СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА ДЛЯ СИНТЕЗА АММИАКА Советский патент 1973 года по МПК C25B1/04 

1

Известен способ получения водороДа для Синтеза аммиака электролизом водяного пара при Температуре 1000°С с деполяризацией анода окислением газа-восстановителя с получением конвертированного газа.

К недостаткам известного способа можно отнести необходимость создания сложного цеха газификации твердого топлива; значительные расходы, связанные с транспортом твердого топлива, а также применение парового цикла для производства электроэнергии, что связано со значительными потерями тепла на стадии конденсации отработанного пара.

С целью упрощения способа и повышения его эффективности предлагается способ, по которому в качестве газа-восстановителя используют природный газ, а полученный после деполяризации анода конвертированный газ охлаждают, расширяют в газовой турбине первой и второй ступени с промежуточным подогревом его.

На чертеже дана принципиальная схема реализации предлагаемого способа.

Водяной пар при температуре 1000°С и давлении 30 атм подают в батарею / электролизеров, где происходит его разложение: водород выделяется на катоде, а кислород - на аноде.

Полученный водород охлаждают в теплообменнике 2, смешивают со стехиометрическим

количеством азота в аппарате 3 и полученную смесь подвергают синтезу аммиака в колонне- синтеза. Природный газ сжимают компрессором 5,

нагревают в теплообменнике 6 до температуры 600°С и подают в анодное пространство электролизера /, где происходит его частичное окисление кислородом с получением конвертированного газа. Последний охлаждают

в теплообменнике 7 до температуры 850°С, расширяют в первой ступени газовой турбины 8, подогревают в теплообменнике 7 до 800°С, затем охлаждают в теплообменнике 6 и подают в топку под давлением 10 атм, где

дожигают воздухом, подаваемым компрессором 9.

Газы из топкп под давлением 10 атм направляют в газовую турбину //, (давление от 30 до 1 атм). Турбина расположена на одном валу с генератором тока. Сработавшие

на турбине газы направляют в теплообменник

12, где они отдают оставшееся тепло воде и

затем сбрасываются в атмосферу.

Вода из водяного насоса 13 под давлением

35 атм поступает в теплообменник 12, охлаждает колонну 4 синтеза и, охладив выходяш;ий из электролизера водород, направляется с температурой около 1000°С в электролизер 1. Па основе термодинамических расчетов

установлено, что для получения 132000

водорода, которое соответствует суточной мощности по аммиаку 1500 rjcyTKU, при давлении 30 атм и температуре 1000°С для деполяризации анода потребуется 60000 природного газа при напряжении на зажимах 0,010 в.

Предмет и з о б р е т е н и я

Способ получения водорода для синтеза аммиака электролизом водяного пара с деиоляризацп-еи анода окислением газа-восстановителя с получеиием конвертированного газа, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и повышепия его эффективности, в качестве газа-восстановителя используют природный газ, а конвертированный газ охлаждают, расширяют в газовой турбине первой и второй ступени с промежуточным его подогревом.