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作者：杜逸云;刘路尧;陈越;于吉庆;张馨艺;张栋顺;刘先海;李标;王桂楠;张汉飞;
单位：国核电力规划设计研究院有限公司;华北电力大学能源动力与机械工程学院;吉林电力股份有限公司;大安吉电绿氢能源有限公司;
摘要：“双碳”背景下，利用可再生电力电解水制氢合成氨，不仅可以消纳可再生能源，解决氢能储运难题，也促进传统合成氨工艺的绿色转型。为了探究不同制氢方案对合成氨系统技术经济性的影响，对比分析了质子交换膜电解槽制氢、质子交换膜电解槽和碱液电解槽制氢比例为1:1以及碱液电解槽制氢3种制氢方案的系统热力性能和经济性能的表现，并利用夹点分析和数学规划相结合的方法，分析了质子交换膜电解槽和碱液电解槽协同制氢合成氨系统的冷热物流集成情况。结果表明：上述3种制氢方案的系统?效率依次为60.3%、56.1%和52.5%，而氨的碳排放也因系统净耗电量的增加而增加；受益于碱液电解槽成熟的制氢工艺，碱液电解槽制氢方案的投资回收期最短，为6.4年，质子交换膜电解槽制氢方案投资回收期最长，达到了12.8年；质子交换膜电解槽和碱液电解槽协同制氢的合成氨系统热集成分析表明，系统中低于100℃的低温余热可经过冷公用工程排向环境；此外，提升电解槽运行温度，有利于改善系统的热力性能，而降低电价、提升系统年运行时长有助于改善系统的经济性。
关键词：质子交换膜电解槽;;碱液电解槽;;绿氨;;夹点分析
基金资助：国家自然科学基金重大项目（52090064）~~
