【技术实现步骤摘要】
本申请属于太阳能利用和氨合成，具体涉及一种氨合成。
技术介绍
1、随着全球对可持续发展的重视，可再生能源的利用已成为能源转型的关键。绿电制氨技术作为一种先进的能源转换和存储方式，通过将可再生能源产生的电力用于电解水生产氢气，再将氢气与氮气反应生成氨，不仅具有高效、安全、易存储的优点，还能够有效消纳新能源电力，减少碳排放。然而，传统的氨合成和电站供燃系统存在能耗高、碳排放量大等问题，因此，开发一种结合光伏和光热制冷技术的氨合成电站供燃系统具有重要意义。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本申请提供了针对现有技术的不足，提出了一种联合光伏和光热制冷的氨合成电站供燃系统，该系统包括太阳能集热单元、吸收式制冷单元、电解水单元、空气分离单元、氨合成单元和燃烧单元，具体结构和功能如下：太阳能集热单元：包括太阳能集热器和储热装置，能够根据当前供热供需智能匹配供、储热量。高温工质从太阳能集热器输出后，一部分进入吸收式制冷单元的发生器加热制冷剂稀溶液，另一部分进入换热器加热氮气和氢气的混合气体。换热后的两路高温工质经输送泵送回太阳能集热器；
2、吸收式制冷单元：包括发生器、蒸发器、储冷装置等部件，蒸发器提供低温介质作为氢气冷却器、氢气和氮气混合气体冷却器、氨合成后冷却器及氨液化压缩装置的冷源。储冷装置用于储存和循环利用冷介质；
3、电解水单元：利用光伏发电装置提供的电力进行电解水，产生氢气和氧气。氢气分为两路，一路用于氨合成，另一路与氨气混合后送入炉膛提升着火速度。氧气则送
4、空气分离单元：优先利用光伏发电装置提供的电力进行空气分离，产生氮气和富含氧气的废气。氮气用于氨合成，废气则与电解水产生的氧气一起送至炉膛助燃；
5、氨合成单元：包括混合冷却器、混合压缩机、混合气体加热器、反应器、氨气冷却器、压缩机和氨气分离器等部件。氢气和氮气在反应器中反应生成氨气，经过冷却、压缩、液化等处理后，送至液氨存储装置进行储存。
6、燃烧单元：包括炉膛和燃烧器等部件。液氨经减压后送至第一混合器与氢气混合后送入炉膛燃烧，提供电站所需的热能或电能。
7、因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种氨合成电站供燃系统，包括：
8、太阳能集热单元，所述太阳能集热单元用于收集太阳能并转化为热能；
9、电解制水单元，所述电解水单元至少包括电解水装置、所述电解水装置利用光伏发电产生的电力进行水的电解产生氢气和氧气；
10、进一步地，所述系统还包括：吸收式制冷单元，所述吸收式制冷单元利用所述太阳能集热单元产生的热能进行制冷，为系统提供冷源，使得整个系统更加灵活。它可以根据系统的实际需求调节制冷量，从而优化系统的整体性能。此外，吸收式制冷单元还可以与其他单元，如：电解制水单元、空气分离单元等协同工作，进一步提高系统的整体效率；
11、所述吸收式制冷单元包括：发生器，所述发生器与所述储热装置连接，所述发生器利用所述太阳能集热单元产生的热能加热制冷剂稀溶液，产生制冷剂蒸汽及溶液；
12、蒸发器，所述蒸发器与所述发生器连接，所述蒸发器利用所述制冷剂蒸汽的蒸发吸收热量产生低温介质。
13、空气分离单元，所述空气分离单元至少包括空气分离装置，所述空气分离装置用于分离空气中的氮气；
14、氨合成单元，所述氨合成单元至少包括混合冷却器、反应器和氨气冷却器，所述混合冷却器用于冷却和混合来自所述电解水单元和空气分离单元的氢气和氮气，所述反应器用于将所述氢气和氮气反应生成氨，所述氨气冷却器用于冷却所述反应后生成的氨气；
15、燃烧单元，用于混合并燃烧氨气和氢气的混合物。本申请中太阳能集热单元通过收集太阳能转化为热能，这是一种清洁、可再生的能源，电解制水单元利用光伏发电产生的电力进行水的电解，同样依赖于可再生能源，进一步提高了整个系统的能源可持续性。
16、进一步地，所述进一步地，所述太阳能集热单元包括太阳能集热器和储热装置，所述太阳能集热器用于收集太阳能并将其转化为热能，所述储热装置用于储存所述热能。太阳能集热单元和储热装置的结合使用，使得系统能够根据实际需求调节热能供应。例如，在光照充足的时段，系统可以更多地利用太阳能集热器产生的热能；而在光照不足的时段，则可以依靠储热装置释放的热能来维持系统的正常运行。这种灵活性有助于提高系统的整体效率和适应性。
17、进一步地，吸收式制冷单元还包括储冷装置，设于气体的流动方向的所述蒸发器的下侧，所述储冷装置用于储存由所述吸收式制冷单元产生的低温介质。通过储存低温介质，储冷装置可以在太阳能集热单元产生的热能不足或不稳定时，继续为系统提供制冷效果。这减少了系统对太阳能的即时依赖，提高了能源利用效率。通过储存和释放低温介质，系统可以更加高效地利用太阳能等可再生能源，减少对传统能源的依赖。同时，储冷装置还可以减少系统的启动和停机次数，从而降低能耗和排放。
