[发明专利]一种太阳能氨分解制氢系统及工艺方法

权利要求书

1.一种太阳能氨分解制氢系统，其特征在于，包括太阳能吸热系统、熔盐式储热系统、氨反应发生系统和熔盐储存系统；所述太阳能吸热系统、熔盐式储热系统和氨反应发生系统依次通过热盐管道（4）连接，氨反应发生系统、熔盐储存系统和太阳能吸热系统通过冷盐管道（15）连接。

2.如权利要求1所述的一种太阳能氨分解制氢系统，其特征在于，所述的熔盐式储热系统包括热盐罐（13）、热盐泵（14）以及热盐管道（4），利用热盐管道（4）将热盐泵（14）和氨分解反应器（5）连接起来，热盐泵（14）的出口经过热盐管道（4）后与氨反应发生系统连接。

3.如权利要求2所述的一种太阳能氨分解制氢系统，其特征在于，所述的氨反应发生系统包括氨分解反应器（5）、氨储存罐（6）、氢气储存罐（7）和氮气储存罐（8），热盐泵（14）的出口汇成一管路后与氨分解反应器（5）的内部通道的入口连接，氨分解反应器（5）的外部通道通过气体管道（9）分别与氨储存罐（6）、氢气储存罐（7）和氮气储存罐（8）连接，氨分解反应器（5）的内部通道的出口通过冷盐管道（15）与熔盐储存系统连接。

4.如权利要求3所述的一种太阳能氨分解制氢系统，其特征在于，所述的熔盐储存系统包括熔盐预热器（10）、冷盐罐（11）和冷盐泵（12），氨分解反应器（5）的内部通道的出口通过冷盐管道（15）与熔盐预热器（10）连接，熔盐预热器（10）与冷盐罐（11）连接，冷盐泵（12）通过冷盐管道（15）与太阳能吸热系统连接。

5.如权利要求4所述的一种太阳能氨分解制氢系统，其特征在于，所述的太阳能吸热系统包括定日镜场（1）、吸热管（2）和吸热塔（3），定日镜场（1）将太阳能传给吸热管（2），吸热管（2）置于吸热塔（3）上，冷盐泵（12）通过冷盐管道（15）与吸热管（2）连接，吸热管（2）通过热盐管道（4）与熔盐式储热系统连接。

6.如权利要求5所述的一种太阳能氨分解制氢系统，其特征在于，所述熔盐式储热系统包括热盐罐（13）和热盐泵（14），吸热管（2）通过热盐管道（4）与热盐罐（13）连接，热盐罐（13）与热盐泵（14）连接，热盐泵（14）的出口通过热盐管道（4）和氨反应发生器（5）的内部通道的入口连接。

7.一种太阳能氨分解制氢工艺方法，具体包括如下步骤：

1）定日镜场（1）将太阳光反射到吸热管（2）中，吸热管（2）中的熔盐吸热，受热完成后的热熔盐从吸热管（2）沿热盐管道（4）流进热盐罐（13）中进行储存保温；

2）通过热盐泵（14）把热熔盐从热盐罐（13）中抽取出来，熔盐通过热盐管道（4）进入氨分解反应器（5）中；

3）高温熔盐经过热盐管道（4）进入到氨分解反应器（5）的内部通道中，为氨分解制氢过程提供温度条件；

4）氨气从氨储存罐（6）中流进氨分解反应器（5）的外部通道内进行分解，得到H₂和N₂两种气体，随后分别进入到氢气储存罐（7）和氮气储存罐（8）中，熔盐经过换热之后温度就会下降到冷盐状态，经过冷盐管道（15）进入到熔盐预热器（10）中进行预热，以防发生凝固，随后进入到冷盐罐（11）中进行储存，等到有阳光的时候再经过冷盐泵（12）将冷熔盐经过冷盐管道（15）打入到吸热塔（3）上的吸热管（2）中，如此循环反复，不断地为氨分解进行热量提供。

8.如权利要求7所述的一种太阳能氨分解制氢工艺方法，其特征在于，所述的热盐罐（13）中的热熔盐的温度为540~560℃。

9.如权利要求7所述的一种太阳能氨分解制氢工艺方法，其特征在于，氨气从氨储存罐（6）中流进氨分解反应器（5）的外部通道内进行分解，得到H₂和N₂两种气体，经过膜分离进行提纯，随后分别进入到氢气储存罐（7）和氮气储存罐（8）中。

10.如权利要求7所述的一种太阳能氨分解制氢工艺方法，其特征在于，冷盐罐（11）中的熔盐的温度为260℃以上，所述熔盐主要是二元熔盐，由质量分数分别为 60%、40% 的NaNO₃和 KNO₃组成。