一种光伏制氢合成氨综合能源利用系统

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其是涉及一种光伏制氢合成氨综合能源利用系统。

背景技术

随着可再生能源的快速发展，可再生能源电力的消纳问题导致大量的弃水、弃光等能源浪费，利用可再生能源电解水制绿氢可以实现新能源的本地化有效消纳，但是目前氢气的储运存在能量密度低、安全风险高的问题。而氨作为一种优良的能源载体，能量密度高，液化能耗低，储运也更加安全，目前的合成氨工艺主要以化石能源为原料，导致大量的碳排放，以可再生能源制取的绿氢为原料合成氨，能显著降低碳排放，提升可再生能源消纳能力，同时也能提高能源载体运输的安全性，其规模化潜力巨大。另一方面，以绿氢为原料替代碳基化石能源合成氨，可以极大地减少化工行业的碳排放。

由于光伏发电具有波动性，一天24h的有效发电时间在8～10小时，而合成氨的负载调控速率慢，不能匹配光伏发电制氢的波动工况，同时合成氨要求的原料气压力远高于电解槽出口氢气压力，因此光伏发电制氢与合成氨不能直接耦合，需要在中间配置氢气压缩缓冲装置。

对于氢储能系统，设施一般是固定式的，其对质量储氢密度要求不高，但是往往受制于建造场所的空间，特别是对于海上平台等特殊的应用场景，因此氢储能系统的体积储氢密度是一个关键指标。

使用氢气压缩机将氢气压缩后储存至高压气态储氢装置中是目前主流的氢气压缩与储存手段，其工艺成熟，成本较低，质量储氢密度较高，但由于是以气态形式储存氢气，其体积储氢密度较低，同时储存压力较高，安全风险大，消耗的压缩功也较大。

为了解决上述问题，本发明提供了一种光伏制氢合成氨综合能源利用系统，使用金属氢化物储氢技术能同时实现氢气的储存与压缩，显著减小了储氢装置的占用空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏制氢合成氨综合能源利用系统，该系统能够利用光伏发电电解水制绿氢并与氮气合成氨，且储氢密度大，占地小，且能够对合成氨过程中产生的废热进行高效回收利用，降低能耗，提高系统效率。

本发明提供一种光伏制氢合成氨综合能源利用系统，包括：光伏制氢合成氨单元和热管理单元；

所述光伏制氢合成氨单元包括依次连接的太阳能板、变压器、电解水制氢装置、氢气纯化干燥装置、氢气冷却装置、缓冲罐、金属氢化物氢储存与压缩装置和合成氨装置，所述金属氢化物氢储存与压缩装置内设储氢合金粉末，所述储氢合金粉末能够吸氢和放氢；

所述热管理单元包括废热利用模块和冷却模块，其中，所述废热利用模块包括储热池和气液换热器，通过所述气液换热器能够回收所述合成氨装置的合成反应热和高温气体产物废热，并将热量储存在所述储热池中，供给所述金属氢化物氢储存与压缩装置升温增压过程和放氢过程使用；所述冷却模块包括冷水机，通过所述冷水机带走冷却液中的热量，冷却液流经所述氢气冷却装置和所述金属氢化物氢储存与压缩装置，将所述氢气纯化干燥装置出口氢气冷却后进入所述缓冲罐中储存，并在所述金属氢化物氢储存与压缩装置吸氢时带走反应产生的热量，保证吸氢反应速率。

优选地，所述电解水制氢装置为电解槽，所述电解槽为碱性电解槽和PEM电解槽中的一种或两种。

优选地，所述光伏制氢合成氨单元还包括储能电池，所述储能电池与所述变压器和所述电解槽均电性连接，所述储能电池用于在所述太阳能板发电量过剩时，对其剩余电量进行储存，并在所述太阳能板发电功率不足时，与所述太阳能板共同为所述电解槽供电。

