[实用新型]一种自供热自增压的高效氨分解制氢系统

权利要求书

1.一种自供热自增压的高效氨分解制氢系统，其特征在于，该系统包括经管道和阀门依次连通的液氨原料罐、高压平流泵、氨分解器、冷却器、气液分离器、第一热交换器、膜分离器和金属储氢罐，气液分离器底部的液相出口连通液氨原料罐，形成一个循环回路；此外还包括催化燃烧器，催化燃烧器为氨分解器和第一热交换器供热；所述氨分解器为微通道反应器，其结构为横竖双侧不互通内换热式管程，其中，竖向管程为反应通道，反应通道内填充氨裂解催化剂颗粒构成催化床，反应通道进料口设在氨分解器底部，反应通道出气管设在氨分解器反应通道顶端；横向壳程为热流体加热通道，加热通道两侧分别设置热流体进口和出口，热流体进口跟催化燃烧器的燃烧气输出管连通。

2.根据权利要求1所述的高效氨分解制氢系统，其特征在于，所述冷却器为水冷型或气冷型，将输出的氢气和氮气和未反应的氨气冷却至15-30℃，输入气液分离器。

3.根据权利要求1所述的高效氨分解制氢系统，其特征在于，催化燃烧器也跟金属储氢罐连通；氨分解器和第一热交换器设置控温设备。

4.根据权利要求1所述的高效氨分解制氢系统，其特征在于，氨分解器与气液分离器通过背压阀连接，适于将氨分解器内生成的氢气、氮气和未反应的氨气输送至气液分离器内进行气液分离。

5.根据权利要求4所述的高效氨分解制氢系统，其特征在于，背压阀出口设有旁路阀，适于采集生成的反应气进行流量测定、组份色谱分析。

6.根据权利要求1所述的高效氨分解制氢系统，其特征在于，气液分离器通过控制阀依次连接第一热交换器和膜分离器，适于将分离气加热后送入膜分离器进行氢气分离纯化；所述气液分离器通过电磁阀连接液氨原料罐，适于将冷却分离的液氨回收循环使用。

7.根据权利要求1所述的高效氨分解制氢系统，其特征在于，所述膜分离器设有钯膜管束，通过背压阀和金属储氢鑵连接，背压阀进气端设置有旁路阀；膜分离器余气输出管和催化燃烧器连接，适于将余气送入催化燃烧器；催化燃烧器的燃烧气输出管通过三路控制阀分别跟氨分解器的横向加热通道热流体进口、第一热交换器和旁路阀连接；所述金属储氢鑵通过控制阀和催化燃烧器连接，适于将金属储氢鑵的氢气输送至催化燃烧器，进行无焰燃烧启动系统；金属储氢鑵和催化燃烧器中间设有空气泵。

8.根据权利要求1所述的高效氨分解制氢系统，其特征在于，氨分解器、第一热交换器、膜分离器、催化燃烧器绝热密封在一起，构成紧凑高温区。

9.根据权利要求1所述的高效氨分解制氢系统，其特征在于，还包括第二热交换器，第二热交换器的冷管跟高压平流泵连通，第二热交换器的热管跟氨分解器反应通道顶端的反应通道出气管通过背压阀连通，液氨原料罐的液氨在高压平流泵作用下连续进料，经过第二热交换器气化预热，然后从氨分解器底部的反应通道进料口进入氨分解器，氢气和氮气和未反应的氨气一起，在自增压的压差下进入第二热交换器，与高压平流泵作用下输送的液氨原料进行热交换，将输入的氨气预热的同时将输出的氢气和氮气和未反应的氨气初步冷却，然后进入冷却器进一步冷却。