18、进一步地，所述空气分离单元还包括：氢气气水分离器、氧气气水分离器，氢气冷却器；
19、所述氢气气水分离器，通过管道与所述电解水装置连通，用于分离空气中的水分与氢气；
20、所述氧气气水分离器，通过管道与所述电解水装置连通，用于分离空气中的水分和氧气；
21、所述氢气冷却器设于与所述氢气气水分离器贯通连接，用于冷却分离出的氢气。氢气气水分离器、氧气气水分离器以及氢气冷却器的加入，能够显著提高空气分离单元的气体纯度与质量、保护后续设备与工艺、优化能源利用与节能以及提升系统整体性能与可靠性。
22、进一步地，所述供燃系统还包括：氢气压缩机，所述氢气压缩机与所述氢气冷却器连通，用于压缩冷却后的氢气，通过压缩氢气，可以显著提高其密度，从而增加单位体积内氢气的储存量。这有助于减少储存和运输过程中的空间和成本，提高储存效率，另外，在一定条件下，氢气具有易燃易爆的特性。通过压缩氢气，可以降低其在储存和运输过程中的泄漏风险，从而提高系统的安全性；氮气压缩机，所述氮气压缩机与所述空气分离装置连通，用于压缩分离后的氮气，压缩后的氮气在氨合成过程中能够更充分地与氢气反应，提高氨的合成效率。
23、进一步地，在氨合成反应中，较高的压力有助于反应向生成氨的方向进行，从而提高氨的合成效率，因此，所述氨合成单元还包括：混合压缩机，所述混合压缩机设于所述氢气和氮气的流经所述反应器的上侧，用于压缩混合后的氢气和氮气；
24、混合气体加热器，设于所述气体流通方向所述混合压缩机的下侧，所述混合气体加热器利用所述太阳能集热单元产生的热能加热所述混合，加热后的混合气体具有更高的温度，有利于氨合成反应的进行。较高的反应温度可以加速反应速率，提高氨的产量和质量。本身请通过加热混合气体，可以确保反应器内的温度保持在适宜的范围内，有利于反应的稳定进行。这有助于提高系统的整体稳定性和可靠性。
25、进一步地，所述燃烧单元包括：炉膛，所述炉膛用于燃烧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氨合成电站供燃系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种氨合成电站供燃系统，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种氨合成电站供燃系统，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的一种氨合成电站供燃系统，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种氨合成电站供燃系统，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的一种氨合成电站供燃系统，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的一种氨合成电站供燃系统，其特征在于，
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9.根据权利要求8所述的一种氨合成电站供燃系统，其特征在于，
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【技术特征摘要】
1.一种氨合成电站供燃系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种氨合成电站供燃系统，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种氨合成电站供燃系统，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的一种氨合成电站供燃系统，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种氨合成电站供燃系统，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：王熙，王子墨，李优，白俊超，李军强，赵丽军，王路路，周亚男，杨磊，陈安合，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华北电力试验研究院，
类型：发明
国别省市：
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