优选地，所述合成氨装置包括氨合成塔和依次连接的热气气换热器、水冷器、冷气气换热器、氨冷器和氨分离器，所述合成氨装置的产物出口与所述气液换热器的气相入口相连通，所述气液换热器的气相出口与所述热气气换热器相连通，高温高压氢气和氮气进入所述氨合成塔后，在催化剂作用下发生合成反应生成高温氨气，高温产物进入所述气液换热器加热导热油，由所述气液换热器流出的产物进入所述热气气换热器预热原料氮气，产物经过所述热气气换热器后依次通过所述水冷器、所述冷气气换热器、所述氨冷器和所述氨分离器后转变为液氨。

优选地，所述金属氢化物氢储存与压缩装置和所述氨合成塔间依次接有第一温度传感器、压力传感器、第一电磁阀和比例阀。

优选地，所述金属氢化物氢储存与压缩装置包括至少两组子装置，能够交替进行吸氢和放氢，所述金属氢化物氢储存与压缩装置内设导热油管、冷却液管和氢气管路，各所述子装置的所述导热油管的入口、所述冷却液管的入口和所述氢气管路的出入口均设有电磁阀，各所述子装置的所述氢气管路上均设有温度传感器和压力传感器。

优选地，所述储氢合金粉末为镧镍系、钛锰系、钛铬系和钛铁系中的至少任意一种。

优选地，所述废热利用模块包括与所述储热池相接的金属氢化物氢储存与压缩装置供热回路，所述金属氢化物氢储存与压缩装置供热回路上由所述金属氢化物氢储存与压缩装置到所述储热池方向依次接有第二温度传感器、第一油泵和三通电磁阀，由所述储热池到所述金属氢化物氢储存与压缩装置方向依次接有第一流量计、第三温度传感器和第二电磁阀，第一膨胀油箱与所述第一油泵连通保持管路中的油压稳定，所述三通电磁阀与所述第一流量计间接有PTC加热器，当系统冷启动时，所述氨合成塔无废热可供利用，所述PTC加热器通过所述三通电磁阀与所述金属氢化物氢储存与压缩装置相接为其升温压缩和放氢供热；当系统正常运行时，所述三通电磁阀连通所述储热池，系统利用所述氨合成塔废热给所述金属氢化物氢储存与压缩装置升温压缩和放氢供热。

优选地，所述废热利用模块还包括与所述储热池相接的氨合成塔废热回收回路和高温产物热回收回路，所述氨合成塔废热回收回路通过在所述氨合成塔内部设置管式换热器吸收合成氨反应热加热导热油，所述氨合成塔废热回收回路上由所述氨合成塔到所述储热池方向依次接有第四温度传感器和第二流量计，所述氨合成塔废热回收回路上由所述储热池到所述氨合成塔方向依次接有第三电磁阀、第二油泵和第五温度传感器，第二膨胀油箱与所述第二油泵接通保持管路中的油压稳定；所述高温产物热回收回路上由所述气液换热器的液相出口到所述储热池间依次接有第六温度传感器和第三流量计，由所述储热池到所述气液换热器的液相入口间依次接有第四电磁阀、第三油泵和第七温度传感器，第三膨胀油箱与所述第三油泵相接保持管路中的油压稳定。

优选地，所述冷却模块还包括膨胀水箱、水泵、第一冷却回路和第二冷却回路，所述冷水机通过所述膨胀水箱、所述水泵和第一冷却回路与所述金属氢化物氢储存与压缩装置相接，所述第一冷却回路上依次接有第八温度传感器、第六电磁阀、第九温度传感器和第四流量计，所述冷水机通过所述膨胀水箱、所述水泵和所述第二冷却回路与所述氢气冷却装置相连通，所述第二冷却回路上依次接有第十温度传感器、第五电磁阀、第十一温度传感器和所述第四流量计。

