一种氢气氮气混合储存装置及在氨合成中的应用的制作方法

本发明属于气体储存领域，具体涉及一种氢气氮气混合储存装置及在氨合成中的应用。

背景技术：

1、氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80％的氨用来生产化学肥料，20％作为其它化工产品的原料。

2、随着科学技术的发展，氨合成的产品也越来越广泛的应用在多个领域中，在现有的氨合成工艺技术中，往往采用的双气体通道，将氢气和氮气分别存储，在进行合成反应前再进一步混合，而氢的储运是氢能产业链中的限制性环节，提高氢能储运效率和安全性，降低氢能储运成本，是氢能储运技术的发展重点。

3、因此，如何提供一种氢气与氮气混合储存装置及在氨合成中的应用，成为本领域技术人员需要研究的方向。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种氢气氮气混合储存装置及在氨合成中的应用，本发明能够通过将氮气与氢气混合储存，将氮气作为氢气的保护气，既能够安全稳定的储存氢气，降低氢气的储存费用，又能够通过氢气与氮气的精确配比，方便氨的合成。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种氢气氮气混合储存装置，包括氮气进气管道、氢气进气管道、混合储存罐和出料管道，所述混合储存罐设置有第一进气口和第二进气口，所述氮气进气管道与第一进气口相连通，所述氢气进气管道与第二进气口相连通，所述氮气进气管道和氢气进气管道上均设置有调节球阀、电磁流量计和压力传感器，所述混合储存罐的内部设置有压力传感器、温度传感器，所述混合储存罐的底端连通有单向呼吸阀。

4、进一步的，还包括气体干燥装置，所述气体干燥装置设置在所述氢气进气管道上并与氢气进气管道相连通。

5、进一步的，所述气体干燥装置包括密封箱、热电偶和温度调节装置，所述热电偶设置在密封箱中，所述密封箱的内表面张贴有保温层，所述温度调节装置设置在密封箱的一侧，所述热电偶与温度调整装置电连接。

6、进一步的，所述混合储存罐的罐体顶端设置有吊环，所述混合储存罐的罐底设置有支撑架。

7、进一步的，还包括搅拌机构，所述搅拌机构包括搅拌电机、搅拌轴、搅拌桨和固定架，所述搅拌电机设置在混合储存罐顶端，所述搅拌轴设置在混合储存罐的内部，并通过联轴器与所述搅拌电机的输出轴固定连接，所述搅拌桨纵向排列设置在搅拌轴上，所述固定架固定在混合储存罐的内壁上，所述搅拌轴与固定架转动连接。

8、一种氢气氮气混合储存装置在氨合成中的应用，包括以下操作步骤：

9、s01、调整混合储存罐的温度为0～200℃，压力为0～90mpa；

10、s02、将氮气通过氮气进气管道输送进混合储存罐中，将单向呼吸阀的排气压力设置为90mpa；

11、s03、通过氢气进气管道向混合储存罐中充入氢气，使氮气通过单向呼吸阀排出；

12、s04、通过电磁流量计计算氢气的进气量，当充入氢气的充气量达到设定的充气体积时停止充气。

13、本发明的有益效果为：

14、1、本发明的氢气氮气混合存储装置，将原有合成氨过程中氢气与氮气分开存储更改为混合存储，减少了存储罐的数量，降低了合成氨设备的建造维护成本，氮气作为氢气的保护气，有效提高了氢气储存的安全稳定性和经济适用性；

15、2、本发明氢氮混合储存的方式提高了氢气储存的稳定性，又减小了氢气在储存罐内的占比，避免了氢气在常规储气罐储存时发生氢脆的情况，降低了纯氢储罐的材料要求；

16、3、本发明通过先将氮气充满混合储存罐，有效保证混合气体的纯度，膨胀机构的设置，能够配合单向呼吸阀在设定压力下将氮气排出储存罐，从而能够按照比例精确完成氮气与氢气的混合储存；

17、4、本发明通过搅拌机构，能够对混合储存罐中的氢气与氮气进行混合搅拌，避免氢气与氮气长时间在混合储存罐中存放而发生分层，使混合气的输出更加均匀。

技术特征：

1.一种氢气氮气混合储存装置，其特征在于，包括氮气进气管道、氢气进气管道、混合储存罐和出料管道，所述混合储存罐设置有第一进气口和第二进气口，所述氮气进气管道与第一进气口相连通，所述氢气进气管道与第二进气口相连通，所述氮气进气管道和氢气进气管道上均设置有调节球阀、电磁流量计和压力传感器，所述混合储存罐的内部设置有压力传感器、温度传感器，所述混合储存罐的底端连通有单向呼吸阀。

2.根据权利要求1所述的一种氢气氮气混合储存装置，其特征在于，还包括气体干燥装置，所述气体干燥装置设置在所述氢气进气管道上并与氢气进气管道相连通。

3.根据权利要求2所述的一种氢气氮气混合储存装置，其特征在于，所述气体干燥装置包括密封箱、热电偶和温度调节装置，所述热电偶设置在密封箱中，所述密封箱的内表面张贴有保温层，所述温度调节装置设置在密封箱的一侧，所述热电偶与温度调整装置电连接。

4.根据权利要求1所述的一种氢气氮气混合储存装置，其特征在于，所述混合储存罐的罐体顶端设置有吊环，所述混合储存罐的罐底设置有支撑架。

5.根据权利要求1所述的一种氢气氮气混合储存装置，其特征在于，还包括搅拌机构，所述搅拌机构包括搅拌电机、搅拌轴、搅拌桨和固定架，所述搅拌电机设置在混合储存罐顶端，所述搅拌轴设置在混合储存罐的内部，并通过联轴器与所述搅拌电机的输出轴固定连接，所述搅拌桨纵向排列设置在搅拌轴上，所述固定架固定在混合储存罐的内壁上，所述搅拌轴与固定架转动连接。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种氢气氮气混合储存装置在氨合成中的应用，其特征在于，包含以下操作步骤：

技术总结本发明公开了一种氢气氮气混合储存装置及在氨合成中的应用，涉及气体储存领域，包括氮气进气管道、氢气进气管道、混合储存罐和出料管道，所述混合储存罐设置有第一进气口和第二进气口，所述氮气进气管道与第一进气口相连通，所述氢气进气管道与第二进气口相连通，所述氮气进气管道和氢气进气管道上均设置有调节球阀、电磁流量计和压力传感器，所述混合储存罐的内部设置有压力传感器、温度传感器，所述混合储存罐的底端连通有单向呼吸阀。本发明能够更加安全稳定、经济高效的储存氢气，氢氮比例精确混合，避免杂质气体混入，适用可再生能源制氢合成氨领域。技术研发人员：李福建,李京光,刘大为,刘旭,李放受保护的技术使用者：中能建氢能源有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4