一种氨氢燃料制备装置及方法制造方法及图纸

本申请公开了一种氨氢燃料制备装置及方法，属于氨燃料技术领域，氨氢燃料制备装置包括反应器本体、催化剂、导热管、金属线圈和电源。催化剂放置于反应器本体内，导热管穿设于反应器本体，导热管用于对反应器本体的内部进行加热。电源用于给金属线圈供电以在反应器本体周围产生磁场。本发明专利技术公开的氨氢燃料制备装置以氨气作为初始原料，在加热以及催化的条件下，在线合成配比可调的氨氢燃料，由氢充当助燃剂，从而解决氨燃烧困难的问题，实现真正的氨零碳燃烧。氨零碳燃烧。氨零碳燃烧。

【技术实现步骤摘要】
一种氨氢燃料制备装置及方法


[0001]本专利技术涉及氨燃料
，具体而言，涉及一种氨氢燃料制备装置及方法。

技术介绍

[0002]近年来，液氨被广泛认为是解决可再生能源大规模、长时间及跨地域储运难题的最佳方案，同时，绿色液氨被认为是理想的零碳燃料。研究显示，液氨作为燃料可应用于内燃机、汽轮机、锅炉、窑炉、燃料电池等多种能量转换装置，能够将化学能转化为热能、电能、机械能等多种常用能量形式。
[0003]然而，纯氨在燃烧过程中存在点火困难、燃速慢、易熄火等问题。
[0004]当前，一般采用氨与化石燃料例如天然气、柴油、煤等混合燃烧的方式解决纯氨燃烧困难的问题。但是，氨与化石燃料混合燃烧会产生二氧化碳，无法实现真正的零碳燃烧。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开了一种氨氢燃料制备装置及方法，以改善上述的问题。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0007]基于上述的目的，本专利技术公开了一种氨氢燃料制备装置，包括：
[0008]反应器本体，所述反应器本体包括反应腔、进气口和出气口，所述进气口和所述出气口分别位于所述反应器本体相对的两侧，且所述进气口和所述出气口均与所述反应腔连通；
[0009]催化剂，所述催化剂位于所述反应腔内；
[0010]导热管，所述导热管自所述反应器本体的一端伸入所述反应腔内，自所述反应器本体的另一端延伸至所述反应器本体外；
[0011]金属线圈和电源，所述电源与所述金属线圈电连接，所述反应器本体位于所述金属线圈所产生的磁场内。
[0012]可选地：还包括气体分布盘，所述气体分布盘安装于所述反应腔，且所述气体分布盘位于所述进气口和所述出气口之间，所述气体分布盘上均匀设置有多个气体分布孔，所述催化剂设置于所述气体分布盘和所述套筒构成的所述反应区内。
[0013]可选地：所述金属线圈与所述反应器本体同轴设置。
[0014]可选地：还包括套筒，所述套筒套设在所述反应器本体内，且所述套筒与所述反应器本体同轴设置，所述套筒的外壁与所述反应器本体的内壁之间形成安装腔，所述金属线圈套设在所述套筒外，且所述金属线圈位于所述安装腔内，所述催化剂分布在所述套筒内，且所述导热管穿设在所述反应腔及所述反应区内。
[0015]可选地：所述反应器本体包括直筒段和两个密封帽，两个所述密封帽分别位于所述直筒段的两端以形成所述反应腔，且由所述气体分布盘分割成反应气连续进出的半密闭的所述反应区及密闭的所述安装腔及所述安装腔，所述进气口设置于其中一个所述密封帽上，所述出气口设置于另一个所述密封帽上。
[0016]可选地：所述金属线圈内的电流为1
‑
1000A，所述金属线圈内电流的频率为50Hz
‑
1MHz。
[0017]可选地：所述反应腔内的压力为0.01
‑
2MPa。
[0018]可选地：所述催化剂被加热至50
‑
600℃。
[0019]可选地：所述催化剂为钌、铁、铁镍、铁钴、铁镧、铁铈、铁钇、铁铬、铁锰、铁铜、铁铝、铁镍铬、铁镍锰、铁镍镧、铁钴镍、铁镍铜铬、铁镍铜锰中的一种或多种组合而成。
[0020]基于上述的目的，本专利技术还公开了一种氨氢燃料制备方法，包括如下步骤：向反应器本体内通入氨气，通过控制氨气进入速度和氨氢混合气体的排出速度来控制反应器本体内的压力；通过控制施加的电压和电流强度对金属线圈产生的磁场的频率和强度进行控制；通过改变导热管内导热介质温度来控制反应器本体的反应腔的温度，从而实现不同配比氨氢燃料的可控生产。
[0021]与现有技术相比，本专利技术实现的有益效果是：
