本发明涉及新能源转换的，尤其涉及一种蛇形管式氨气裂解装置。
背景技术：
1、全球正面临能源短缺和环境污染问题，能源清洁化已经成为能源发展应用和节能减排的必然趋势，国内外已经研究燃烧效率更高更清洁的替代燃料，如氨、氢、液化天然气、生物质燃料等。其中，氢作为可再生清洁燃料方面有很大潜质，但由于其能量密度低、点火能量低等特性给运输和储运的安全性带来巨大挑战。作为氢的衍生品，氨是一种很有前途的可再生能源，完全燃烧产物只有气和水，且生产运输工艺已经相当成熟。
2、氨在常压常温下是一种气味刺激、没有颜色、腐蚀性较高的气体，氨的燃烧特性差，点火温度高难以点燃，且氨的层流燃烧速度和热值均较低，点火所需能量较高，爆炸极限窄(16％～25％)。目前，国内外为改善氨燃料的燃烧性能，提出了两类解决方案：一是将氨和某种能加快氨燃烧反应的燃料进行混合，如氨-氢、氨-柴油、氨-汽油、氨-液化天然气、氨-甲烷等，这种方式相对比较简单也得到更为广泛的研究与利用；二是将氨部分裂解为氢气和氮气，裂解产生的混合气中含有高浓度的氢气可以加速燃烧进程，从而改善氨的燃烧性能；第二种主要是通过催化剂在高温环境中对氨进行催化裂解，根据催化剂的不同，需在400～800℃高温下才能裂解出氢，且需防止氨气以及裂解后混合气逃逸的可能，如何实现氨高效、安全裂解成为急需解决的问题。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种蛇形管式氨气裂解装置，以实现氨气的高效和安全裂解。
3、(二)技术方案
4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
5、第一方面，本发明提供一种蛇形管式氨气裂解装置，包括保温腔体、入口集配器、出口集配器、多个蛇形管、氨裂解催化剂和热源。入口集配器延伸至保温腔体内，入口集配器的入口端连接氨气供给装置；出口集配器延伸至保温腔体内，出口集配器的出口端连接混合气收集装置。多个蛇形管并列排布且进口端和出口端分别对应连接入口集配器和出口集配器。氨裂解催化剂设于蛇形管内；热源支撑于保温腔体内以使保温腔体保持氨气裂解所需的温度。
6、(三)有益效果
7、本发明的有益效果是：本发明的蛇形管式氨气裂解装置，保温腔体提供了一个封闭且温度可控的环境，确保氨气裂解反应在最佳温度条件下进行，保证了氨气裂解过程的安全性。
8、入口集配器作为氨气进入裂解装置的门户，其能够将来自氨气供给装置的氨气均匀分配至各个蛇形管，确保裂解反应在每条蛇形管中都能均匀进行，避免了因氨气流量不平衡导致的泄漏的问题，进一步提高了氨气裂解过程的安全性。其入口端与氨气供给装置相连，通过管道或阀门等控制元件实现氨气的稳定供应。
9、出口集配器与入口集配器相对，其用于收集并汇总从各个蛇形管裂解后产生的混合气体，然后将其输送至混合气收集装置进行后续处理或储存。其出口端与混合气收集装置相连，确保裂解产物的顺利转移。
10、多个蛇形管并列排布于保温腔体内，形成裂解反应的主要通道。蛇形管内部装有氨裂解催化剂，通过增加气体在管内的停留时间和接触面积来提高裂解效率。蛇形管进口端与入口集配器相连，接收分配来的氨气，出口端与出口集配器相连，将裂解后的混合气体输出。
11、热源支撑于保温腔体内，为裂解反应提供所需的热量。通过加热蛇形管内的氨气及催化剂，使其达到裂解所需的温度范围
12、通过各部件的协同作用，实现了氨气的高效的、安全的裂解和混合气体的有效收集，为后续的工业应用提供了可靠的原料来源。并列的蛇形管不但确保了足够的氨气流量，还确保了足够长的氨气流通长度，并且催化剂是直接设置在蛇形管内的，因此足量的氨气能够非常直接且充分地接触催化剂，进而保证了该氨气裂解装置对氨气的裂解效率。
1.一种蛇形管式氨气裂解装置，其特征在于：包括：
2.如权利要求1所述的蛇形管式氨气裂解装置，其特征在于：所述热源为氨等离子点火燃烧器(6)，所述氨等离子点火燃烧器(6)也连接所述氨气供给装置；
3.如权利要求2所述的蛇形管式氨气裂解装置，其特征在于：所述等离子点火燃烧器包括：
4.如权利要求3所述的蛇形管式氨气裂解装置，其特征在于：多个所述蛇形管(4)沿前后方向平行排布，所述蛇形管(4)包括多个相互连接的u型段，每个所述u型段均能够围成u型空间，所述氨等离子点火燃烧器(6)位于开口朝向烟气上升方向的一个所述u型空间内；
5.如权利要求4所述的蛇形管式氨气裂解装置，其特征在于：所述炉体(100)呈扁平的长方体结构，所述炉体(100)包括外壳(101)和立板(102)，所述立板(102)将所述外壳(101)分隔为所述燃烧腔和装配腔，所述氨等离子点火燃烧器(6)、所述主火炉膛(120)均支撑在所述立板(102)上；
6.如权利要求5所述的蛇形管式氨气裂解装置，其特征在于：所述蛇形管式氨气裂解装置还包括连接装置(11)；所述连接装置(11)包括拉伸支架(1101)和连接于所述拉伸支架(1101)端部的防冲弧板(1102)，所述拉伸支架(1101)连接在所述保温腔体(1)的内壁上，所述防冲弧板(1102)与所述u型段的外轮廓形状匹配；至少靠近所述氨等离子点火燃烧器(6)的所述u型段连接所述防冲弧板(1102)，且所述防冲弧板(1102)连接并列排布的一组所述u型段的外轮廓；
7.如权利要求6所述的蛇形管式氨气裂解装置，其特征在于：所述烟气出口相对于所述入口集配器(2)更靠近所述出口集配器(3)，所述排烟口相对于所述出口集配器(3)更靠近所述入口集配器(2)，以在所述蛇形通道内形成温度向所述入口集配器(2)方向递减的梯度加热区域；
8.如权利要求7所述的蛇形管式氨气裂解装置，其特征在于：所述蛇形管式氨气裂解装置还包括折流板(9)，所述折流板(9)能够支撑于所述分层隔板(8)上，且能够与所述分层隔板(8)交叉，并位于所述u型空间内，所述折流板(9)处形成能够使烟气螺旋流动的旋气区(13)；
9.如权利要求2所述的蛇形管式氨气裂解装置，其特征在于：还包括集水装置(10)，所述排烟管(7)包括弯折段(71)，所述集水装置(10)连接于所述弯折段(71)的低点，以收集所述弯折段(71)内的冷凝水。
10.如权利要求1所述的蛇形管式氨气裂解装置，其特征在于：所述保温腔体(1)包括密封壳体(1001)和设于所述密封壳体(1001)外的保温壳体；
