[发明专利]一种膜耦合氨分解制氢装置及工艺

权利要求书

1.一种膜耦合氨分解制氢装置，其特征在于包括依次连接的氨裂解炉、膜反应器和膜分离器，所述膜反应器中采用无机膜。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的无机膜为致密膜或多孔膜的一种，其中致密膜包括金属膜、质子导体陶瓷膜、氮化膜，多孔膜包括硅膜、沸石分子筛膜、碳分子筛膜，其中金属膜为钯膜、钯合金膜、铌膜、铌合金膜中的一种；质子导体陶瓷膜为钙钛矿型或其它含氟、含磷金属氧化物；硅膜为氧化硅膜或杂化硅膜；分子筛膜为CHA型、DDR型、MFI型、LTA型、T型、STT型分子筛膜中的一种。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征膜分离器中的膜选自有机膜或者无机膜。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的膜反应器出口为两条，一条为渗透管路，一条为渗余管路；所述渗透管路上依次设置有冷却器和气泵，所述渗余管路与膜分离器的进料侧连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述渗透管路中气泵的下游与渗余管路的下游连接混合器，混合器的出口经第二冷却器后与膜分离器的进料侧连接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述氨裂解炉的上游连接液氮储备罐和汽化器，膜分离器的渗透侧出口连接氢气储罐。

7.一种利用权利要求1-6中任一膜耦合氨分解制氢装置的制氢工艺，其特征在于所述工艺包括：汽化的氨气在氨裂解炉中分解成粗产品气，粗产品气输送至膜反应器中实现氨气进一步分解，所述的氨裂解炉温度为400～600℃，所述的膜反应器操作温度为300～600℃。

8.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于膜反应器的渗透侧产品气通过冷却器降温至50～90℃后经气体泵增压，渗透侧气体经膜分离器进一步提纯。

9.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于所述的渗透侧产品气经冷却器降温后进入气泵增压后与渗余侧气体混合后并冷却至膜分离器中膜材料的最佳分离温度后进入膜分离器进一步提纯。

10.根据权利要求9所述的工艺，其特征所述的气泵压缩比为4～7，驱动气为空气，驱动压力为0.8～1.7bar。