[发明专利]一种绿色高效的氨燃料燃烧系统与方法

权利要求书

1.一种绿色高效的氨燃料燃烧系统，包括发动机（11）和电控装置（12），其特征在于，发动机（11）有四个入口和一个废气出口，四个入口分别连接甲烷储罐（5）、氨储罐（6）、氢气储存装置（9）以及空气，废气出口连接废气换热装置（10）的入口，所述废气换热装置（10）有三个出口，其中两个出口分别连接甲烷高温裂解装置（7）、氨分解装置（8）为二者提供热能，所述甲烷高温裂解装置（7）的入口连接甲烷储罐（5），出口连接分离器二（3-2），甲烷裂解得到的混合气体在分离器二（3-2）中分离为甲烷和氢气，氢气出口连接氢气储存装置（9），甲烷出口回接甲烷储罐（5）或甲烷高温裂解装置（7）；所述氨分解装置（8）的入口连接氨储罐（6）出口连接分离器三（3-3），氨分解得到的混合气体在分离器三（3-3）中分离为氨气和氢气，氢气出口连接氢气储存装置（9），氨气出口回接氨分解装置（8）；所述发动机（11）的燃料供应模式有两种，分别为甲烷、氨与空气和氢、氨与空气，在两种供应模式中，氨均为主要燃料，甲烷或氢为助燃剂改善燃烧；所述电控装置（12）用于控制进入所述发动机（11）的燃料及其供给量，以及检测尾气中排放物的成分和含量，所述电控装置（12）控制燃料和空气的供给量，其中控制当量比值为1.15，甲烷或氢与氨的掺混比为30%。

2.根据权利要求1所述绿色高效的氨燃料燃烧系统，其特征在于，还包括氨合成装置（4），所述氨合成装置（4）有两个入口，分别连接电解装置（2）和分离器一（3-1）的出口，电解装置（2）电解水产生氢气，分离器一（3-1）分离空气得到氮气，氢气和氮气在氨合成装置（4）中合成得到氨并供给至所述氨储罐（6）。

3.根据权利要求2所述绿色高效的氨燃料燃烧系统，其特征在于，所述电解装置（2）由分布式能源一（1-1）提供能量。

4.根据权利要求1所述绿色高效的氨燃料燃烧系统，其特征在于，所述甲烷高温裂解装置（7）和氨分解装置（8）接分布式能源二（1-2），在废气换热装置（10）提供热能不足时，由所述分布式能源二（1-2）为二者提供热能。

5.根据权利要求1所述绿色高效的氨燃料燃烧系统，其特征在于，所述废气换热装置（10）的第三个出口连接SCR装置（13）的入口，SCR装置（13）的出口连接催化氧化装置（14），所述SCR装置（13）将废气中所含氮氧化物转换成氮气，所述催化氧化装置（14）将废气中一氧化碳还原为二氧化碳。

6.根据权利要求1所述绿色高效的氨燃料燃烧系统，其特征在于，所述发动机（11）为以氨为燃料的燃气轮机或内燃机。

7.基于权利要求1所述绿色高效的氨燃料燃烧系统的一种绿色高效的氨燃料燃烧方法，其特征在于：

当发动机（11）正常工作时，甲烷从甲烷储罐（5）中释放，经甲烷高温裂解装置（7）产生碳和氢气/甲烷的混合气体，混合气体经分离器二（3-2）分离出甲烷和氢气，甲烷送回甲烷储罐（5）或甲烷高温裂解装置（7），氢气进入氢气储存装置（9）储存；

液氨从氨储罐（6）中释放，经氨分解装置（8）产生氮气和氢气/氨气的混合气体，混合气体经分离器三（3-3）分离出氨气和氢气，氨气送回氨分解装置（8），氢气进入氢气储存装置（9）储存；

所述发动机（11）的燃料供应模式有两种，分别为甲烷、氨与空气和氢、氨与空气，在两种供应模式中，氨均为主要燃料，甲烷或氢为助燃剂改善燃烧；

在任一燃料供给模式下，发动机（11）刚开始工作时，废气换热装置（10）无法正常运行，此时由分布式能源二（1-2）为甲烷高温裂解装置（7）和氨分解装置（8）提供热能满足二者工作，当一定工作时间后，废气换热装置（10）正常运行，为甲烷高温裂解装置（7）和氨分解装置（8）提供热能。