[发明专利]一种加氢及合成氨系统

说明书

本发明公开了一种加氢及合成氨系统，包含气体供给装置、控制装置、抽吸装置、反应装置及氨供给管路，控制装置分别和气体供给装置、反应装置、抽吸装置及氨供给管路连接，气体供给装置的气体输出端和反应装置的一端连接，反应装置的另一端分别和氨供给管路及抽吸装置连接，抽吸装置还和气体供给装置的气体输出端连接；控制装置包含流量计、温度传感器、压力传感器、电磁阀及控制器，控制器分别和流量计、温度传感器、压力传感器及电磁阀连接，流量计用于控制气体供给装置的气体输出流量，温度传感器用于测量反应装置的温度，压力传感器用于测量氨供给管路及抽吸装置连接管路的压力；该加氢及合成氨系统测量精确性高、集成性高且通用性强。

技术领域

本发明涉及储氢和合成氨技术领域，特别涉及一种加氢及合成氨系统。

背景技术

氨是一种成本低廉的化工原料，具有较高能量密度和辛烷值、易于压缩储运、燃烧不产生CO₂等优点，既可替代汽油、柴油等化石燃料，为汽车发动机直接提供清洁燃料，也可以经催化分解制取氢气，为车载燃料电池提供安全氢气，是一种应用前景广泛的新型清洁能源。氢能具有储量丰富、单位质量能量高和燃烧产物洁净等优点，在燃料电池、动力车船的动力供给、高真空获得、相变储热、催化反应等诸多领域获得广泛的应用。氢气的大规模安全储运至关重要。目前，常用的氢的储存方式主要分为气态储氢、液态储氢和固态储氢，其中固态储氢是将氢储存在固体材料中，以实现固态方式氢储存的技术，具有体积储氢密度和质量储氢密度高，安全性能好，可重复利用等优点。

实验室中为了准确地测定和评价固态储氢材料性能以及合成氨反应温度、压强、催化剂的活性及寿命、找出最适宜的工艺条件，测取反应动力学和工业放大所需数据。在实验室中，测定和评价材料的储氢性能通常使用的测试仪器为PCT储氢分析仪，测定和评价合成氨反应温度、压强及催化剂的活性、寿命采用小型固定床气固相催化反应装置，从而大大增加了实验成本，因此一种加氢及合成氨的集成系统尤为必要。另一方面，现有的加氢、脱氢、氧化、卤化、芳构化、烃化、歧化、合成氨等各种反应设备均有相似之处，基于加氢及合成氨的集成系统利用不同的工艺实现设备的多功能应用，降低实验成本，提高实验效率。

发明内容

为了解决在准确测定和评价材料的储氢性能及合成氨反应温度、压强、催化剂的活性及寿命的实验室中由于设备冗余造成实验成本较高的技术问题，本发明提出一种加氢及合成氨系统，该加氢及合成氨系统测量精确高、集成性高且通用性强。

为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：

一种加氢及合成氨系统，所述加氢及合成氨系统包含气体供给装置、控制装置、抽吸装置、反应装置及氨供给管路，所述控制装置分别和气体供给装置、反应装置、抽吸装置及及氨供给管路连接，所述气体供给装置的气体输出端和反应装置的一端连接，所述反应装置的另一端分别和氨供给管路及抽吸装置连接，所述抽吸装置还和气体供给装置的气体输出端连接；

所述控制装置包含流量计、温度传感器、压力传感器、电磁阀及控制器，所述控制器分别和温度传感器、压力传感器及电磁阀连接，所述流量计用于控制气体供给装置的气体输出流量，所述温度传感器用于测量反应装置的温度，所述压力传感器用于测量氨供给管路及抽吸装置连接管路的压力。

在合成氨时，气体供给装置用于提供氢气、氮气以及一些惰性气体，利用流量计控制氢气及氮气的输入比例，同时利用压力传感器及温度传感器实时采集测量氨供给管路的压强及反应装置的温度，通过在反应装置内放置不同催化剂、对反应装置设置不同反应温度及反应压强进行合成氨反应，利用合成氨的出产率实现准确测定和评价合成氨反应温度、压强、催化剂的活性及寿命从而进行研究不同催化剂的活性、反应的温度、压强；

在固态储氢时，利用在反应装置内放置不同的材料进行吸氢，利用压力传感器实时采集抽吸装置连接管路的压强即反应装置内部的压强，温度传感器实时采集反应装置内部的温度实现准确测定和评价材料的储氢性能；