《制氢技术》教案18氨分解制氢流程及装置_第1页
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文档简介

一、教案头编号：18授课班级22氢能技术1班授课日期2024年5月27日本次课标题：氨分解制氢流程及装置教学目标知识目标了解氨分解制氢主要流程；掌握两塔式变压吸附纯化氨分解制氢装置流程图；理解氨分解制氢主要装置。能力目标能正确画出两塔式变压吸附纯化氨分解制氢装置流程图。教学重点两塔式变压吸附纯化氨分解制氢装置流程教学难点两塔式变压吸附纯化氨分解制氢装置流程参考资料《氢能与制氢技术》第二版吴素芳浙江大学出版社2021-7

二、教学设计(第18次课)步骤教学内容教学方法教学手段时间分配告知(教学内容、目的）告知目标：了解氨分解制氢主要流程；掌握两塔式变压吸附纯化氨分解制氢装置流程图；理解氨分解制氢主要装置。讲授课件、板书5分钟引入（任务项目）氨分解制氢工艺包括氨分解部分以及变压吸附提纯氢气部分。设问启发讨论课件10分钟操练（掌握初步或基本能力）两塔式变压吸附纯化氨分解制氢装置流程图如图7.2所示。液氨经预热器蒸发成气氨,然后在一定温度下,通过填充有催化剂的氨分解炉,氨气即被分解成含氢75%、含氮25%的氢氮混合气。分解温度约在650～800℃,分解率可达99%以上,分解后的高温混合气经冷却至常温,进入变压吸附系统。分解后高温混合气先由塔1底部进入塔内,在塔顶得到较高纯度的氮气与氢气,同时塔2在大气压下降压解吸。部分产品气进入缓冲罐,直到等压为止。继之两塔交换操作,塔2吸附,塔1解吸,交替工作和再生,以保证连续生产。根据需要,通过变压吸附可分离得到高纯氢气与高纯氮气。讲授教师示范课件、板书、操作演示25分钟深化（加深对基本能力的体会）在氨分解制氢工艺中最重要的设备是氨分解炉。国内外现有的氨分解装置产气压力均低于0.1MPa,当采用氨分解气作为气体加氢除氧的氢源时,由于其产气压力与待净化的气体压力不相适应,将因为氨分解气量的波动而导致待净化气体加氢除氧效果的不稳定,因此,目前一般氨分解装置为承压式分解反应器,如图7.3所示。承压式氨分解反应器由反应罐、电热元件、保温层和外罐组成。反应罐是一个内、外壁有通道相通的直立罐,反应罐的外壁绕有电热元件,反应罐内装有镍型催化剂。当气氨进入分解器时,先经反应罐外壁的电热元件加热,再由反应罐底部进入装有催化剂的反应罐内。由于气体的流通阻力很小,反应罐内,外壁的气压几乎相等,从而使罐壁处于内,外气压相平衡的情况下工作,罐壁两边压力相互抵消,使反应罐处于不承压的状态下工作。重点讲解教师示范课件、板书20分钟训练巩固拓展检验氨分解反应器根据加热带的位置,可以分为外热式和内热式。图7.4所示是一种外热式的分解炉,即加热带在反应部分的外面。另外一种为内热式的分解炉,如图7.5所示。内热式氨分解炉内气体反应如下:氨气经过氨管从环形喷管上的小孔喷出,进入反应管往下流动时被加热开始分解。当氨气由反应管下部孔板进入反应管内与催化剂碰上时,分解就得以迅速而充分进行。气体从反应管上端弯管经汇流管流出。这时流出的气体就是分解得到的H与N2的混合气体。对于两种加热方式的反应器进行试验对比发现

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