Аммиачный NH3 диссоциатор, водородный генератор для выработки водорода H2, формир-газа H2/N2
Аммиачный диссоциатор, генератор водорода
|
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.
Диссоциация аммиачного газа NH3 происходит при температуре 800°C в присутствии специального никелевого катализатора.
2 NH3 N2 + 3 H2
Теплообменник используется для улучшенного использования энергии. Горячий крекинг-газ охлаждается, а вводимый газообразный аммиак предварительно нагревается по принципу противотока.
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 |
Расход аммиака |
Выработка формиргаза |
Расход водорода |
Расход водорода |
теплопроизводительность водород |
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.
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) | |||
---|---|---|---|
|
Применения для диссоциированного аммиака
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 | |||||
---|---|---|---|---|---|
|
Закалка металла:
|
|
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.