BE1030221B1 - Process and plant for the production of hydrogen from ammonia - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff durch Spaltung von Ammoniak, bei dem Ammoniak in Gegenwart eines Katalysators in Wasserstoff und Stickstoff gespalten wird, wobei die Spaltung des Ammoniaks ohne vorgeschaltete nicht-katalytische Oxidation in Abwesenheit eines Oxidationsmittels nur durch Zufuhr von Wärme in Gegenwart des Katalysators erfolgt. Gemäß einer von mehreren alternativ möglichen Verfahrensvarianten wird die Spaltung des Ammoniaks in einem Reaktor (18) analog einem Primärreformer durchgeführt, wobei der Katalysator in mindestens einem Rohr angeordnet ist, welches von Ammoniak durchströmt wird. In der Brennkammer des Reaktors (18) wird bevorzugt ein Gemisch aus Ammoniak und Wasserstoff verbrannt, wobei der in der Reaktion gebildete Stickstoff eine inerte Komponente ist, die als zusätzlicher Wärmeträger dient. Eine Mischung aus Wasserstoff und Ammoniak ist vorteilhaft, da sie eine mittlere Flammtemperatur aufweist, bessere Verbrennungseigenschaften als reiner Ammoniak hat und, je nach Mischungsverhältnis, weniger NOx emittiert als die beiden Reinstoffe.The present invention relates to a process for producing hydrogen by splitting ammonia, in which ammonia is split into hydrogen and nitrogen in the presence of a catalyst, with the splitting of the ammonia without preceding non-catalytic oxidation in the absence of an oxidizing agent being carried out only by supplying heat in presence of the catalyst takes place. According to one of several alternatively possible process variants, the splitting of the ammonia is carried out in a reactor (18) analogously to a primary reformer, the catalyst being arranged in at least one tube through which ammonia flows. A mixture of ammonia and hydrogen is preferably burned in the combustion chamber of the reactor (18), the nitrogen formed in the reaction being an inert component which serves as an additional heat carrier. A mixture of hydrogen and ammonia is advantageous because it has a medium flame temperature, has better combustion properties than pure ammonia and, depending on the mixing ratio, emits less NOx than the two pure substances.

Description

Verfahren und Anlage zur Herstellung von Wasserstoff aus AmmoniakProcess and plant for the production of hydrogen from ammonia

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur Herstellung vonThe present invention relates to a method and a system for the production of

Wasserstoff durch Spaltung von Ammoniak, bei dem Ammoniak in Gegenwart einesHydrogen by splitting ammonia, in which ammonia is produced in the presence of a

Katalysators in Wasserstoff und Stickstoff gespalten wird.Catalyst is split into hydrogen and nitrogen.

Die Spaltung von Ammoniak, in der Fachsprache auch als „ammonia decomposition“ oder „ammonia cracking“ bezeichnet, erfolgt nach der nachfolgend wiedergegebenenThe splitting of ammonia, also known in technical language as “ammonia decomposition” or “ammonia cracking”, takes place according to the procedure described below

Reaktionsgleichung: 2 NH3 > N2+3 HzReaction equation: 2 NH3 > N2+3 Hz

Die Reaktion ist endotherm und erfordert daher die Zufuhr von Energie, um ablaufen zu kônnen. Ihr Gleichgewicht verschiebt sich auf die Seite der Produkte bei hôherenThe reaction is endothermic and therefore requires the supply of energy in order to take place. Your balance shifts to the side of products at higher

Temperaturen und bei niedrigen Drücken.temperatures and at low pressures.

