【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氨分解制氢，具体涉及一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统。
技术介绍
1、传统氨分解制氢装置在制氢过程中，通常需要大量的热能输入以维持催化剂的活性并促进氨气的分解；这一过程中，不仅能耗较高，而且产生的废热往往未能得到有效利用，导致能源浪费；同时，电力系统中单相牵引供电导致的负序问题，在发电过程中存在较大的能源浪费问题。
2、中国专利cn216958124u公开了一种直接利用氨分解混合气的燃料电池系统，包括氢燃料电池、氢气分离与供给单元以及空气供给单元；氢燃料电池包括电池阳极、电池阴极和循环水流道；氢气分离与供给单元包括吸附塔、氢气分离器和氢气缓冲罐，吸附塔的入口连接混合气输送管路，吸附塔的出口与氢气分离器相连；氢气分离器的内部设置有氮气储存腔、氢气储存腔以及只允许氢气单向通过的膜分离器；氢气储存腔的出口与氢气缓冲罐的入口连通，氢气缓冲罐与氢燃料电池的电池阳极相连；空气供给单元包括空气滤清器、空气压缩机、中冷器和增湿器；该燃料电池系统利用氨分解产物气体直接发电，并采用循环水系统来维持燃料电池启动和运行阶段的温度，然而该循环水系统仅用于燃料电池的温度控制，无法涵盖包括系统运行过程中的温度控制，且运行过程中冷凝水无法有效回收并有效重复利用。
技术实现思路
1、针对现有技术中含有氨分解制氢的发电系统，存在着能量重复利用率不高，发电过程能源浪费较大，整体温度无法有效控制等缺陷；提供一种能够有效回收冷凝水并且利用冷凝水控制系统运行温度的应用氨分解制氢装置的冷排供电
2、本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，包括供氨机构、氨分解反应器、第一水冷器、纯化装置和燃料电池和水箱； 供氨机构用于向氨分解反应器中提供氨气；氨分解反应器包括多个烟气管道和多个氨气管道，每个烟气管道中固定有多个氨气管道，多个烟气管道之间相连通；多个氨气管道和对应的烟气管道之间存在间隙；氨气管道与第一水冷器相通；第一水冷器与纯化装置连通，纯化装置与燃料电池的燃料进口连通；燃料电池的出口端与冷却器连通；冷却器还分别与烟气管道、纯化装置和第二水冷器连通；第二水冷器与水箱组成闭合回路。
3、进一步的，供氨机构包括液氨罐和蒸发器，液氨罐和蒸发器依次连通，蒸发器与氨分解反应器的氨气管道连通。
4、进一步的，多个烟气管道之间串联连通，氨气管道贯穿设置在相应的烟气管道中；部分氨气管道的顶端同时与氨气入口连通，部分氨气管道的顶端同时与分解气出口连通，多个氨气管道的末端共同连接；至少一个烟气管道的侧壁上开设有烟气入口，至少一个烟气管道的侧壁上开设有烟气出口。
5、进一步的，烟气入口靠近分解气出口设置，烟气出口靠近氨气入口设置，烟气管道中的气体的流动方向与氨气管道中的气体的流动方向相反。
6、进一步的，氨气管道中填充有氨分解催化剂，氨分解催化剂为钌基催化剂；氨气管道的外壁上设置有多个翅片，多个翅片之间彼此交错排布。
7、进一步的，还包括风机和燃烧器，风机与燃烧器相连，燃烧器的燃烧出口与烟气管道连通。
8、进一步的，纯化装置为多个并联连通的吸附柱装置，多个吸附柱装置中填充有吸附材料；冷却器与纯化装置之间设置有加热器。
9、进一步的，还包括汽水分离器，燃料电池的出口端与汽水分离器相连，汽水分离器的气体出口与冷却器连通，汽水分离器的液体出口与水箱连通。
10、进一步的，水箱和第二水冷器之间设置有水泵，水箱上开设有第一回收水进口和第二回收水进口；第二水冷器分别与第一回收水进口和第二回收水进口连通，汽水分离器的液体出口与第一回收水进口连通。
11、进一步的，还包括空冷器，水箱上开设有补水口，空冷器与补水口连通；水箱分别与供氨机构和第一水冷器连通，供氨机构和第二回收水进口连通，第一水冷器和第二回收水进口连通。
12、本专利技术所述的一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，通过采用烟气管道和氨气管道套置设置，且烟气管道相连通的氨分解反应器，氨气和高温烟气之间换热效果充分，提高氨气反应分解转化效率，能够充分降低高温烟气的热量并且保证混合气体中氢气的含量，有利于后续高温烟气中水蒸气的蒸发分离和液态水的收集回收；提高了系统液态水的产生和回收量；换热后的高温烟气经过冷却器和第二水冷器的多级冷却后，将氮气和水蒸气有效分离，分离过程中不产生有害气体，同时分离出的液态水弥补了运行过程中水箱的水蒸发问题，保证系统的水资源合理利用，经计算10标方氨气系统可回收水4.28l/h；于此同时再分别利用水箱中产生的液态水对第一水冷器、第二水冷器和蒸发器进行加热或者冷却；提高了系统的能量循环特别是液态水的循环利用率，达到了对系统运行过程中各个部件温度的有效控制，提高了系统稳定性。
