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氨分解制氫的流程及特點是什么?

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點擊次數:994 更新時間:2019年07月25日21:05:15 打印此頁 關閉

氨分解制氫的流程及特點是什么?


氨分解制氫流程簡述:


利用液氨為原料,氨經裂解后,每公斤液氨裂解可制得2.64Nm混合氣體,其中含75%的氫氣和25%的氮氣。所得的氣體含雜質較少(雜質中含水汽約2克/立方米,殘余氨約1000ppm),再通過分子篩(美國UOP)吸附純化器,氣體的露點可降至-60C以下,殘余氨可降至3PPM以下.氨裂解制氫爐可用于有色金屬,硅鋼、鉻鋼和不銹鋼等金屬材料和零件的光亮退火、硅鋼片的脫碳處理、銅基、鐵基粉末冶金燒結、電真空器件的金屬零件燒氫處理、半導體器件的保護燒結和封結、鈀合金膜擴散純化氫氣的原料氣等。原料氨容易得到,價格低廉,原料消耗較少。氨裂解來制取保護氣體具有投資少,體積小,效率高等優點


氨分解制氫是一種化學反應,是指液氨加熱至800~850℃,在鎳基催化劑作用下,將氨進行分解,可以得到含75%H2、25%N2的氫氮混合氣體。


用此法制得的氣體是一種良好的保護氣體,可以廣泛地應用于半導體工業、冶金工業,以及需要保護氣氛的其他工業和科學研究中。有汽化器內,電加熱元件,氨氣減壓閥,等主要部件組成。


氨分解制氫的流程及特點是什么?


用液氨分解來制取保護氣體,在工業上是很容易實現的,原因為:


1、氨易分解:常壓,800~850℃在催化劑作用下,即使空速較大,氨分解度仍可超過99%。

2、氣體精制容易:作為液氨純度是很高的,其中揮發性雜質只有少是惰性氣體和水分,特別值得注意的是其中含O2極微,同時,氨分解時不可能有副反應發生。由此可見,氨分解后氣體只要設法除去比較容易除去的少量水分就能得到精制了,半導體工業上所不希望存在的金屬離子cl、CO2等問題都不存在了。

3、原料液氨容易得到。價格低廉,而且原料消耗也比較少(每公斤氨可產生2.6M3混合氣體。)


氨分解制氫的特點:


設備投資少:

工藝成熟、簡單,流程短,價格低廉;用于提取純氫仍有很高的經濟性;


運行成本低:

液氨原料便宜,能耗低、效率高,是保護氣氛最經濟的來源;


性能可靠、使用壽命長:

優質催化劑、耐熱不銹鋼內膽,鎳鉻合金電熱元件和不銹鋼閥門使整套系統保證了使用壽命。


安裝簡單:

撬裝式結構,體積小,結構緊湊,無須基建,連接好水、電及進出氣管就可投入正常產。


使用維護方便:

通過自動溫控儀控溫,閥門調節流量,無需特別訓練的操作人員,即可得到連續、穩定的氣量。


安全性高:

分解壓力低,真正的無氧制氫和無氧環境,保證了系統安全性。


調節性能好:

在額定產氣范圍內可隨意調節,以適應不同的用氣要求。


什么是氨分解制氫模式?


目前在氫能領域中,氫氣儲運主要以高壓氣態或液態方式,通過車載運輸實現,這種方式存在體積能量密度低、安全隱患大、成本高和基礎設施投資大等問題。在管道運輸方面,由于“氫脆”現象,可能需要一套全新的管道基礎設施,投資巨大。因此業界提出了多種替代方式,包括有機液體儲氫、固體儲氫、甲醇重整等。

將液氨作為氫載體,與甲醇重整的方式類似,即工廠生產氨若不是氫氣,將氫能以氨氣的形式進行儲存運輸,到達加氫站后再將氨分解為氫氣與氮氣,通過分離提純的方式將氫氣加注到車輛儲氫罐中;或者是為車輛直接加注氨氣,通過車載分解裝置將氨轉化為氫氣,再將氫氣供應給燃料電池。


氨分解制氫模式的困難之處:


氨-氫模式的主要問題在于效率偏低與技術不成熟


(1)目前我國合成氨主要通過煤與水生成CO與H2,將H2提純后與N2(氮氣)反應合成氨。

因此,氨制氫實際上是一個“氫氣-合成氨-氫氣”的轉化過程,與甲醇重整制氫(“氫氣-甲醇-氫氣”)一樣存在效率上的問題。

(2)目前氨制氫存在分解溫度高,導致能耗高和設備要求高等技術難題,催化劑方面,市面上甚至還沒有成熟的產品,技術上有待突破。

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