述氨合成单元在进行氨合成操作时产生的多余热量，加热所述合成氨压缩设备输出的气体。7.根据权利要求6所述的氨合成系统，其特征在于，所述第一热交换设备的冷流体通道入口与所述合成氨压缩设备的输出端相连接；所述第一热交换设备的冷流体通道出口与所述氨合成设备的输入端和/或所述蓄热设备的输入端相连接；所述第一热交换设备的热流体通道入口与所述氨合成设备的输出端和/或所述蓄热设备的输出端相连接，所述第一热交换设备的热流体通道出口与氨冷却分离设备相连。8.根据权利要求6所述的氨合成系统，其特征在于，所述合成氨压缩设备包括：依次连接的合成气一级压缩单元和合成气二级压缩单元，所述合成气一级压缩单元的
输入端与所述制氢设备的输出端连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾国亮，唐超，张文彪，郑珍珍，邓成，
申请(专利权)人：阳光氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：