Аммиачный NH3 диссоциатор, водородный генератор для выработки водорода H2, формир-газа H2/N2

Аммиачный диссоциатор, генератор водорода
Crystec Technology Trading GmbH

Аммиачный диссоциатор для выработки формир-газа

Аммиачный диссоциатор, NH3-крэкер или водородный генератор или формир-газ генератор используются для производства формир- газа. Водород и азот вырабатываются рентабельным способом в объемном соотношении 3 : 1 или весовом соотношении 14 : 3. Возможные мощности - от 5m3/h до 250m3/h. Абсорбер очищает формовочный газ от остатков аммиака и влаги. Азот в образующемся газе может быть дополнительно удален с помощью очистки на основе PSA.

Аммиак идет из баллона или аммиачной ванны. Аммиачный газ предварительно нагрет в теплообменнике и испарителе и затем подвергнут крекеру в печном агрегате. Реактор нагревается электрически.

ammonia cracker, PSA schematic graphic

Диссоциация аммиачного газа NH3 происходит при температуре 800°C в присутствии специального никелевого катализатора.
2 NH3 Pfeil N2 + 3 H2
Теплообменник используется для улучшенного использования энергии. Горячий крекинг-газ охлаждается, а вводимый газообразный аммиак предварительно нагревается по принципу противотока.

Газогенератор (SinceGas)
  • Стабильная выработка газа: электрически нагреваемый цилиндрический автоклав, может стабильно вырабатывать крэкинг- газ.
  • Программируемый логический контроллер (ПЛК) Siemens
  • Безопасность: защита от перегрева, превышения давления, защита термопары, и т.д. обеспечивают безопасность системы.
  • Маленькая установочная поверхность и простота обслуживания: управляющий переключатель находится на фронтальной панели.
  • Крекер отличается низким энергопотреблением и эксплуатационными расходами.
  • Исполнение и дизайн могут в определенных пределах быть приспособлены к требованиям заказчика.
  • Полная сертификация CE
Wasserstoffgenerator, Formiergasgenerator

В результате полной диссоциации в водород и азот, остается очень мало недиссоциированного аммиака и точка росы образованного газа очень низка (значительно ниже -10°C).

Газоочиститель

Опционально и для дальнейшего снижения точки росы вырабатываемого формир-газа, предоставляют специальный газоочиститель. Использование молекулярно- фильтровой технологии позволяет снизить точку росы менне чем до -70°C. Две адсорбирующие единицы работают параллельно, одна для адсорбции влаги и нерасщепленного аммиака от формир-газа и другая нагревается для регенерации. Поток газа регулярно обновляется автоматически.

Характеристики газа

Газ, выработанный путем диссоциации аммиака, - это формир- газ. Он состоит из 75 объемо-% водорода и 25 объемо-% азота.

Описание Аммиак NH3 Водород H2    Азот N2   
Молекулярный вес

17,03

2,0158

28,0134

Точка кипения (BP) в °C

-33,35

-252,87

-195,8

Плотность жидкости при BP в kg/m3

682,1

70,0

804,0

Плотность пара при BP в kg/m3

0,8906

1,329

4,613

Плотность при RT в kg/m3

0,7710

0,0899

1,2506

Теплота испарения в kJ/kg

1368,2

451,9

199,2

Коэффициент растворения в холодной воде в g/100ml

89,9

-

-

Cp в kJ/kg (1 atm, RT)

2,188

14,2

1,038

Cp/Cv (1 atm, RT)

1,31

1,41

1,40

типы продукции

Расщепители аммиака доступны в нескольких размерах; информация относится к стандартному давлению и стандартной температуре. Обратите внимание, что количество газа при этом увеличивается вдвое. Это означает, что из 1 m3 аммиака получается 2 m3 формовочного газа. Поэтому при внесении данных важно указать, является ли это желаемым потоком газа на входе (NH3) или потоком газа на выходе (N2; H2). Расход аммиака и производство водорода указаны в следующей таблице преобразования. Наши модели крекеров названы по количеству образующегося газа.

модель

Расход аммиака
(m3/h NH3)

Расход аммиака
(kg/h NH3)

Выработка формиргаза
(m3/h N2;H2)

Расход водорода
(m3/h H2)

Расход водорода
(kg/h H2)

теплопроизводительность водород
(kW)

5 N m3/h

2,5

1,9

5

3,8

0,3

11

10 N m3/h

5

3,9

10

7,5

0,7

22,5

20 N m3/h

10

7,7

20

15

1,3

45

30 N m3/h

15

11,6

30

22,5

2

67,5

50 N m3/h

25

19,3

50

37,5

3,3

112,5

60 N m3/h

30

23,1

60

45

4

135

70 N m3/h

35

27

70

52,5

4,7

157,5

80 N m3/h

40

30,8

80

60

5,3

180

90 N m3/h

45

34,7

90

67,5

6

202,5

100 N m3/h

50

38,5

100

75

6,7

225

110 N m3/h

55

42,4

110

82,5

7,3

247,5

120 N m3/h

60

46,2

120

90

8

270

130 N m3/h

65

50,1

130

97,5

8,7

292,5

140 N m3/h

70

53,9

140

105

9,3

315

150 N m3/h

75

57,8

150

112,5

10

337,5

160 N m3/h

80

61,6

160

120

10,7

360

170 N m3/h

85

65,5

170

127,5

11,3

382,5

180 N m3/h

90

69,3

180

135

12

405

190 N m3/h

95

73,2

190

142,5

12,7

427,5

200 N m3/h

100

77

200

150

13,4

450

210 N m3/h

105

80,9

210

157,5

14

472,5

220 N m3/h

110

84,7

220

165

14,7

495

230 N m3/h

115

88,6

230

172,5

15,4

517,5

240 N m3/h

120

92,4

240

180

16

540

250 N m3/h

125

96,3

250

187,5

16,7

562,5

Превращение аммиака в водород и азот (объемное соотношение 3: 1) в крекинг-установке почти завершено. В крекинг-газе остается лишь небольшое количество (<30 ppm) газообразного аммиака.
Для более крупных производств несколько систем могут работать параллельно.