相比现有技术，本发明具有以下有益效果：

1.通过依次连接的太阳能板、变压器、电解水制氢装置、氢气纯化干燥装置、氢气冷却装置、缓冲罐、金属氢化物氢储存与压缩装置和合成氨装置组成光伏制氢合成氨单元利用电解氢与氮气合成氨，太阳能板所发电量经变压器变压后进行电解水制氢，所制氢气经干燥、冷却和缓冲后，利用金属氢化物氢储存与压缩装置中储氢合金粉末的吸氢和放氢以及升温增压效应对氢气进行吸收压缩储存，然后，金属氢化物氢储存与压缩装置所放出氢气和氮气一起导入合成氨装置内在催化剂作用下发生合成反应生成氨气并放出热量，其中，金属氢化物氢储存与压缩装置利用储氢合金粉末在较低压力下吸氢，吸氢饱和后得到的金属氢化物升温，此时放氢压力增大，从而得到压缩氢气，从而实现对氢气的储存与压缩，且放氢时能将氢气进行加压，满足合成氨的工艺需求，且金属氢化物氢储存与压缩装置体积储氢密度大，占地小；

2.废热利用模块包括储热池和气液换热器，能够利用导热油对合成氨反应产生的废热进行吸收并储存于储热池，并将其利用于系统中，从而降低能耗，提高系统效率；

3.冷却模块利用冷水机制冷，冷却液流经氢气冷却装置，将氢气纯化干燥装置出口的氢气冷却后进入缓冲罐中储存，冷却液流经金属氢化物氢储存与压缩装置，在其吸氢时带走反应产生的热量，保证吸氢反应速率，在其放氢结束后使装置快速降温，保证下一次吸氢反应顺利进行，提高吸氢和放氢的效率，保证氨合成的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明光伏制氢合成氨综合能源利用系统的连接原理图；

图2为本发明中金属氢化物氢储存与压缩装置的连接原理图；

图3为本发明中金属氢化物氢储存与压缩装置的子装置的多级压缩示意图；

附图标记说明：

100：光伏制氢合成氨单元；101：太阳能板；102：变压器；103：储能电池；104：电解槽；105：氢气纯化干燥装置；106：氢气冷却装置；107：缓冲罐；108：金属氢化物氢储存与压缩装置；109：第一温度传感器；110：压力传感器；111：第一电磁阀；112：比例阀；113：氨合成塔；114：热气气换热器；115：水冷器；116：冷气气换热器；117：氨冷器；118：氨分离器。

200：废热利用模块；201：第二温度传感器；202：第一膨胀油箱；203：第一油泵；204：三通电磁阀；205：PTC加热器；206：储热池；207：第一流量计；208：第三温度传感器；209：第二电磁阀；210：第四温度传感器；211：第二流量计；212：第三电磁阀；213：第二膨胀油箱；214：第二油泵；215：第五温度传感器；216：气液换热器；217：第六温度传感器；218：第三流量计；219：第四电磁阀；220：第三膨胀油箱；221：第三油泵；222：第七温度传感器。

300：冷却模块；301：冷水机；302：膨胀水箱；303：水泵；304：第六电磁阀；305：第八温度传感器；306：第九温度传感器；307：第五电磁阀；308：第十温度传感器；309：第十一温度传感器；310：第四流量计。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供一种光伏制氢合成氨综合能源利用系统，包括：光伏制氢合成氨单元100和热管理单元；光伏制氢合成氨单元100包括依次连接的太阳能板101、变压器102、电解水制氢装置、氢气纯化干燥装置105、氢气冷却装置106、缓冲罐107、金属氢化物氢储存与压缩装置108和合成氨装置，金属氢化物氢储存与压缩装置108内设储氢合金粉末，储氢合金粉末能够吸氢和放氢，太阳能板101所发电量经变压器102变压后进行电解水制氢，所制氢气经氢气纯化干燥装置105纯化干燥、氢气冷却装置106冷却和缓冲罐107缓冲后，利用金属氢化物氢储存与压缩装置108中储氢合金粉末的吸氢和放氢效应对氢气进行吸收压缩储存，然后，金属氢化物氢储存与压缩装置108所放出氢气和氮气一起导入合成氨装置内在催化剂作用下发生合成反应生成氨气，并放出热量。