In einer COz-freien Energiewirtschaft ergibt sich das Problem der räumlichen Trennung von effizienter Erzeugung regenerativer Energien und ihrer Träger und deren energetischer oder stofflicher Nutzung. Wasserstoff als Energieträger ist durch seine niedrige Siedetemperatur nur sehr aufwändig bei extrem hohen Drücken transportierbar. Intermediäre wie Methan oderIn a CO2-free energy economy, the problem arises of the spatial separation of efficient production of renewable energies and their sources and their energetic or material use. Due to its low boiling temperature, hydrogen as an energy source can only be transported with great effort at extremely high pressures. Intermediaries such as methane or

Ammoniak lassen sich wesentlich einfacher und kostengünstiger transportieren. Daher ist es sinnvoll, regenerativ erzeugten Wasserstoff in einem Intermediat wie Ammoniak zwischen zu speichern.Ammonia is much easier and cheaper to transport. It therefore makes sense to temporarily store hydrogen produced from renewable sources in an intermediate such as ammonia.

Um den Wasserstoff am Zielort aber zurück zu gewinnen, muss er aus dem Intermediat wieder herausgelöst werden. Ammoniak als Zwischenspeicher hat den Vorteil, bei der Rückspaltung kein CO- frei zu setzen. Der Prozess zur Spaltung des Ammoniaks muss dabei nicht nurIn order to recover the hydrogen at the destination, it must be removed from the intermediate again. Ammonia as a buffer has the advantage of not releasing any CO during re-splitting. The process for splitting the ammonia not only has to

Ammoniak katalytisch in Wasserstoff und Stickstoff spalten und beide voneinander trennen können, sondern auch eine effiziente Form der Energieintegration beinhalten, daCatalytically splitting ammonia into hydrogen and nitrogen and separating the two from each other, but also includes an efficient form of energy integration

Wärmeverluste sich durch den niedrigen Brennwert von Ammoniak und Wasserstoff sehr deutlich in der Effizienz des Prozesses niederschlagen.Heat losses are clearly reflected in the efficiency of the process due to the low calorific value of ammonia and hydrogen.

In der US 2020/0123006 A1 wird ein Verfahren zum Spalten von Ammoniak in einem autothermen Ammoniak-Cracking-Reaktor beschrieben, bei dem zunächst eine nicht- katalytische partielle Oxidation des Ammoniaks mit einem sauerstoffhaltigen Gas erfolgt, wobei ein Prozessgas erhalten wird, welches Stickstoff, Wasser, Anteile von Stickstoffoxiden und restliche Anteile von Ammoniak enthält, wobei danach wenigstens ein Teil der restlichenUS 2020/0123006 A1 describes a process for cracking ammonia in an autothermal ammonia cracking reactor, in which a non-catalytic partial oxidation of the ammonia takes place with an oxygen-containing gas, whereby a process gas is obtained which contains nitrogen, Contains water, portions of nitrogen oxides and remaining portions of ammonia, after which at least part of the remaining

Anteile des Ammoniaks mit Wasserstoff und Stickstoff im Prozessgas durch Kontakt mit einemProportions of ammonia with hydrogen and nitrogen in the process gas through contact with a

Nickel-haltigen Katalysator gespalten wird und Anteile der Stickstoffoxide durch Reaktion mitNickel-containing catalyst is split and proportions of nitrogen oxides are broken down by reaction

Wasserstoff, welcher während des Spaltprozesses gebildet wird, zu Stickstoff und Wasser reduziert werden. Bei diesem bekannten Verfahren können der Schritt der partiellen nicht- katalytischen Oxidation und der Schritt der Ammoniak-Spaltung im gleichen Reaktor durchgeführt werden. Als sauerstoffhaltiges Gas für die partielle Oxidation des Ammoniaks im ersten Schritt kann hier Luft verwendet werden.Hydrogen, which is formed during the fission process, is reduced to nitrogen and water. In this known process, the partial non-catalytic oxidation step and the ammonia splitting step can be carried out in the same reactor. Air can be used as the oxygen-containing gas for the partial oxidation of the ammonia in the first step.