Очистка водорода

Так называемая адсорбция при переменном давлении (PSA) используется для отделения азота и, таким образом, очистки водорода (H2). Это физический процесс, в котором используются различные адсорбционные свойства разных газов, для отделения их друг от друга. В зависимости от реализации можно также отделять другие газы, как например, Угарный газ, двуокись углерода или кислород разделяются.
Для отделения азота от водорода и получения водорода высокой чистоты используются пористые материалы, такие как молекулярные сита или цеолит. При определенном давлении газовая смесь проходит через молекулярное сито, предназначенное для этого случая. Из-за более сильного взаимодействия водорода с молекулярным ситом он там накапливается. С другой стороны, второй газ (азот) не адсорбируется. После того, как молекулярное сито достигнет предела своей емкости, поток газа перенаправляется на другое молекулярное сито. Теперь очищенный водород можно освободить из первого молекулярного сита за счет снижения давления и связанного с ним значительно более слабого взаимодействия между молекулярным ситом и водородом. После этого первое молекулярное сито снова доступно для очистки. Система регулируется программным логическим контроллером (PLC), по-немецки - программируемым логическим контроллером (PLC), что позволяет добиться непрерывной очистки.

PSA Очистка водорода (SinceGas)
  • Наши системы PSA могут быть приспособлены к различным давлениям, расходам и чистоте газа.
  • На установку возможен газопоток до 600 m3/ч
  • Управляемая SPS установка обеспечивает стабильное газоочищение
  • Возможно очищение от 99% до 99,999%
  • Установка полностью автоматическая
  • Молекулярные сита заполнены компактно и имеют продолжительный срок службы.
  • Полная сертификация CE
Wasserstoff Aufreinigung

Применения для диссоциированного аммиака

Темперные печи

Формир - газ используется в конвеерных и трубчатых печах для процессов отжига в восстановительной среде, пайки, агломерации, деоксидации и азотирования. Более подробную информазию об этих печах Вы найдете в нашем JTEKT Thermo Systems (ранее Koyo Thermo Systems). каталоге продукции.

Дальнейшими практическими применениями формир- газа
  • Твердая пайка
  • Спекание/Агломерация
  • Дезоксидация
  • Азотирование
   Закалка металла:
  • Закалка коррозийно-стойких стальных проводов
  • Закалка металлопорошка
  • Закалка биметаллических продуктов
  • Гидрогензация органических соединений
  • Галъванизация
  • Производство формир- газа

Топливные элементы

Кроме того, водород необходим для использования топливных элементов. Хранение водорода в аммиаке имеет в этом случае явные преимущества. В дополнение к повышенной плотности энергии аммиак необходимо сжижать только при -33° C вместо -253 ° C, как водород, и его можно хранить при умеренном давлении. Таким образом, аммиак предлагает хорошее решение для транспортировки водорода и экологически безопасную альтернативу ископаемому топливу. Упомянутая уже очистка водорода может также обеспечить получение зеленого водорода высокой чистоты в обход аммиака. Для этого вам понадобится установка для крекинга аммиака и очиститель PSA. В следующей таблице вы найдете самые популярные топливные элементы, использующие водород.

Название Тип Электролит Носитель заряда Топливный газ (анод) Окислитель (катод) Температура (°C) Эффективность Применение
Топливный элемент с мембраной из полимерного электролита для водорода (PEMFC) Кислотный низкотемпературный кислородно-водородный газовый элемент Протонпроводящая полимерная мембрана
(PEM)		 Ион гидроксония (H3O+) Водород (H2) Кислород (O2) или воздух; увлажненный 60-70 Элемент: 50-68 Серийные автомобили, ТЭЦ, нужные материалы для электроники.
Твердооксидный топливный элемент (SOFC) Элемент с высокотемпературным кислородно-водородным газом Оксидный керамический электролит
(ZrO2 + Y2O3)		 Оксид ион (O2-) Водород (H2) Атмосферный кислород (O2) 800-1000 Элемент: 60-65 Тепловые электростанции (до 250кВт)
Гальванический топливный элемент с щелочным электролитом, например (AFC) Щелочной низкотемпературный кислородно-водородный элемент например раствор гидроксида калия, 30% Гидроксид-ион (OH-) Чистый водород (H2) Чистый кислород (O2) 20-90 Элемент: 60-70 Небольшие установки (до 150кВт); Подводная лодка
Гальванический топливный элемент с кислотным электролитом, например (PAFC) Кислотный низкотемпературный кислородно-водородный газовый элемент например Концентрированная фосфорная кислота Ион гидроксония (H3O+) Водород (H2)
 Атмосферный кислород (O2) 150-220 Элемент: 55 Стационарное производство электроэнергии и тепла

Crystec будут рад разработать выгодные системы, удовлетворяющие Вашим самым высоким требованиям.