[发明专利]一种氨分解反应装置及氨分解方法

说明书

本发明属于氨分解技术领域，具体涉及一种氨分解反应装置及氨分解方法。该装置包括加热器或预反应器，以及反应器，反应器为一腔体，反应器内部设置有第一隔板、若干管道、气体分布器和第二隔板。通过设置预反应器，可以在常温下启动催化燃烧反应，使反应器温度升高至350‑600℃，进行氨分解反应；或，先采用加热器对反应器进行加热，待其达到200‑350℃后，启动催化燃烧反应，再关闭加热器，利用催化燃烧反应放出的热量使反应器温度进一步提高至350‑600℃，进行氨分解反应。本发明克服了现有技术中通过电加热启动和提供反应热的缺陷，提高了能量利用效率，缩短了反应器的整体启动时间，提高了反应器的灵活性。

技术领域

本发明属于氨分解技术领域，具体涉及一种氨分解反应装置及氨分解方法。

背景技术

因环境污染和温室效应等问题，以传统碳基能源为主的能源结构面临着巨大的挑战，氢能因其清洁、单位质量能量密度高、来源广泛等优点被认为是未来化石燃料的替代性能源。伴随着氢燃料电池技术的逐步产业化，氢能的高效、无碳利用也将得以实现。目前，需要解决的一大关键难题是高效、安全的储氢技术。

氨不仅是重要的无机化工产品，其作为氢载体也具有独特的优势。氨易于液化，具有刺激性气味、燃点较高且低浓度下无毒害、储氢密度高、生产储运技术成熟，并且制氢过程中无碳排放，是一种高效、清洁和安全的储氢载体。

氨分解是可逆吸热反应，为了保证氨分解完全，反应必须在较高温度进行。可通过电加热维持反应温度和提供反应热，这样虽可简化氨分解反应装置结构，但由于电的能量品味高，用电对反应器进行加热，使得氨分解装置的整体能效较低，且反应器从常温状态下启动所需时间较长(需将反应器装置从室温升高至500～800℃，具体温度取决于氨分解催化剂的性能)，很大程度上限制了装置的灵活性。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的氨分解反应装置能效低、常温启动时间长等缺陷，从而提供一种氨分解反应装置及氨分解方法。

为此，本发明提供了以下技术方案。

本发明提供了一种氨分解反应装置，包括至少1个反应器；

所述反应器为一腔体；所述反应器上至少设置1个第一进气口和第二进气口，以及至少1个第一出气口和第二出气口；所述反应器内部还设置有，

第一隔板，设置在第一进气口和第二进气口之间，用于分隔第一气体和第二气体；

气体分布器，设置在第一进气口和第一隔板之间，与第一进气口连通；

若干管道，每个管道内部填充有第一催化剂，所述若干管道贯穿第一隔板，且与气体分布器连通，将第一气体通入管道中，使其发生催化燃烧反应，反应后的气体通过第一出气口排出；相邻管道之间填充有第二催化剂，且与第二进气口和第二出气口连通，用于输送第二气体，使第二气体发生氨分解反应，反应后的气体通过第二出气口排出；

第二隔板，设置在第一出气口和第二出气口之间，且所述若干管道贯穿第二隔板；

所述氨分解反应装置还包括加热器或与反应器连通的预反应器。

所述加热器为电加热器，包覆在所述反应器的外部；或，

所述加热器为燃烧器，设置在所述反应器的底部。

进一步地，沿第一气体流动方向，所述加热器设置在所述第一进气口之前，用于加热第一气体；

所述加热器为电加热器或燃烧器。

所述预反应器通过其出气口与反应器连通；

所述预反应器的结构与所述反应器的结构相同，所述预反应器内的管道填充有第三催化剂；相邻管道之间填充有第四催化剂；

所述第三催化剂为催化燃烧催化剂；所述第四催化剂为氨分解催化剂。