Eine adiabate Reaktionsführung mit innerer Energieversorgung, wie in einem Sekundär- oder autothermen Reformer mit externer Brennkammer, erfordert Vorwärmung des Feeds und eine anschließende Verbrennung von Teilen des Feeds zur Erzeugung der für die Reaktion notwendigen Energie. Da die mögliche Vorwärmtemperatur durch Materialeigenschaften begrenzt ist und damit bei niedriger Ausbeute der Wasserstoffaufreinigung gleichzeitig vielAn adiabatic reaction with an internal energy supply, such as in a secondary or autothermal reformer with an external combustion chamber, requires preheating of the feed and subsequent combustion of parts of the feed to generate the energy necessary for the reaction. Since the possible preheating temperature is limited by material properties and therefore a lot at the same time with a low yield of hydrogen purification

Energie aus der Verbrennung des Restgases nicht eingebunden werden kann und eine erhebliche Menge Ammoniak zur Erzeugung der Reaktionswärme verbrannt werden muss, erreicht eine vollständig autotherme Lösung nur niedrige Ausbeuten an Wasserstoff. In einemEnergy from the combustion of the residual gas cannot be incorporated and a significant amount of ammonia has to be burned to generate the heat of reaction, a completely autothermal solution only achieves low yields of hydrogen. in one

Anwendungsbeispiel mit einer Ausbeute der Wasserstoffaufreinigung von beispielsweise 86 % kann die Abwärme der Fluegasverbrennung nicht vollständig genutzt werden, so dass es mit einer Temperatur von 660 °C den Prozess verlässt. Andererseits muss im Prozessstrom so viel Ammoniak verbrannt werden, dass die stoffliche Gesamtausbeute des Prozesses nur noch 72 % beträgt.Application example with a hydrogen purification yield of, for example, 86%, the waste heat from flue gas combustion cannot be fully utilized, so that it leaves the process at a temperature of 660 °C. On the other hand, so much ammonia has to be burned in the process stream that the overall material yield of the process is only 72%.

Weitere Nachteile des aus der US 2020/0123006 A1 bekannten Verfahrens liegen darin, dass durch Wasser im Prozessgas eine schlechte Energierückgewinnung resultiert. Da Ammoniak im Kondensat gelöst ist, wird die Rückgewinnung erschwert. Außerdem bilden sichFurther disadvantages of the method known from US 2020/0123006 A1 are that poor energy recovery results from water in the process gas. Since ammonia is dissolved in the condensate, recovery is made more difficult. In addition, they form

Stickstoffoxide (NOx), die entfernt werden müssen.Nitrogen oxides (NOx) that need to be removed.

Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegendenBased on the above-mentioned state of the art, the task of the present one is

Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff durch Spaltung von Ammoniak mit den eingangs genannten Merkmalen zur Verfügung zu stellen, bei dem eine höhereInvention is to provide a process for producing hydrogen by splitting ammonia with the features mentioned above, in which a higher

Ausbeute und eine bessere Energiebilanz erzielbar sind.Yield and a better energy balance can be achieved.

Die Lösung der vorgenannten Aufgabe liefert ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff aus Ammoniak mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The solution to the aforementioned problem provides a process for producing hydrogen from ammonia with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß erfolgt die Spaltung des Ammoniaks ohne vorgeschaltete nicht-katalytischeAccording to the invention, the ammonia is split without any upstream non-catalytic

Oxidation in Abwesenheit eines Oxidationsmittels nur durch Zufuhr von Wärme in Gegenwart des Katalysators. Im Gegensatz zu dem aus der US 2020/123006 A1 bekannten Verfahren ist somit erfindungsgemäß eine externe Energieversorgung vorgesehen.Oxidation in the absence of an oxidizing agent only by supplying heat in the presence of the catalyst. In contrast to the method known from US 2020/123006 A1, an external energy supply is therefore provided according to the invention.

Vorzugsweise umfasst das Ammoniak-Cracking nach dem erfindungsgemäßen Verfahren einen fünfstufigen Prozess mit den nachfolgenden genannten Schritten: —Ammoniakverdampfung —-Ammoniakcracking —Wärmerückgewinnung —Ammoniakrückgewinnung —Wasserstoffaufreinigung.The ammonia cracking according to the method according to the invention preferably comprises a five-stage process with the following steps: ammonia evaporation, ammonia cracking, heat recovery, ammonia recovery, hydrogen purification.