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1.一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，包括供氨机构、氨分解反应器、第一水冷器、纯化装置和燃料电池和水箱；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，其特征在于：所述供氨机构包括液氨罐和蒸发器，所述液氨罐和所述蒸发器相连通，所述蒸发器与所述氨分解反应器的氨气管道连通。
3.根据权利要求1所述的一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，其特征在于：多个所述烟气管道之间串联连通，所述氨气管道贯穿设置在相应的烟气管道中；部分所述氨气管道的顶端同时与氨气入口连通，部分所述氨气管道的顶端同时与分解气出口连通，多个所述氨气管道的末端共同连接；至少一个所述烟气管道的侧壁上开设有烟气入口，至少一个所述烟气管道的侧壁上开设有烟气出口。
4.根据权利要求3所述的一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，其特征在于：所述烟气入口靠近所述分解气出口设置，所述烟气出口靠近所述氨气入口设置，所述烟气管道中的气体的流动方向与所述氨气管道中的气体的流动方向相反。
5.根据权利要求1所述的一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡
6.根据权利要求1所述的一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，其特征在于：还包括风机和燃烧器，所述风机与所述燃烧器相连，所述燃烧器的燃烧出口与所述烟气管道连通。
7.根据权利要求1所述的一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，其特征在于：所述纯化装置为多个并联连通的吸附柱装置，多个所述吸附柱装置中填充有吸附材料；所述冷却器与所述纯化装置之间设置有加热器。
8.根据权利要求1所述的一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，其特征在于：还包括汽水分离器，所述燃料电池的出口端与所述汽水分离器相连，所述汽水分离器的气体出口与所述冷却器连通，所述汽水分离器的液体出口与所述水箱连通。
9.根据权利要求8所述的一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，其特征在于：所述水箱和所述第二水冷器之间设置有水泵，所述水箱上开设有第一回收水进口和第二回收水进口；所述第二水冷器分别与所述第一回收水进口和所述第二回收水进口相通，所述汽水分离器的液体出口与所述第一回收水进口连通。
10.根据权利要求9所述的一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，其特征在于：还包括空冷器，所述水箱上开设有补水口，所述空冷器与所述补水口连通；所述水箱分别与所述供氨机构和所述第一水冷器连通，所述供氨机构和所述第二回收水进口连通，所述第一水冷器和所述第二回收水进口连通。
...【技术特征摘要】
1.一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，包括供氨机构、氨分解反应器、第一水冷器、纯化装置和燃料电池和水箱；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，其特征在于：所述供氨机构包括液氨罐和蒸发器，所述液氨罐和所述蒸发器相连通，所述蒸发器与所述氨分解反应器的氨气管道连通。
3.根据权利要求1所述的一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，其特征在于：多个所述烟气管道之间串联连通，所述氨气管道贯穿设置在相应的烟气管道中；部分所述氨气管道的顶端同时与氨气入口连通，部分所述氨气管道的顶端同时与分解气出口连通，多个所述氨气管道的末端共同连接；至少一个所述烟气管道的侧壁上开设有烟气入口，至少一个所述烟气管道的侧壁上开设有烟气出口。
4.根据权利要求3所述的一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，其特征在于：所述烟气入口靠近所述分解气出口设置，所述烟气出口靠近所述氨气入口设置，所述烟气管道中的气体的流动方向与所述氨气管道中的气体的流动方向相反。
5.根据权利要求1所述的一种应用氨分解制氢装置的冷排供电平衡系统，其特征在于：所述氨气管道中填充有氨分解催化剂，所述氨分解催化剂为钌基催化剂；所述氨气管道的外壁上设置有多个翅片，多个所述翅片之间彼此交错排布。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈明敏，王大彪，陈崇启，罗宇，江莉龙，林立，张卿，
申请(专利权)人：福大紫金氢能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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