[实用新型]一种用于合成氨的氢原料生产设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及合成氨工业技术领域，特别涉及一种用于合成氨的氢原料生产设备。

背景技术

氨是最重要的基础化工产品之一，既是主要的最终产品，又是重要的中间体。合成氨广泛应用于化肥、各种铵盐、硝酸、炸药、塑料、合成纤维、油漆、感光材料等产品生产。目前中国合成氨年产量为5000多万吨，约占全世界产量的三分之一。合成氨工业的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是液化和分馏，利用空气中氮气的沸点比氧气的沸点低，先将空气加压降温变成液态，然后再加热，使氮气首先从液态空气中蒸发出来，从而获得氮气。氢气的来源主要有两种：其一、绝大部分氢是从石油、煤炭和天然气中制取，其中，采用煤在高温下制取氢气的反应方程式为C＋H₂O→CO＋H₂，采用天然气在高温和催化剂作用下制取氢气的反应方程式为CH₄＋H₂O→CO＋3H₂这类方法需要消耗本来就很紧缺的矿物燃料，并且这类制氢设备体积大、启动慢、智能化低、安全性差、能耗高；其二、小部分氢是用电解水的方法制取，这种方法消耗电能大。

随着技术的进步，采用甲醇和水重整制氢的技术逐渐得到发展，该重整制氢技术所制得的氢气逐渐被用作合成氨工业中的原料气。参照中国发明申请201310340475.0（申请人：上海合既得动氢机器有限公司），该专利公开了一甲醇水制氢系统，甲醇与水蒸气重整器的重整室内，在350-409℃温度下1-5M Pa的压力条件下通过催化剂，在催化剂的作用下，发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢气和二氧化碳，这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。反应方程如下：(1)CH₃OH→CO+2H₂；(2)H₂O+CO→CO₂+H₂；(3)CH₃OH+H₂O→CO₂+3H₂，重整反应生成的H₂和CO₂，再经过分离室的钯膜分离器将H₂和CO₂分离，得到高纯氢气。参照中国发明申请200910311040.7（申请人：四川亚联高科技股份有限公司），该专利公开了一种催化燃烧作为热源的甲醇水蒸气制氢工艺，借助甲醇水蒸气重整反应器制得合成氨原料气，此工艺制造氢气环保性优良。然而，在现有合成氨工业中甲醇水重整制氢技术均采用单一的重整器，智能化差、无法模块化、体积大、启动慢，甲醇原料浪费严重，安全性低，整个过程需要贮氢罐，合成氨稳定性难以保障。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术中的不足，提供一种用于合成氨的氢原料生产设备，该氢原料生产设备模块化高，单一模块体积小、启动快速，无需要贮氢罐、能即时制氢及快速分离出氢气，稳定性好，智能化高，制氢温度、气体流量及气压等方面参数控制灵敏，安全性高、可靠性强。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种用于合成氨的氢原料生产设备，包括控制装置、甲醇水储存输送装置及至少三组甲醇水重整制氢模组，所述控制装置与甲醇水储存输送装置及每一组甲醇水重整制氢模组均电性连接，以控制甲醇水储存输送装置及各组甲醇水重整制氢模组的工作状态；所述各组甲醇水重整制氢模组制得的氢气通过输送管道直接传送给合成氨系统，该合成氨系统在合成氨的过程中，将即时氢原料需求量反馈给控制装置，该控制装置根据合成氨系统的氢原料需求量信息控制适当数量的甲醇水重整制氢模组运转，并控制甲醇水储存输送装置向运转的甲醇水重整制氢模组输送甲醇和水原料。

所述甲醇水储存输送装置包括甲醇水储存容器及输送泵，所述甲醇水储存容器内储存有液态的甲醇和水原料，所述输送泵用于将甲醇水储存容器中的甲醇和水原料输送至甲醇水重整制氢模组；所述输送泵的数量与甲醇水重整制氢模组的数量相匹配，所述甲醇水储存容器的数量等于或少于输送泵的数量。