Die Ammoniakverdampfung wird notwendig, da das Ammoniak in der Regel als flüssigesAmmonia evaporation is necessary because ammonia is usually liquid

Edukt bei atmosphärischem Druck und einer Temperatur unterhalb seiner Siedetemperatur von -33,5 °C vorliegt. Die Ammoniakverdampfung erfordert erhebliche Mengen an Energie.Educt is present at atmospheric pressure and a temperature below its boiling point of -33.5 ° C. Ammonia evaporation requires significant amounts of energy.

Pro MW Energieeintrag können etwa 2,4 /h an Ammoniak vorgewärmt und verdampft werden, bei einem Druck von 30 bar.For each MW of energy input, around 2.4 /h of ammonia can be preheated and evaporated at a pressure of 30 bar.

Das Ammoniakcracking ist die eigentliche Reaktion, die auch thermisch abläuft, aber durch den Einsatz eines Katalysators beschleunigt wird. Die Reaktion kann bei verschiedenenAmmonia cracking is the actual reaction, which also takes place thermally but is accelerated by the use of a catalyst. The reaction can be different

Bedingungen und mit verschiedenen Verschaltungen mit unterschiedlichen Reaktortypen durchgeführt werden, deren geschickte Kombination im Fokus der Entwicklungen lag, welche zu der vorliegenden Erfindung geführt haben. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung werden verschiedene vorteilhafte Varianten für derartige Verschaltungen in Anlagen für dasConditions and with different interconnections with different types of reactors, the clever combination of which was the focus of the developments that led to the present invention. In the context of the present application, various advantageous variants for such interconnections in systems for

Ammoniakcracking aufgezeigt.Ammonia cracking demonstrated.

Die Wärmerückgewinnung ist ein wesentlicher Aspekt, da die Reaktion bei erhöhterHeat recovery is an essential aspect as the reaction occurs at increased

Temperatur stattfindet. In allen in der vorliegenden Anmeldung vorgestellten bevorzugtentemperature takes place. In all preferred ones presented in the present application

Konzepten wird ein Brennersystem eingesetzt, um Abgase der Produktaufreinigung thermisch zu nutzen, so dass heißes Rauchgas als Energiequelle zur Verfügung steht und parallel dazu das heiße Prozessgas. Als interner Energieträger wird weiterhin vorzugsweise Prozessdampf genutzt, so dass die Wärmerückgewinnung in der Lage ist die folgenden Aufgaben zu erfüllen: —Vorwärmung des Feedgas-Stroms —Dampferzeugung —Verbrennungsluftvorwärmung —Kesselspeisewasservorwärmung.Concepts use a burner system to thermally use waste gases from product purification so that hot flue gas is available as an energy source and, in parallel, the hot process gas. Process steam is still preferably used as an internal energy source, so that the heat recovery is able to fulfill the following tasks: — preheating of the feed gas stream — steam generation — combustion air preheating — boiler feed water preheating.

Da der Antrieb einer Turbine mit Prozessdampf unter energetischen Aspekten unvorteilhaft wäre, muss der Prozessdampf nicht ÜüÜberhitzt werden. Für die Anordnung der Anlagenteile für die Wärmerückgewinnung stehen im Rahmen der vorliegenden Erfindung verschiedeneSince driving a turbine with process steam would be disadvantageous from an energy perspective, the process steam does not have to be overheated. Within the scope of the present invention, there are various options for the arrangement of the system parts for heat recovery

Kombinationsmöglichkeiten zur Verfügung.Combination options available.

