[发明专利]一种大规模绿氨裂解制氢系统及制氢方法

说明书

本发明公开了一种大规模绿氨裂解制氢系统及制氢方法，属于制氢技术领域。本发明的绿氨裂解制氢系统，包括液氨灌装单元、液氨储存单元、液氨气化单元、氨气缓存单元、氨气预热单元、氨气加热单元、氨气裂解单元、液氨深冷单元、氢气纯化单元、氮气储存单元、氢气储存单元、氢气分配单元、能量转化单元、中央控制单元及在线分析单元；所述大规模绿氨裂解制氢系统与用氢端进行匹配。本发明的绿氨裂解制氢系统可根据用氢端需求进行定制化设计，可快速、精准响应大规模用氢端用氢需求，可实现对副产氮气的高效利用，以及氨裂解气中的残余氨气的循环利用，具有低碳环保、低成本的优势。

技术领域

本发明属于制氢技术领域，特别是涉及一种大规模绿氨裂解制氢系统及制氢方法。

背景技术

绿氢是全球公认的清洁能源，用绿氢大规模替代化石能源被认为是实现“双碳”目标的重要途径。目前，绿氢的生产、储运及终端应用正朝着大规模产业化阶段发展，不久的未来人类社会将全面进入绿氢驱动时代。严格来讲，绿氢是指由纯可再生能源驱动生产的氢气，整个生产过程中不产生碳排放。可再生能源具有显著的地域禀赋差异，西北地区具有丰富的以太阳能为主的可再生能源以及建设大规模光伏电站的荒漠化土地资源，因此西北地区拥有发展大规模可再生能源制绿氢的先天优势，然而西北地区的绿氢消纳能力有限，所生产的绝大部分绿氢需要经储存后运输至绿氢需求量大的东部地区甚至绿氢进口海外地区进行消纳。由此可见，大规模间歇性生产、大规模长时间储存及大规模长距离运输是绿氢走向全面商业化阶段的必然产业特征。

如今，绿氢的大规模间歇性生产问题已经解决，全球范围内正在建设由太阳能或太阳能与风能耦合驱动的大规模电解水制绿氢项目。下一阶段，绿氢的低成本、高密度及安全储运是实现绿氢大规模应用过程中所面临的关键难题。在众多绿氢储运方案中，氨(NH₃)被认为是最具发展潜力的高效液态储运载体。但是，传统的氨裂解制氢技术存在能耗高、生产效率低、智能化程度低等问题，仅限于小规模应用，难以与大型用氢终端进行匹配，因此急需开发一种大规模绿氨制氢方法，以实现绿氢的大规模终端应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种大规模绿氨裂解制氢系统及制氢方法，该系统可根据用氢端需求进行定制化设计，可快速、精准响应大规模用氢端用氢需求，可实现对副产氮气的高效利用，以及氨裂解气中的残余氨气的循环利用，具有低碳环保、低成本的优势。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明目的之一是提供一种大规模绿氨裂解制氢系统，包括液氨灌装单元、液氨储存单元、液氨气化单元、氨气缓存单元、氨气预热单元、氨气加热单元、氨气裂解单元、液氨深冷单元、氢气纯化单元、氮气储存单元、氢气储存单元、氢气分配单元、能量转化单元、中央控制单元及在线分析单元；所述大规模绿氨裂解制氢系统与用氢端进行匹配。

进一步地，所述液氨灌装单元设置有绿氨槽车，且具有将液氨从槽车中转移出来的功能，所述液氨灌装单元、液氨储存单元、液氨气化单元、氨气缓存单元、氨气预热单元、氨气加热单元依次相连。

进一步地，所述氨气裂解单元与所述氨气加热单元及所述氨气预热单元相连；所述液氨深冷单元与所述液氨储存单元、氨气缓存单元、氨气预热单元、氨气裂解单元及氢气纯化单元相连；所述氢气纯化单元与所述氮气储存单元和所述氢气储存单元相连；所述氮气储存单元与所述液氨灌装单元相连；所述能量转化单元与所述氨气缓存单元和所述氢气分配单元相连；所述在线分析单元与所述氨气裂解单元、液氨深冷单元及氢气储存单元相连。

进一步地，所述中央控制单元分为第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元及第四控制单元，所述第一控制单元与所述能量转化单元相连，所述第二控制单元与所述液氨灌装单元、液氨储存单元、液氨气化单元、氨气缓存单元、氨气预热单元、氨气加热单元、氨气裂解单元、液氨深冷单元、氢气纯化单元、氮气储存单元、氢气储存单元、氢气分配单元相连，所述第三控制单元与所述在线分析单元相连，所述第四控制单元与所述用氢端相连。