热管理单元包括废热利用模块200和冷却模块300，其中，废热利用模块200包括储热池206和气液换热器216，通过气液换热器216能够回收合成氨装置的合成反应热和高温气体产物废热，并将热量储存在储热池206中，供给金属氢化物氢储存与压缩装置108升温增压过程和放氢过程使用；冷却模块300包括冷水机301，通过冷水机301带走冷却液中的热量，冷却液流经氢气冷却装置106和金属氢化物氢储存与压缩装置108，将氢气纯化干燥装置105出口氢气冷却后进入缓冲罐107中储存，并在金属氢化物氢储存与压缩装置108吸氢时带走反应产生的热量，保证吸氢反应速率。

具体地，电解水制氢装置为电解槽104，电解槽104为碱性电解槽和PEM电解槽中的一种或两种。太阳能板101发出的直流电通过变压器102后供给电解槽104制取氢气，由于太阳能板101的发电功率与天气相关，在不同时间段会有波动，因此，光伏制氢合成氨单元100还包括储能电池103，储能电池103与变压器102和电解槽104均电性连接，当太阳能板101的发电量过剩时，储能电池103用于对其剩余电量进行储存，并在太阳能板101的发电功率不足时，储能电池103与太阳能板101共同为电解槽104供电，防止电解槽104的制氢波动过大。

电解槽104制取的氢气纯度能够高达99％，但仍有少量氧气和水混入，氧气和水会导致金属氢化物氢储存与压缩装置108中的储氢合金粉末中毒，因此，氢气从电解槽104的出口通过管道进入氢气纯化干燥装置105，从而去除氢气中的杂质。氢气纯化干燥装置105由脱氧机构和干燥机构组成，二者的气体处理能力均需大于电解槽104的额定制氢速率，同时脱氧机构和干燥机构的数量均在两组以上，一组工作，其余备用，从而保证装置需要再生时不会影响系统稳定运行，氢气纯化干燥装置105出口氢气的含氧量和含水量应低于5ppm。

电解槽104出口氢气的温度较高(在80℃左右)，而金属氢化物氢储存与压缩装置108中的储氢合金粉末的吸氢过程为化学反应，反应过程放热，热量的堆积会导致吸氢反应过程缓慢，需要尽量减小前端热量的带入，且电解槽104出口氢远高于室温和储氢合金粉末的吸氢温度(约为10～25℃)，因此，在氢气经过纯化干燥处理后，设置氢气冷却装置106将氢气温度降至10～25℃，氢气冷却装置106可为液体冷却式或气体冷却式，使用液体冷却式时冷却介质可为水或乙二醇溶液，使用气体冷却式时冷却介质可为空气。

电解槽104的功率波动导致氢气产量不稳定，因此，在金属氢化物氢储存与压缩装置108前，设置缓冲罐107使氢气压力与流量保持稳定。

根据热力学性质，金属氢化物氢储存与压缩装置108中的储氢合金粉末吸氢后形成的金属氢化物，其放氢过程的压力和温度的关系遵循范特霍夫方程，压力与温度变化成正比，金属氢化物氢压缩即依据此规律进行设计。储氢合金粉末在较低压力下吸氢，吸氢饱和后将金属氢化物升温，此时放氢压力增大，从而得到压缩的氢气。金属氢化物氢储存与压缩装置108的增压逻辑为：吸氢→升温→放氢→降温→吸氢，合金在低温(10～25℃)状态下吸氢，吸氢后升温至氢压能满足出口氢压需求后即可，具体的升温压缩温度应根据出口氢压和合金材料成分而定。