Die Ammoniakrückgewinnung dient dazu, in der Reaktion nicht umgesetztes Ammoniak aus dem Prozessgas auszuscheiden und zur weiteren Nutzung als Brenn- oder Feedgas zurAmmonia recovery serves to separate ammonia that has not been converted in the reaction from the process gas and for further use as fuel or feed gas

Verfügung zu stellen. Ammoniak kann technisch auf verschiedenen Wegen abgeschieden werden, darunter Membrantrennung, Adsorption und Kondensation, wobei diese Verfahren jedoch hohe Drücke erfordern und daher energieaufwändig sind. Die Absorption vonTo make available. Ammonia can be separated technically in a variety of ways, including membrane separation, adsorption and condensation, but these processes require high pressures and are therefore energy intensive. The absorption of

Ammoniak in Wasser kann bei prozesstechnischen Drücken durchgeführt werden, erfordert aber die Aufwendung von Dampf, um das Gemisch von Ammoniak und Wasser durchAmmonia in water can be carried out at process pressures, but requires the application of steam to carry the mixture of ammonia and water through

Rektifikation trennen zu können. Da zur Erzeugung des Dampfes Ammoniak verbrannt werden muss, führt dies zu einer Reduzierung der Wasserstoffausbeute des Prozesses. Mit geschickter Reaktionsführung kann auch gegebenenfalls auf eine Ammoniakrückgewinnung verzichtet werden. Dies ist möglich, indem die Reaktionsparameter so gewählt werden, dass der Umsatz möglichst hoch ist und damit die Menge des verbleibenden Ammoniaks möglichst klein. Allein durch eine hohe Reaktionstemperatur ist dies nicht möglich, da dieTo be able to separate rectification. Since ammonia has to be burned to produce the steam, this leads to a reduction in the hydrogen yield of the process. If the reaction is carried out skillfully, ammonia recovery can also be dispensed with if necessary. This is possible by choosing the reaction parameters so that the conversion is as high as possible and thus the amount of remaining ammonia is as small as possible. This is not possible through a high reaction temperature alone, as the

Gleichgewichtstemperatur dann bei 900 °C oder höher liegen müsste. Aber geringe Mengen an Ammoniak können auch zum Beispiel in einer Druckwechseladsorption mit abgeschieden werden, wodurch die Rückgewinnung des Ammoniaks und die Aufreinigung von Wasserstoff zu einem Schritt kombiniert werden.The equilibrium temperature would then have to be 900 °C or higher. But small amounts of ammonia can also be separated, for example, in a pressure swing adsorption, which combines the recovery of ammonia and the purification of hydrogen into one step.

Die Art der Wasserstoffaufreinigung ist abhängig von der technischen Nutzung des Produktes, die wiederum die Anforderungen an die Qualität bestimmt. Technischer Wasserstoff kann relativ unrein bleiben und beispielsweise eine Reinheit von etwa 99,7 % haben. Sollte hingegen der Wasserstoff für die Verwendung in Brennstoffzellen vorgesehen sein, wären deutliche höhere Reinheiten im Bereich von beispielsweise etwa 99,96 % notwendig. DerThe type of hydrogen purification depends on the technical use of the product, which in turn determines the quality requirements. Technical hydrogen can remain relatively impure and, for example, have a purity of around 99.7%. However, if the hydrogen were intended for use in fuel cells, significantly higher purities in the range of, for example, around 99.96% would be necessary. The

Wasserstoff kann beispielsweise analog zur Luftzerlegung durch partielle Kondensation aufgereinigt werden. Dies erfordert jedoch den Einsatz eines Verdichters, um die hohen erforderlichen Eintrittsdrücke von beispielsweise etwa 230 bar zu erzeugen. Weiterhin ist dann eine vorgeschaltete adsorptive Trocknung notwendig, um Spuren an Ammoniak und Wasser zu entfernen und weiterhin benötigt man die Trenneinheit selbst. Da dieses Konzept sehr kostenintensiv in Investition und Betrieb ist, sind Alternativen zu bevorzugen. DurchFor example, hydrogen can be purified by partial condensation, analogous to air separation. However, this requires the use of a compressor to generate the high required inlet pressures of, for example, around 230 bar. Furthermore, upstream adsorptive drying is then necessary to remove traces of ammonia and water and the separation unit itself is also required. Since this concept is very costly in terms of investment and operation, alternatives are to be preferred. Through

