氨燃烧系统技术方案

本发明专利技术提供一种氨燃烧系统，涉及氨燃烧技术领域。该氨燃烧系统包括氨燃烧器和电解制氢装置，氨燃烧器设有氨进气口、氢进气口、氧进气口和尾气排气口；电解制氢装置包括位于阴极侧的阴极产物出口和位于阳极侧的阳极产物出口，阴极产物出口与氢进气口连通，阳极产物出口与氧进气口连通。氨气在该氨燃烧系统的氨燃烧器内能够快速、稳定地燃烧。稳定地燃烧。稳定地燃烧。

【技术实现步骤摘要】
氨燃烧系统


[0001]本专利技术涉及氨燃烧
，具体而言，涉及一种氨燃烧系统。

技术介绍

[0002]近年来，化石能源的庞大消耗带来的能源危机和环境污染迫使人们寻求新的清洁替代能源。氨作为无碳燃料具有易存储、价格低廉、易制备等特点，同时，氨气在空气中燃烧速度慢、不稳定及不易点燃等特点限制了其应用，目前市场上的氨燃烧系统尚未解决上述技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的包括提供一种氨燃烧系统，以解决现有氨燃烧系统使用时，氨气燃烧速度慢、不稳定且不易点燃的技术问题。
[0004]为解决上述问题，本专利技术提供一种氨燃烧系统，包括氨燃烧器和电解制氢装置，所述氨燃烧器设有氨进气口、氢进气口、氧进气口和尾气排气口；所述电解制氢装置包括位于阴极侧的阴极产物出口和位于阳极侧的阳极产物出口，所述阴极产物出口与所述氢进气口连通，所述阳极产物出口与所述氧进气口连通。
[0005]可选地，所述氨燃烧系统还包括换热装置和蒸汽发电装置，所述蒸汽发电装置包括汽轮机和连接于所述汽轮机的发电机，且所述发电机的输电端与所述电解制氢装置的电源连接；所述换热装置内包括热侧通道和冷侧通道，所述尾气排气口与所述热侧通道的通道入口连通，所述冷侧通道包括第一吸热通道段，所述第一吸热通道段的通道入口用于输入低压蒸汽、通道出口与所述汽轮机的蒸汽入口连通。
[0006]可选地，所述电解制氢装置为固体氧化物电解装置，所述电解制氢装置的阴极侧设有阴极原料入口、阳极侧设有阳极原料入口，且所述阴极原料入口与所述热侧通道的通道出口连通。
[0007]可选地，所述冷侧通道包括第二吸热通道段，所述第二吸热通道段位于所述第一吸热通道段的下游，且所述第二吸热通道段的通道入口用于输入空气、通道出口与所述阳极原料入口连通。
[0008]可选地，所述电解制氢装置的初始阴极原料包括水蒸汽和二氧化碳。
[0009]可选地，所述氨燃烧系统还包括控制器和储氨罐，所述储氨罐的输出口连通有输氨通道，所述输氨通道沿输氨方向依次设有氨输送泵和氨调压器，且所述输氨通道的输出端设有用于向所述氨进气口内喷入氨气的氨喷头；
[0010]所述阴极产物出口与所述氢进气口的连通通道为输氢通道，所述输氢通道沿输氢方向依次设有储氢罐、氢输送泵和氢调压器；所述阳极产物出口与所述氧进气口的连通通道为输氧通道，所述输氧通道沿输氧方向依次设有储氧罐、氧输送泵和氧调压器，所述氨输送泵、所述氨调压器、所述氨喷头、所述氢输送泵、所述氢调压器、所述氧输送泵及所述氧调压器均与所述控制器通信连接。
[0011]可选地，所述氨燃烧器设有用于检测尾气中氮氧化物浓度的浓度检测仪，所述浓度检测仪与所述控制器通信连接，所述控制器用于根据所述浓度检测仪检测的氮氧化物浓度调节所述氢调压器的调节压力。
[0012]可选地，所述阴极产物出口与所述氢进气口的连通通道为输氢通道，所述输氢通道沿输氢方向依次设有分离装置、储氢罐、氢输送泵和氢调压器，且所述分离装置的混合气输入口与所述阴极产物出口连通、氢气输出口与所述储氢罐连通、水蒸汽输出口与所述阴极原料入口连通。
[0013]可选地，所述输氢通道的输出端设有用于向所述氢进气口内喷入氢气的氢喷头，且所述输氢通道位于所述氢喷头和所述氢调压器之间的通道段连通有氢回流通道，所述氢回流通道的末端与所述储氢罐连通；
[0014]和/或，所述输氨通道位于所述氨喷头和所述氨调压器之间的通道段连通有氨回流通道，所述氨回流通道的末端与所述储氨罐连通。
[0015]可选地，所述氨进气口和所述尾气排气口分别位于所述氨燃烧器轴向的两端，所述氢进气口和所述氧进气口均位于所述氨燃烧器的侧壁，且所述氢进气口为多组，多组所述氢进气口沿所述氨燃烧器的轴向间隔排布；
[0016]和/或，所述氧进气口为多组，多组所述氧进气口沿所述氨燃烧器的轴向间隔排布。