根据金属氢化物氢压缩原理，单个装置无法实现氢气的实时吸收与压缩，需要设置两组以上装置交替吸氢。因此，金属氢化物氢储存与压缩装置108设置有至少两组子装置，能够交替进行吸氢和放氢，储氢合金粉末为镧镍系、钛锰系、钛铬系和钛铁系中的至少任意一种，其具体型号为AB5型(镧镍系)、AB2型(钛锰系、钛铬系)、AB型(钛铁系)，能够在室温下吸氢，由于金属氢化物放氢为吸热反应，需要稳定的热量供应才能保证供氢流量的稳定，储氢合金粉末吸氢为放热反应，吸氢时需要及时带走吸氢产生的热量，防止热量堆积影响吸氢速率。金属氢化物氢储存与压缩装置108内设导热油管、冷却液管和氢气管道。如图2所示，装置由若干个子装置组成，装置内设有导热油管、冷却液管和氢气通道，通过导热油管和冷却液管分别能够通入由储热池203流出的导热油和由冷水机301流出的冷却液，对其进行加热或冷却，子装置的导热油管入口、冷却液管入口和氢气管路出入口均设有电磁阀，以实现子装置间吸放氢切换，子装置的氢气管路均设有温度传感器和压力传感器，实时监测装置内的氢气温度与压力，以改变吸氢和放氢速率，保证其流量稳定。

根据出口氢压不同，金属氢化物氢储存与压缩装置108的子装置可进一步设置多级压缩机构，选用不同的储氢合金材料逐级增压，能将氢气压缩至近百兆帕，如图3所示，三级压缩机构分别联通热管理单元，机构的导热油管入口、冷却液管入口和氢气管路出入口均设有电磁阀，以实现子装置间吸放氢切换。一级、二级和三级压缩机构均设有对外输氢管路，通过电磁阀控制能实现压缩级数调控，通过压缩温升控制和压缩级数控制，能实现氢气压力的精准控制。

金属氢化物氢储存与压缩装置108的储氢总量应不小于电解槽104的单日氢气产量，储氢总量根据子装置的组数平均分配或按子装置吸放氢工作时长进行分配。合成氨产量若为x Nm

合成氨装置工艺可采用Haber-Bosch法，Haber-Bosch法以氮气和氢气为原料，利用高温(300～500℃)高压(5～50MPa)为驱动力，在铁基或钌基催化剂的催化作用下生成氨气。合成氨装置包括氨合成塔113和依次连接的热气气换热器114、水冷器115、冷气气换热器116、氨冷器117和氨分离器118，氨合成塔113的氨气出口与气液换热器216的气相入口相连通，气液换热器216的气相出口与热气气换热器114相连通，高温高压氢气和氮气进入氨合成塔113后，在催化剂作用下发生合成反应生成高温氨气并放出热量，现有的Haber-Bosch法工艺中氨合成塔113入口混合气的温度约为150～300℃，压力约为15～40MPa。生成的高温产物由氨合成塔113的出口进入气液换热器216加热导热油，由气液换热器216流出的产物进入热气气换热器114预热原料氮气，而产物经过热气气换热器114后依次通过水冷器115、冷气气换热器116、氨冷器117和氨分离器118后转变为液氨，可储存于密封容器内待使用。

在本实施例中，金属氢化物氢储存与压缩装置108和氨合成塔113间依次接有第一温度传感器109、压力传感器110、第一电磁阀111和比例阀112，通过第一温度传感器109和压力传感器110能够检测金属氢化物氢储存与压缩装置108出口的氢气温度和压力，通过第一电磁阀111能够控制氢气的流出，通过比例阀112能够控制氢气的流量。

热管理单元用于对系统中的热量进行回收与合理分配，其中，废热利用模块200内流通介质为导热油，废热利用模块200包括与储热池206相接的金属氢化物氢储存与压缩装置供热回路，金属氢化物氢储存与压缩装置供热回路上由金属氢化物氢储存与压缩装置108到储热池206方向依次接有第二温度传感器201、第一油泵203和三通电磁阀204，由储热池206到金属氢化物氢储存与压缩装置108方向依次接有第一流量计207、第三温度传感器208和第二电磁阀209，第一膨胀油箱202与第一油泵203连通保持管路中的油压稳定，三通电磁阀204与第一流量计207间接有PTC加热器205，当系统冷启动时，氨合成塔113无废热可供利用，PTC加热器205通过三通电磁阀204与金属氢化物氢储存与压缩装置108相接通，通过PTC加热器205加热导热油，并在第一油泵203作用下为金属氢化物氢储存与压缩装置108升温压缩和放氢供热，通过第二温度传感器201能够检测加热后通入金属氢化物氢储存与压缩装置108的导热油的温度；当系统正常运行时，三通电磁阀204连通储热池206，系统利用氨合成塔113废热给金属氢化物氢储存与压缩装置108升温压缩和放氢供热。

