[实用新型]一种液态氨高温气化裂解制氢装置

说明书

一种液态氨高温气化裂解制氢装置，属于液态氨裂解制氢技术领域，本实用新型为了解决现有液氨气化设备结构复杂，热利用率低、气化速率低、裂解效率低的问题。通过散束型结构，按照“由内向外集中分散”型和“底部进顶部出”的原则，使气化管束与加热炉可实现0距离接触，热利用率高、气化速率快、裂解效率高，实现液氨气化过程完全，裂解产生稳定的氢气和氮气完全满足工艺需求能力。本实用新型的一种液态氨高温气化裂解制氢装置外观紧凑、结构合理，能保证整个系统的安全稳定高效运行。

技术领域

本实用新型涉及液态氨裂解制备氢气的生产工艺，具体涉及该工艺中液态氨的停留和升温裂解过程的分布装置，属于液态氨裂解制氢技术领域。

背景技术

在三氧化铀氢还原制备二氧化铀生产工艺中，氢气是整个工艺中保证系统稳定的载体及消耗原料。为该工艺提供充足、稳定的氢气是整个生产系统前端工序最重要的保证。

由于氨裂解制氢工艺技术成熟，制取的氢气纯度能够达到99.99％左右，因而我单位使用液态氨经过高温加热使其液态氨气化炉内经催化剂作用下裂解为氢气和氮气的混合气体的工艺为后端工序提供稳定而充足的物料，但是目前的液氨气化设备结构复杂，热利用率低、气化速率低、裂解效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种液态氨高温气化裂解制氢装置，为了解决液氨气化设备结构复杂，热利用率低、气化速率低、裂解效率低的问题。

根据氨裂解反应的化学反应基本原理，本实用新型设计制作的液氨高温气化裂解制氢装置结构简单、运行稳定，完全满足三氧化铀氢还原制备二氧化铀工序对氢气流量、压力及速率的需求，产生的经济价值极为明显。

本申请实现液氨气化过程完全，裂解产生稳定的氢气和氮气完全满足工艺需求能力。设计一种外观紧凑、结构合理的装置，保证整个系统的安全稳定高效运行。

根据液态氨气化裂解原理，重点考虑影响气化裂解效率的温度、压力、热量等条件因素。考虑在整个工艺存在氨由液态转为气态并裂解为氢气和氮气，同时考虑到氢气的质量特点和装置的加热方式，本实用新型具体从以下几个方面确定技术方案：

1)本实用新型设计的液氨气化裂解装置结构主要按照“由内向外集中分散”型和“底部进顶部出”的原则将该装置具体设计为“散束型”结构；

2)本实用新型设计的液氨气化裂解装置对于气体的分散和集中均采用“气包结构“；

3)本实用新型设计的液氨气化裂解装置中气包的热应力弹性位移采用柔性支撑结构；

4)本实用新型设计的液氨气化裂解装置中的外圈管束之间增加定位元件；

5)本实用新型设计的液氨气化裂解装置外圈管束上增加传热翅片增加传热面积；

6)本实用新型设计的液氨气化裂解装置收集气包采用套管中部贯穿结式充分使用空间结构。

一种液态氨高温气化裂解制氢装置包括出气气包、管束和进气气包；

管束的底部连通有进气气包，管束的顶端连通有出气气包。

优选的：进气气包的进气管路贯穿出气气包。

优选的：管束包含多个气化管，多个气化管通过至少一个管束定位板固定，每个气化管的上下两端分别与出气气包和进气气包连通。

优选的：气化管包括管体、管束下封头、管束支撑杆和管束上封头；

管体的两端分别设置有管束下封头和管束上封头，管束下封头与管束支撑杆相连接。

优选的：管体的外壁上设有传热片。

优选的：进气气包包括第一连通管、气包支撑杆、进气包下封头、进气包上封头和进气管；