Membranen sind Wasserstoff und Stickstoff nur schlecht voneinander zu trennen, auch hier muss ein hoher Eintrittsdruck geschaffen werden. Eine adsorptive Trennung in einerHydrogen and nitrogen are difficult to separate from each other in membranes, and a high inlet pressure must also be created here. An adsorptive separation in one

Druckwechseladsorption ist daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, da sie bei moderaten Drücken abläuft und auch die hohen Reinheiten von bis zu über 99,9 % erreicht,Pressure swing adsorption is therefore preferred in the context of the present invention, since it takes place at moderate pressures and also achieves high purities of up to over 99.9%,

bei einer Wasserstoffausbeute von 85 %. Außerdem kann die Druckwechseladsorption (PSA) auch Restmengen an Ammoniak und Wasser im gleichen Arbeitsschritt mit auffangen.with a hydrogen yield of 85%. In addition, pressure swing adsorption (PSA) can also capture residual amounts of ammonia and water in the same work step.

Gemäß einer ersten möglichen bevorzugten Variante der Erfindung wird die Spaltung des 5 Ammoniaks in einem Reaktor analog einem Primärreformer durchgeführt, wobei derAccording to a first possible preferred variant of the invention, the splitting of the ammonia is carried out in a reactor analogous to a primary reformer, the

Katalysator in mindestens einem Rohr angeordnet ist, welches von Ammoniak durchströmt wird.Catalyst is arranged in at least one tube through which ammonia flows.

In einem erfindungsgemäßen Reaktor, welcher analog einem Primärreformer ausgeführt ist, kann der Katalysator beispielsweise in einem oder mehreren Rohren angeordnet werden, die beispielsweise von oben nach unten mit Ammoniak durchströmt werden. In der Brennkammer des Reaktors wird bevorzugt ein Gemisch aus Ammoniak und Wasserstoff verbrannt, wobei der in der Reaktion gebildete Stickstoff eine inerte Komponente ist, die als zusätzlicherIn a reactor according to the invention, which is designed analogously to a primary reformer, the catalyst can be arranged, for example, in one or more tubes through which ammonia flows, for example, from top to bottom. A mixture of ammonia and hydrogen is preferably burned in the combustion chamber of the reactor, with the nitrogen formed in the reaction being an inert component that acts as an additional

Wärmeträger dient. Eine Mischung aus Wasserstoff und Ammoniak ist vorteilhaft, da sie eine mittlere Flammtemperatur und bessere Verbrennungseigenschaften als reiner Ammoniak aufweist und, je nach Mischungsverhältnis, das sie weniger NOx emittiert als die beidenHeat transfer medium is used. A mixture of hydrogen and ammonia is advantageous because it has a medium flame temperature and better combustion properties than pure ammonia and, depending on the mixing ratio, it emits less NOx than the two

Reinstoffe. Die durch den Verbrennungsprozess in der Brennkammer des Reaktors erzeugtePure substances. The generated by the combustion process in the combustion chamber of the reactor

Energie wird zur Aufheizung des Rohrs bzw. der Rohre genutzt, durch die das zu spaltendeEnergy is used to heat the pipe or pipes through which the material to be split

Ammoniakgas hindurchgeleitet wird.Ammonia gas is passed through.

Als Katalysator für die katalytische Spaltung des Ammoniaks kommen im Rahmen der vorliegenden Erfindung verschiedene Materialien in Betracht. Beispielsweise kann Nickel oder ein nickelhaltiger Katalysator eingesetzt werden. Die Temperatur, bei der die Reaktion abläuft, ist insbesondere durch die Wahl des Katalysatorsystems vorgegeben. Mit beispielsweise einem Nickel-Katalysator sind höhere Temperaturen erforderlich, beispielsweise im Bereich von etwa 650 °C bis etwa 900 °C. Diese hohen Temperaturen sorgen aber für einen hohenVarious materials can be used as catalysts for the catalytic splitting of ammonia in the context of the present invention. For example, nickel or a nickel-containing catalyst can be used. The temperature at which the reaction takes place is determined in particular by the choice of catalyst system. With a nickel catalyst, for example, higher temperatures are required, for example in the range from about 650 ° C to about 900 ° C. However, these high temperatures cause a high