在本实施例中，废热利用模块200还包括与储热池206相接的氨合成塔废热回收回路和高温产物热回收回路，其中，氨合成塔废热回收回路通过在氨合成塔113内部设置管式换热器吸收合成氨反应热加热导热油，氨合成塔废热回收回路上由氨合成塔113到储热池206方向依次接有第四温度传感器210和第二流量计211，氨合成塔废热回收回路上由储热池206到氨合成塔113方向依次接有第三电磁阀212、第二油泵214和第五温度传感器215，第二膨胀油箱213与第二油泵214接通保持管路中的油压稳定，通过打开第三电磁阀212，可使低温导热油在第二油泵214作用下进入氨合成塔113内的管式换热器进行换热，通过第五温度传感器215可检测通入氨合成塔113的低温导热油的温度，换热后的高温导热油通过第二流量计211流向储热池206，通过第四温度传感器210能检测高温导热油温度；高温产物热回收回路上由气液换热器216的液相出口到储热池206间依次接有第六温度传感器217和第三流量计218，由储热池206到气液换热器216的液相入口间依次接有第四电磁阀219、第三油泵221和第七温度传感器222，第三膨胀油箱220与第三油泵221相接保持管路中的油压稳定，通过打开第四电磁阀219，可使低温导热油在第三油泵221作用下进入气液换热器216内与由氨合成塔113流出的高温氨气进行换热，通过第七温度传感器222可检测通入气液换热器216的低温导热油的温度，换热后的高温导热油通过第三流量计218流向储热池206，通过第六温度传感器217能检测高温导热油温度。

具体地，冷却模块300还包括膨胀水箱302、水泵303、第一冷却回路和第二冷却回路，冷水机301通过膨胀水箱302、水泵303和第一冷却回路与金属氢化物氢储存与压缩装置108相接，第一冷却回路上依次接有第八温度传感器305、第六电磁阀304、第九温度传感器306和第四流量计310，冷水机301通过膨胀水箱302、水泵303和第二冷却回路与氢气冷却装置106相连通，第二冷却回路上依次接有第十温度传感器308、第五电磁阀307、第十一温度传感器309和第四流量计310，通过第四流量计310可测量总回路的冷却液流量，通过第八温度传感器305和第九温度传感器306可分别测量流入和流出金属氢化物氢储存与压缩装置108的冷却液的温度，通过第六电磁阀304可控制第一冷却回路的通断，利用冷却液在金属氢化物氢储存与压缩装置108吸氢时带走反应产生的热量，保证吸氢反应速率，在其放氢结束后使装置快速降温，保证下一次吸氢反应顺利进行，提高吸氢和放氢的效率，保证氨气合成的效率；通过第十温度传感器308和第十一温度传感器309可测量流入和流出氢气冷却装置106的冷却液的温度，通过第五电磁阀307可控制第二冷却回路的通断，利用冷却液对干燥和纯化后的氢气冷却进入缓冲罐107中储存，在本实施例中，上述冷却液为水。

废热利用核算如下：以金属氢化物氢储存与压缩装置108填充材料为钛基AB2储氢合金，合成氨装置反应温度、压力为300℃、20MPa为例。钛基AB2储氢合金的吸放氢反应焓变ΔH约为15～30KJ/mol H

金属氢化物氢储存与压缩装置108与升温压缩需要的热量：

合成氨反应放热(30kgH

10000*92.2＝922000kJ

原料气预热需要的热量(30kgH

14.3*30*275+1.04*140*275＝158015kkJ

在现有的工艺中，合成氨反应热仅用于预热原料气，因此合成氨反应能利用的热量高达763985KJ，利用合成氨装置废热可大幅降低金属氢化物氢储存与压缩装置108的耗能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。