[0017]本专利技术提供的氨燃烧系统中采用电解制氢装置为氨气的燃烧提供氧气和氢气，一方面，电解制氢装置的阴极生成高浓度的氢气，氢气同时具有助燃性和还原性，具体地，易燃的氢气燃烧时能够对氨气的燃烧起到助燃作用，从而加快氨气的起燃速度并提高氨气的燃烧稳定性；同时，具有还原性的氢气还能够对氨气燃烧产物中的氮氧化物起到还原作用，以减少氨燃烧器中氮氧化物的生成，相应降低氨燃烧器尾气中氮氧化物的浓度，从而减轻后续对尾气中氮氧化物的处理负荷，以提高氨燃烧系统的实用性。另一方面，电解制氢装置阳极生成产物中氧气的浓度要远高于空气中氧气的浓度，则高浓度的氧气进入氨燃烧器中，能够有效提高氨气和氢气的燃烧速度和充分性，从而确保氨气和氢气的充分燃烧，提高两者的燃烧效率，相应提高氨燃烧器的产热效果。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术提供的氨燃烧系统的第一流程示意图；
[0020]图2为本专利技术提供的氨燃烧系统的第二流程示意图；
[0021]图3为本专利技术提供的氨燃烧系统的第三流程示意图；
[0022]图4为本专利技术提供的氨燃烧系统的第四流程示意图；
[0023]图5为本专利技术提供的氨燃烧系统的第五流程示意图；
[0024]图6为本专利技术提供的氨燃烧系统的第六流程示意图。
[0025]附图标记说明：
[0026]100
‑
氨燃烧器；110
‑
氨进气口；120
‑
氢进气口；121
‑
氢气主进气口；122
‑
第一氢气补喷口；123
‑
第二氢气补喷口；130
‑
氧进气口；131
‑
氧气主进气口；132
‑
氧气补喷口；140
‑
尾气排气口；150
‑
入口段；160
‑
中间段；170
‑
出口段；180
‑
浓度检测仪；200
‑
电解制氢装置；210
‑
阴极侧；211
‑
阴极原料入口；212
‑
阴极产物出口；220
‑
阳极侧；221
‑
阳极原料入口；222
‑
阳极产物出口；230
‑
电源；300
‑
换热装置；310
‑
热侧通道；320
‑
冷侧通道；321
‑
第一吸热通道段；322
‑
第二吸热通道段；330
‑
第一换热器；340
‑
第二换热器；400
‑
蒸汽发电装置；410
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨燃烧系统，其特征在于，包括氨燃烧器(100)和电解制氢装置(200)，所述氨燃烧器(100)设有氨进气口(110)、氢进气口(120)、氧进气口(130)和尾气排气口(140)；所述电解制氢装置(200)包括位于阴极侧(210)的阴极产物出口(212)和位于阳极侧(220)的阳极产物出口(222)，所述阴极产物出口(212)与所述氢进气口(120)连通，所述阳极产物出口(222)与所述氧进气口(130)连通。2.根据权利要求1所述的氨燃烧系统，其特征在于，所述氨燃烧系统还包括换热装置(300)和蒸汽发电装置(400)，所述蒸汽发电装置(400)包括汽轮机(410)和连接于所述汽轮机(410)的发电机(420)，且所述发电机(420)的输电端(421)与所述电解制氢装置(200)的电源(230)连接；所述换热装置(300)内包括热侧通道(310)和冷侧通道(320)，所述尾气排气口(140)与所述热侧通道(310)的通道入口连通，所述冷侧通道(320)包括第一吸热通道段(321)，所述第一吸热通道段(321)的通道入口用于输入低压蒸汽、通道出口与所述汽轮机(410)的蒸汽入口连通。3.根据权利要求2所述的氨燃烧系统，其特征在于，所述电解制氢装置(200)为固体氧化物电解装置，所述电解制氢装置(200)的阴极侧(210)设有阴极原料入口(211)、阳极侧(220)设有阳极原料入口(221)，且所述阴极原料入口(211)与所述热侧通道(310)的通道出口连通。4.根据权利要求3所述的氨燃烧系统，其特征在于，所述冷侧通道(320)包括第二吸热通道段(322)，所述第二吸热通道段(322)位于所述第一吸热通道段(321)的下游，且所述第二吸热通道段(322)的通道入口用于输入空气、通道出口与所述阳极原料入口(221)连通。5.根据权利要求3所述的氨燃烧系统，其特征在于，所述电解制氢装置(200)的初始阴极原料包括水蒸汽和二氧化碳。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的氨燃烧系统，其特征在于，所述氨燃烧系统还包括控制器和储氨罐(510)，所述储氨罐(510)的输出口连通有输氨通道(520)，所述输氨通道(520)沿输氨方向依次设有氨输送泵(530)和氨调压器(540)，且所述输氨通道(520)的输出端设有用于向所述氨进气口(110)内喷入氨气的氨喷头(550)；所述阴极产物出口(212)与所述氢进气口(120)的连通通道为输氢通道(610)，所述输氢通道(610)沿输氢方向依次设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓，韩伟，姚明宇，付康丽，陆续，宋晓辉，左芳菲，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：