[实用新型]一种辅助氨燃烧的热裂解制氢装置

说明书

本实用新型涉及氨燃料供热技术领域，具体涉及一种辅助氨燃烧的热裂解制氢装置。本实用新型提供了一种辅助氨燃烧的热裂解制氢装置，包括燃烧室(8)、管束式交叉流换热器(5)、换热盘管和氨燃烧器(9)；所述管束式交叉流换热器(5)和换热盘管设置于所述燃烧室(8)的内部；所述氨燃烧器(9)与所述燃烧室(8)的进气口相连通；所述管束式交叉流换热器(5)的出气口与氨燃烧器(9)相连接。本实用新型提供的装置结构紧凑，换热效率高，利用氨燃烧向换热盘管供热后的气流余热，为管束内氨裂解过程提供热量，氨经热裂解后产生的氢‑氮‑氨混合气能作为氨燃料的助燃剂，实现氨的持续稳定燃烧。

技术领域

本实用新型涉及氨燃料供热技术领域，具体涉及一种辅助氨燃烧的热裂解制氢装置。

背景技术

氨的制备原料是氢气和氮气，可从水和空气中获取，完全燃烧后产物是氮气和水，是一种可再生的清洁燃料。中国是世界上氨年产量最高的国家，有望在中小型供热燃气锅炉中，利用氨作为燃料，实现我国清洁供热的目标。然而，由于氨点燃时需要的能量较高，燃烧时火焰传播速度慢，在通常状态下需要助燃剂才能保持氨持续稳定的燃烧。

现有技术中通常是在氨燃烧向外界供热过程中，通过合理布局，利用燃烧室内部分热量裂解少量氨，裂解产生的氢气能够作为氨燃烧时的助燃剂，实现氨的持续稳定燃烧。中国专利CN 201512408U提供了一种氨裂解炉制氢装置，用柴油或天然气燃烧的热量裂解氨制氢，为化工过程在线供氢。然而，该装置中柴油或天然气燃烧的热量只用于裂解氨制氢，造成部分热量不能被充分利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种辅助氨燃烧的热裂解制氢装置。本实用新型将氨热裂解制氢装置与氨燃烧装置一体化，克服了布局困难、能量不能多级有效利用的问题，在保证氨持续稳定燃烧的同时，利用多余的热量向外界供热。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供了一种辅助氨燃烧的热裂解制氢装置，包括燃烧室8、管束式交叉流换热器5、换热盘管和氨燃烧器9；所述管束式交叉流换热器5和换热盘管设置于所述燃烧室8的内部；所述氨燃烧器9与所述燃烧室8的进气口相连通；所述管束式交叉流换热器5的出气口与氨燃烧器9相连接。

优选地，所述辅助氨燃烧的热裂解制氢装置还包括主路输氨管2-1和支路输氨管2-2，所述氨燃烧器9通过主路输氨管2-1与氨源相连接；所述管束式交叉流换热器5通过支路输氨管2-2与氨源相连接。

优选地，所述支路输氨管2-2上还设置有氨流量计1。

优选地，所述支路输氨管2-2上还设置有单向阀3，所述单向阀3设置于所述氨流量计1与管束式交叉流换热器5之间。

优选地，所述支路输氨管2-2上还设置有管壳式预热器4，所述管壳式预热器4设置于所述单向阀3与管束式交叉流换热器5之间。

优选地，所述管壳式预热器4设置于所述燃烧室8外部的上方。

优选地，所述换热盘管包括第一换热盘管7和第二换热盘管6，所述第一换热盘管7设置于所述燃烧室8的中下部；所述第二换热盘管6设置于所述燃烧室8的顶部；所述管束式交叉流换热器5设置于所述第一换热盘管7和所述第二换热盘管6之间。

优选地，所述第一换热盘管7所处位置的温度为1073～1873K；所述第二换热盘管6所处位置的温度为473～973K，所述管束式交叉流换热器5所处位置的温度为973～1073K。

优选地，所述管束式交叉流换热器5的出气口与氨燃烧器9的喷头连接口10相连。