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公開番号2025016371
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-31
出願番号2024114484
出願日2024-07-18
発明の名称アンモニア分解システム及びアンモニア分解方法
出願人エスケーイノベーションカンパニーリミテッド,SK INNOVATION CO.,LTD.
代理人個人,個人
主分類C01B 3/04 20060101AFI20250124BHJP(無機化学)
要約【課題】向上した分解効率を提供するアンモニア分解システムを提供すること。
【解決手段】本開示の実施形態に係るアンモニア分解システムは、アンモニアを分解して水素を発生させるクラッカーと、前記クラッカーを加熱する加熱部と、前記水素を反応させてバッテリ内の電力を供給する燃料電池と、前記クラッカー及び前記燃料電池を連結する配管、及び前記燃料電池及び前記加熱部を連結する配管を連結するバイパスラインと、前記クラッカー内部の温度をセンシングするセンシング部と、前記センシング部から前記クラッカー内部の温度情報を受信する制御部とを含む。前記制御部は、前記クラッカー内部の残留アンモニア情報を受信し、前記温度情報及び前記残留アンモニア情報のうちの少なくとも1つに基づいて前記バイパスラインの動作を制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
アンモニアを分解して水素を発生させるクラッカーと、
前記クラッカーを加熱する加熱部と、
前記水素を反応させて電力を生成する燃料電池と、
前記クラッカー及び前記燃料電池を連結する配管、及び前記燃料電池及び前記加熱部を連結する配管を連結するバイパスラインと、
前記クラッカー内部の温度をセンシングするセンシング部と、
前記センシング部から前記クラッカー内部の温度情報を受信する制御部とを含み、
前記制御部は、
前記クラッカー内部の残留アンモニア情報を受信し、
前記温度情報及び前記残留アンモニア情報のうちの少なくとも１つに基づいて前記バイパスラインの動作を制御する、アンモニア分解システム。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記バイパスラインは、
水素供給配管と、
前記水素供給配管の水素流量を調節するためのバイパスバルブとを含み、
前記制御部は、前記クラッカー内部の温度が予め設定された温度未満である場合、前記バイパスバルブをオープンして前記バイパスラインの動作を制御するように設定された、請求項１に記載のアンモニア分解システム。
【請求項３】
前記クラッカーから排出される残留アンモニアを吸収する吸収部をさらに含み、
前記吸収部は、前記クラッカーの排出配管と前記燃料電池の吸収配管との間に位置し、
前記クラッカーの排出配管が前記吸収部の吸収配管で提供され、前記燃料電池の吸収配管が前記吸収部の排出配管で提供され、
前記バイパスラインは、
前記クラッカーの排出配管または前記吸収部の吸収配管と前記燃料電池の排出配管を連結し、または、
前記吸収部の排出配管または前記燃料電池の吸収配管と前記燃料電池の排出配管を連結する、請求項２に記載のアンモニア分解システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記クラッカー内部の残留アンモニアが予め設定された量以上である場合、前記バイパスバルブをオープンし、前記バイパスラインの動作を制御するように設定された、請求項３に記載のアンモニア分解システム。
【請求項５】
前記クラッカーの排出配管から排出される水素、窒素及び残留アンモニアのうち、前記水素及び窒素を透過させる分離膜をさらに含む、請求項４に記載のアンモニア分解システム。
【請求項６】
前記クラッカーの吸収配管から流入するアンモニアの流量を調節する第１バルブと、
前記クラッカーの排出配管から排出される水素、窒素及び残留アンモニアの流量を調節する第２バルブとをさらに含む、請求項４に記載のアンモニア分解システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記クラッカー内部の残留アンモニアが予め設定された量以上である場合、前記第１バルブ及び前記第２バルブのうちの少なくとも１つをクローズし、前記クラッカー内部の圧力及び昇温温度を制御するように設定された、請求項６に記載のアンモニア分解システム。
【請求項８】
前記クラッカー内部の圧力を調節する加圧部をさらに含む、請求項４に記載のアンモニア分解システム。