Umsatz von beispielsweise bis zu über 98 % Prozent, insbesondere etwa 98,5 % und einen niedrigen Restgehalt an Ammoniak im Produktgas. Die Verwendung eines Nickelkatalysators ist trotz der höheren Betriebstemperatur und der damit verbundenen aufwändigerenSales of, for example, up to over 98%, in particular around 98.5% and a low residual ammonia content in the product gas. The use of a nickel catalyst is more complex despite the higher operating temperature and the associated costs

Energieintegration vorteilhaft. Durch den hohen Umsatz ist eine eigene Abscheidung desEnergy integration advantageous. Due to the high turnover, a separate separation of the

Ammoniaks nicht erforderlich, sondern sie kann beispielsweise in Form einerAmmonia is not required, but it can be in the form of, for example

Druckwechselabsorption mit der Wasserstoffaufreinigung zu einem Prozessschritt zusammengefasst werden.Pressure swing absorption can be combined with hydrogen purification into one process step.

Alternativ ist beispielweise Ruthenium oder ein rutheniumhaltiger Katalysator als aktiveAlternatively, for example, ruthenium or a ruthenium-containing catalyst is active

Komponente bei Temperaturen von beispielsweise etwa 450 °C bis etwa 500 °C einsetzbar, wobei hier etwas geringere Umsätze von beispielsweise etwa 95 % erzielbar sind. MitComponent can be used at temperatures of, for example, about 450 ° C to about 500 ° C, although somewhat lower conversions of, for example, about 95% can be achieved here. With

Ruthenium als aktiver Komponente kann die Reaktion daher bereits bei niedrigerenRuthenium as the active component can therefore start the reaction at lower temperatures

Temperaturen stattfinden.temperatures take place.

Alternativ können gegebenenfalls auch andere Katalysatoren bei noch niedrigerenAlternatively, other catalysts can also be used at even lower levels

Temperaturen eingesetzt werden. Grundsätzlich gilt, je niedriger die Reaktionstemperatur, desto niedriger ist der Umsatz und desto mehr Ammoniak muss aus dem Produktgas abgeschieden und zurückgeführt werden. Die selektive Abscheidung von Ammoniak kann insbesondere adsorptiv oder absorptiv erfolgen, wobei in Anbetracht der erheblichen Mengen eine Abscheidung mit Wasser als Absorbens vorteilhaft ist. Die Rückgewinnung destemperatures are used. Basically, the lower the reaction temperature, the lower the conversion and the more ammonia has to be separated from the product gas and recycled. The selective deposition of ammonia can in particular be carried out adsorptively or absorptively, with deposition using water as the absorbent being advantageous in view of the considerable quantities. The recovery of the

Ammoniaks aus dem Waschwasser erfordert erhebliche Mengen an Dampf, um die hohenAmmonia from the wash water requires significant amounts of steam to reach the high levels

Aufdampfraten für einen hohen Trenngrad zu erreichen. Die Erzeugung von Dampf wiederum erfordert die Verbrennung zusätzlichen Ammoniaks und ist daher nachteilig im Hinblick auf dieTo achieve vapor deposition rates for a high degree of separation. The production of steam, in turn, requires the combustion of additional ammonia and is therefore disadvantageous in terms of

Wasserstoffausbeute des Prozesses...Hydrogen yield of the process...

Die Temperatur der Reaktion bestimmt den Gleichgewichtsumsatz. Beispielsweise bei 900 °C und 20 bar Druck läuft die Reaktion beinahe quantitativ ab. Bei 650 °C beträgt der Umsatz anThe temperature of the reaction determines the equilibrium conversion. For example, at 900 °C and 20 bar pressure, the reaction takes place almost quantitatively. At 650 °C the conversion is

Ammoniak etwa 98,5 %, bei 500 °C nur noch etwa 95 %. Eine niedrigere Reaktionstemperatur, ermöglicht durch aktivere Katalysatoren, ist daher nicht immer vorteilhaft, da bei niedrigenAmmonia about 98.5%, at 500 °C only about 95%. A lower reaction temperature, made possible by more active catalysts, is therefore not always advantageous because at low

Umsätzen komplexere Schritte zur Abscheidung des verbliebenen Ammoniaks unternommen werden müssen.Sales require more complex steps to separate the remaining ammonia.