[0022]本专利技术公开的氨氢燃料制备装置利用磁增强的方式活化催化剂，实现了能量的精准、高效应用；通过磁场活化催化剂，使氨气在催化剂表面的分解更加高效；同时，磁增强活化催化剂能够使得氨气的分解可在低温下进行，降低了反应器本身对材质的苛刻要求，降低了氨气分解反应工艺控制难度。此外，通过可调的加热温度、电磁场强度及氨气压力对氨气的分解率进行控制，实现了对氨氢混合气体中氨与氢气的配比的控制。在线合成配比可调的氨氢燃料，由氢充当助燃剂，从而解决氨燃烧困难的问题，实现真正的氨零碳燃烧。
附图说明
[0023]图1示出了本专利技术实施例公开的氨氢燃料制备装置的示意图；
[0024]图2示出了本专利技术实施例公开的反应器本体与气体分布盘的连接示意图；
[0025]图3示出了本专利技术实施例公开的反应器本体内的反应区的示意图。
[0026]图中：
[0027]100
‑
反应器本体，110
‑
直筒段，120
‑
密封帽，130
‑
反应腔，140
‑
进气口，150
‑
出气口，160
‑
第一通孔，170
‑
安装腔，180
‑
反应区，200
‑
催化剂，300
‑
导热管，400
‑
金属线圈，500
‑
套筒，600
‑
气体分布盘，610
‑
气体分布孔，620
‑
第二通孔。
具体实施方式
[0028]下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。
[0029]实施例：
[0030]参阅图1至图3，本专利技术实施例公开了一种氨氢燃料制备装置，其包括反应器本体100、催化剂200、导热管300、金属线圈400和电源。催化剂200放置于反应器本体100内，导热管300穿设于反应器本体100，导热管300用于对反应器本体100的内部进行加热。电源用于给金属线圈400供电以在反应器本体100周围产生磁场。
[0031]本实施例公开的氨氢燃料制备装置以氨气作为初始原料，在加热以及催化的条件下，在线合成配比可调的氨氢燃料，由氢充当助燃剂，从而解决氨燃烧困难的问题，实现真正的氨零碳燃烧。
[0032]其原理在于：氨气分子与磁场活化的催化剂200活性位点之间的键合电子云密度
分布发生畸变，使得氨气分子更容易裂解生成氮气分子和氢气分子。
[0033]参阅图1和图2，反应器本体100包括直筒段110和两个密封帽120，两个密封帽120分别位于直筒段110的两端以形成一个密闭的反应腔130。在其中一个密封帽120上设置有进气口140，在另一个密封帽120上设置有出气口150，进气口140和出气口150均与反应腔130连通。直筒段110可以采用金属制成。
[0034]氨气从进气口140进入到反应腔130内，经过分解的氨气、氮气与氢气的混合气体从出气口150排出。通过控制氨气的进入速度和氨气、氮气以及氢气的混合气体的排出速度的比值，可以改变反应腔130内的压力。
[0035]在反应器本体10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨氢燃料制备装置，其特征在于，包括：反应器本体，所述反应器本体包括反应腔、进气口和出气口，所述进气口和所述出气口分别位于所述反应器本体相对的两侧，且所述进气口和所述出气口均与所述反应腔连通；催化剂，所述催化剂位于所述反应腔内；导热管，所述导热管自所述反应器本体的一端伸入所述反应腔内，自所述反应器本体的另一端延伸至所述反应器本体外；金属线圈和电源，所述电源与所述金属线圈电连接，所述反应器本体位于所述金属线圈所产生的磁场内。2.根据权利要求1所述的氨氢燃料制备装置，其特征在于，还包括气体分布盘，所述气体分布盘安装于所述反应腔，且所述气体分布盘位于所述进气口和所述出气口之间，所述气体分布盘上均匀设置有多个气体分布孔，所述催化剂设置于所述气体分布盘和所述套筒构成的所述反应区内。3.根据权利要求1所述的氨氢燃料制备装置，其特征在于，所述金属线圈与所述反应器本体同轴设置。4.根据权利要求3所述的氨氢燃料制备装置，其特征在于，还包括套筒，所述套筒套设在所述反应器本体内，且所述套筒与所述反应器本体同轴设置，所述套筒的外壁与所述反应器本体的内壁之间形成安装腔，所述金属线圈套设在所述套筒外，且所述金属线圈位于所述安装腔内，所述催化剂分布在所述套筒内，且所述导热管穿设在所述反应腔及所述反应区内。5.根据权利要求1所述的氨氢燃料制备装置，其特征在于，所述反应器本体包括直筒段和两个密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝顺，于一夫，任长春，朱杰伟，宗冰，王体虎，
申请(专利权)人：亚洲硅业青海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：