【請求項９】
前記制御部は、前記クラッカー内部の残留アンモニアが予め設定された量以上である場合、前記加圧部によって前記クラッカー内部の圧力を高めるように設定された、請求項８に記載のアンモニア分解システム。
【請求項１０】
アンモニアを分解して水素を発生させるクラッカーの内部温度をセンシングするセンシング部から前記クラッカー内部の温度情報を受信するステップと、
前記クラッカー内部の残留アンモニア情報を受信するステップと、
前記温度情報及び前記残留アンモニア情報のうちの少なくとも１つに基づいて、前記クラッカー及び燃料電池を連結する配管、及び、前記燃料電池及び加熱部を連結する配管を連結するバイパスラインの動作を制御するステップとを含む、アンモニア分解方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、アンモニア分解システム及びアンモニア分解方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
船舶やダンプトラックのようなモビリティ環境では、負荷変動が頻繁に発生し得る。これにより、化学工場などのプラント環境におけるアンモニア分解反応のフィードバックロジックをそのままモビリティ環境に適用する場合、アンモニア分解率が低下することがある。
【０００３】
特に、船舶やダンプトラックにおける急加速や急減速のような負荷追従運転状態では、プラント規模の環境におけるアンモニア分解反応が容易に制御されないことがある。これによって、システム全体の出力低下やバッテリの性能低下を引き起こす可能性がある。
【０００４】
アンモニアを分解して水素を生産するプロセスは、多くの熱が必要な吸熱反応である。船舶やダンプトラックの環境において負荷追従時、多量のアンモニアが流入されてクラッカー内部の温度が急減すると、相対的に低い温度において吸熱反応が起こり得る。これによって、水素変換率が低くなり、不完全反応によって残留アンモニアの量が増加し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の実施形態によると、向上した分解効率を提供するアンモニア分解システムが提供される。
【０００６】
本開示の実施形態によると、向上した分解効率を提供するアンモニア分解方法が提供される。
【０００７】
本開示の実施形態に係るアンモニア分解システム及びアンモニア分解方法を活用して、クリーンエネルギー生産が可能な環境にやさしいシステムを実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の実施形態に係るアンモニア分解システムは、アンモニアを分解して水素を発生させるクラッカーと、前記クラッカーを加熱する加熱部と、前記水素を反応させてバッテリ内の電力を供給する燃料電池と、前記クラッカー及び前記燃料電池を連結する配管、及び前記燃料電池及び前記加熱部を連結する配管を連結するバイパスラインと、前記クラッカー内部の温度をセンシングするセンシング部と、前記センシング部から前記クラッカー内部の温度情報を受信する制御部とを含む。前記制御部は、前記クラッカー内部の残留アンモニア情報を受信し、前記温度情報及び前記残留アンモニア情報のうちの少なくとも１つに基づいて前記バイパスラインの動作を制御する。
【０００９】
いくつかの実施形態において、前記バイパスラインは、水素供給配管と、前記水素供給配管の水素流量を調節するためのバイパスバルブとを含むことができる。前記制御部は、前記クラッカー内部の温度が予め設定された温度未満である場合、前記バイパスバルブをオープンして前記バイパスラインの動作を制御することができる。
【００１０】
いくつかの実施形態において、アンモニア分解システムは、前記クラッカーから排出される残留アンモニアを吸収する吸収部をさらに含むことができる。前記吸収部は、前記クラッカーの排出配管と前記燃料電池の吸収配管との間に位置することができる。前記クラッカーの排出配管が前記吸収部の吸収配管で提供され、前記燃料電池の吸収配管が前記吸収部の排出配管で提供され得る。前記バイパスラインは、前記クラッカーの排出配管または前記吸収部の吸収配管、及び前記燃料電池の排出配管を連結し、または、前記吸収部の排出配管または前記燃料電池の吸収配管、及び前記燃料電池の排出配管を連結することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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