本發明涉及一種用于在反應器中進行吸熱反應的方法，該方法特別地包括以下步驟：加熱包含nh3的可燃流，可選地重整nh3以獲得包含n2和h2的氣體流，使該經加熱的可燃氣體流或該包含n2和h2的氣體流在燃燒室中用氧氣燃燒，以加熱該反應器穿過該燃燒室的部分，以及使原料氣體流在該經加熱的反應器中反應以獲得產物氣體流，其中加熱包括將來自化學轉化過程的反應熱量傳遞至該可燃流。

背景技術：

1、nh3可以被視為未來的能量載體，因為它能夠在化學上儲存大量的h2。為了將氫氣重新包括到化學過程或另一應用中，可以將nh3重整為氮氣和氫氣(參見方程式1)。此外，nh3也可以用作明火加熱器中的可持續的無碳燃料。一般來講，nh3可以直接使用或進行重整，其中重整可以部分或完全進行。nh3重整度從根本上說取決于所結合的燃料應用的需要，其中較高的氫氣含量典型地用于提高火焰溫度。除此之外，nh3還可以原樣或在重整之后用作共燃料。例如，常規的基于天然氣的明火加熱器可以與原樣的或在重整之后的nh3共燃。這使得明火加熱器能夠至少部分脫碳，其取決于用含nh3燃料替代天然氣的量。由于nh3重整步驟是吸熱反應(+45.6kj/mol)，因此必須投入額外的能量。并且，將通常為液態的nh3蒸發為氣態nh3也是耗能步驟(+23kj/mol)。

2、(1)

3、wo?2019/038251?a1涉及一種自熱氨裂化方法，特別是涉及一種用于從氨生產含有氮氣和氫氣的產物氣體的方法，該方法包括以下步驟：將氨用含有氧氣的氣體非催化地部分氧化為含有氮氣、水、一定量的氮氧化物和殘余量的氨的工藝氣體；通過與含鎳催化劑接觸，將工藝氣體中該殘余量的氨的至少一部分裂化為氫氣和氮氣，并且同時，通過使工藝氣體與含鎳催化劑接觸而與在工藝氣體裂化期間形成的氫氣的一部分反應，將一定量的氮氧化物還原為氮氣和水；以及取出含有氫氣和氮氣的產物氣體。

4、banares-alcantara等人在applied?energy[應用能源]2021,282,116009中披露了氨作為能量載體的預測，特別是氨在發電用聯合循環燃氣輪機中的作用。

5、us?8464515?b2披露了一種nh3燃燒內燃機，其中將在重整器處重整的重整氣體進料到燃燒室中。

6、us?8691182?b2和us?8961923?b2涉及裂化氨的方法，這些方法特別地包括將包含氨的氣體流和包含氧氣的氣體流在熱交換器中加熱，使所述氣體流在混合燃燒器中反應以獲得含氫氣的氣體混合物，將所獲得的含氫氣的氣體混合物在熱交換器中冷卻。

7、因此，需要提供一種用于進行吸熱反應的改進方法，其中該方法以相對資源有效、特別是更可持續的方式進行。

技術實現思路

技術特征：

1.一種用于在反應器中進行吸熱反應的方法，該方法包括

2.如權利要求1所述的方法，其中，根據(i)的該可燃流包含0至1體積-％的o2。

3.如權利要求1或2所述的方法，其中，根據(i)的該可燃流包含98至100體積-％的nh3。

4.如權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，根據(i)的該可燃流包含0至2.0體積-％的h2o。

5.如權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，根據(ii)的加熱包括使用熱交換器傳遞熱量。

6.如權利要求1至5中任一項所述的方法，其中，根據(ii)傳遞的該熱量通過根據(v)的離開該燃燒室的該排出氣體流和/或由根據(viii)的該產物氣體流來提供。

7.如權利要求1至6中任一項所述的方法，其中，根據(ii)傳遞的該熱量是從放熱反應獲得的，或者其中根據(ii)傳遞的該熱量是用于進行自熱反應或吸熱反應的熱量的多余的熱量。

8.如權利要求1至7中任一項所述的方法，其中，根據(iii)的該反應器是絕熱反應器、等溫反應器或其組合。

9.如權利要求1至8中任一項所述的方法，其中，根據(v)使該可燃氣體流燃燒包括

10.如權利要求1至9中任一項所述的方法，其中，該吸熱反應是nh3重整反應，其中該nh3重整反應在催化材料的存在下進行。

11.如權利要求10所述的方法，其中，該催化材料包含金屬m1，其中m1是ni、co、或ni和co。

12.如權利要求10或11所述的方法，其中，該催化材料包含ru和一種或多種載體材料，其中ru負載在該一種或多種載體材料上，其中該一種或多種載體材料示出20m2/g或更大的bet表面積，并且其中該催化材料含有作為相應的元素計算并且基于100wt.-％的該催化材料為1wt.-％或更少的ni和co。

13.如權利要求12所述的方法，其中，該催化材料進一步包含一種或多種堿金屬氫氧化物和/或堿土金屬氫氧化物，其中該一種或多種堿金屬氫氧化物和/或堿土金屬氫氧化物負載在負載ru的該一種或多種載體材料上。

14.如權利要求1至13中任一項所述的方法，其中，該吸熱反應在200℃至1100℃的范圍內的溫度下進行。

15.如權利要求1至14中任一項所述的方法，其中，該吸熱反應在催化材料或惰性材料的存在下進行。

技術總結
本發明涉及一種用于在反應器中進行吸熱反應的方法，該方法特別地包括將包含NH3的可燃流加熱至在25℃至850℃的范圍內的溫度，其中加熱包括將來自化學轉化過程的反應熱量傳遞至該可燃流；將該經加熱的可燃氣體流進料到燃燒室中，其中反應器的一部分穿過該燃燒室；使該可燃氣體流在該燃燒室中用氧氣燃燒，以將該反應器穿過該燃燒室的部分加熱至在500℃至2100℃的范圍內的溫度；將包含一種或多種反應物的原料氣體流進料到該經加熱的反應器中以進行該吸熱反應；以及使該原料氣體流在該經加熱的反應器中反應。

技術研發人員：E·C·弗賴,A·豪納特,M·威卡瑞,L·卡爾瓦茨基,X·薩瓦,N·博特克
受保護的技術使用者：巴斯夫歐洲公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24