[实用新型]浮式电解水制氢合成绿氨装置

说明书

本实用新型公开了一种浮式电解水制氢合成绿氨装置。浮式电解水制氢合成绿氨装置包括浮式平台及设置在浮式平台上的接电配电装置、电解水制氢装置、空气分离装置与氨合成装置，接电配电装置用于连接外接供电装置，电解水制氢装置、空气分离装置及氨合成装置分别与接电配电装置电性连接，电解水制氢装置用于将水电解为氢气和氧气，空气分离装置用于将空气中的氮气与氧气分离，氨合成装置用于利用电解水制氢装置产生的氢气与空气分离装置产生的氮气合成液氨。上述的浮式电解水制氢合成绿氨装置整体布置紧凑，可布置在远离人群居住的码头或者海域，安全环保，实现零碳排放，投资成本低、建造周期短。

技术领域

本实用新型涉及能源技术领域，特别是涉及一种浮式电解水制氢合成绿氨装置。

背景技术

近年来，氨发电、氨燃料电池、氨发电机等技术的研究和投入使用，使得氨的需求在不断提升。利用可再生能源产生的绿电(光电、风电、潮汐电和水电等)电解水制取绿氢，通过空气分离制取氮，再通过氢与氮的合成反应生产绿氨，使绿氨作为燃料，实现零碳排放，是未来能源发展的趋势之一。

工业上氨的生产通常由氮和氢在高温高压和催化剂存在条件下合成得到。其中，氮气通常由空气分离得到，少量的制氮通常采用变压吸附技术，大量的制氮通常采用深冷分离技术。氢气主要以煤、天然气、重油等化石燃料为原料制得，也有少量以工业副产气如焦炉煤气为原料制得。目前通常采用以煤、天然气、重油、焦炉煤气等为原料制氢进而制氨的工艺生产过程伴随着大量二氧化碳的排放，大部分工厂排放的二氧化碳都直接排放到了大气中。另外，制取氮使用的动力电或动力蒸汽来自于燃烧化石燃料所产生的电力或蒸汽，该部分化石燃料燃烧产生的二氧化碳也直接排放到了大气中。另外，现有的陆上合成氨工厂占地面积大，工厂选址要求高，土建工程量巨大，且工厂建造需考虑该地区的建造能力和人力成本，投资成本高，建造周期长。

实用新型内容

基于此，针对传统的制氨工艺生产过程伴随着大量二氧化碳的排放，合成氨工厂占地面积大，工厂选址要求高，土建工程量巨大，且工厂建造需考虑该地区的建造能力和人力成本，投资成本高，建造周期长的问题，本实用新型一实施例提供了一种浮式电解水制氢合成绿氨装置。本实用新型的浮式电解水制氢合成绿氨装置整体布置紧凑，系统集成度高，可以布置在远离人群居住的码头或者海域，安全环保，相较于陆上工厂本实用新型在浮式船体或浮式生产平台上实现绿氢和绿氨生产，整个生产过程实现零碳排放。

一种浮式电解水制氢合成绿氨装置，包括浮式平台以及设置在所述浮式平台上的接电配电装置、电解水制氢装置、空气分离装置与氨合成装置，所述接电配电装置用于连接外接供电装置，所述接电配电装置用于对高压电进行整流、变压与分配，所述电解水制氢装置、所述空气分离装置以及所述氨合成装置分别与所述接电配电装置电性连接，所述电解水制氢装置用于将水电解为氢气和氧气，所述空气分离装置用于将空气中的氮气与氧气分离，所述氨合成装置用于利用所述电解水制氢装置产生的氢气与所述空气分离装置产生的氮气合成液氨，所述电解水制氢合成绿氨装置在生产过程无碳排放。

在其中一些实施例中，所述浮式电解水制氢合成绿氨装置还包括外接供电装置与高压电缆，所述外接供电装置通过所述高压电缆与所述接电配电装置电性连接，所述外接供电装置选自陆上电场以及海上电场中的一种或两种，所述外接供电装置的电源为可再生能源产生的绿电，绿电选自风电、潮汐电、光电和水电中的一种或几种。

在其中一些实施例中，所述浮式电解水制氢合成绿氨装置还包括余热发电装置，所述余热发电装置设置于所述浮式平台，所述余热发电装置用于利用所述氨合成装置副产的蒸汽驱动透平发电。

在其中一些实施例中，所述浮式电解水制氢合成绿氨装置还包括冷却水装置，所述冷却水装置设置于所述浮式平台，所述冷却水装置用于对所述电解水制氢装置、所述空气分离装置以及所述氨合成装置进行换热降温处理。

在其中一些实施例中，所述冷却水装置的换热管延伸至海水中，所述冷却水装置的换热后的高温水与海水进行热交换从而降低温度后泵送至所述电解水制氢装置、所述空气分离装置以及所述氨合成装置，形成封闭式循环系统。