Grundsätzlich liegt der optimale Betriebspunkt im Hinblick auf die Energiewirtschaft und denBasically, the optimal operating point is with regard to the energy industry and the

Ammoniak-Umsatz insbesondere etwa im Bereich von Betriebstemperaturen von etwa 630 °C bis 640 °C.Ammonia conversion in particular in the operating temperature range of around 630 °C to 640 °C.

Der Reaktionsdruck ist insbesondere vorgegeben durch die Ausführung der Wasserstoff-The reaction pressure is determined in particular by the execution of the hydrogen

Aufreinigung. Die Stöchiometrie der Reaktion erhöht das spezifische Volumen des Gasstroms, daher wirkt sich ein erhöhter Druck negativ auf den Umsatz aus. Andererseits ist es sinnvoll, einen technischen Prozess bei höheren Drücken zu betreiben, um das Behältervolumen zu begrenzen und damit die Investitionskosten. Bei 1 bar Druck erreicht die Reaktion beiPurification. The stoichiometry of the reaction increases the specific volume of the gas stream, therefore increased pressure has a negative effect on conversion. On the other hand, it makes sense to operate a technical process at higher pressures in order to limit the container volume and thus the investment costs. At 1 bar pressure the reaction reaches

Temperaturen ab 400 °C über 99 % Umsatz. Da 1 bar aber nur für Kleinstanlagen sinnvoll ist, sollten Anlagen im üblichen industriellen Maßstab bei höheren Drücken betrieben werden, auch wenn dabei eine gewisse Einbuße an Umsatz in Kauf genommen werden muss. Letztlich ist der Reaktionsdruck auch vorgegeben durch die Ausführung der Wasserstoff-Aufreinigung.Temperatures from 400 °C over 99% conversion. However, since 1 bar only makes sense for small systems, systems on a normal industrial scale should be operated at higher pressures, even if this means accepting a certain loss in sales. Ultimately, the reaction pressure is also determined by the execution of the hydrogen purification.

Für den Fall einer Druckwechselabsorption (PSA) als gemeinsame Abscheidung vonIn the case of pressure swing absorption (PSA) as a joint deposition of

Ammoniak und Wasserstoff, die beispielsweise in einem Bereich von etwa 15 bar bis etwa 25 bar effektiv betrieben werden kann, sollte bevorzugt das Ammoniak am „Battery Limit“ etwa mit einem Druck von 30 bar a übergeben werden. Mit einem Druck am Reaktoraustritt von beispielsweise etwa 20 bar können sowohl die Anforderungen der PSA befriedigt werden als auch der negative Einfluss des Drucks auf den Umsatz eingegrenzt werden.Ammonia and hydrogen, which can be operated effectively in a range of around 15 bar to around 25 bar, for example, the ammonia should preferably be delivered at the “battery limit” at a pressure of around 30 bar a. With a pressure at the reactor outlet of, for example, around 20 bar, both the PSA requirements can be satisfied and the negative influence of the pressure on sales can be limited.

Erfindungsgemäß kann die Reaktion der Ammoniakspaltung grundsätzlich in unterschiedlichen Reaktortypen ablaufen. In adiabaten Prozessen wird die innere Energie desAccording to the invention, the ammonia splitting reaction can basically take place in different types of reactors. In adiabatic processes the internal energy of the

Reaktionsgases als Energiequelle für die Reaktion verwendet. Beispiele dafür sind der eingangs erwähnte autotherme Reformer und der Sekundärreformer, die mit internerReaction gas used as an energy source for the reaction. Examples of this are the autothermal reformer mentioned at the beginning and the secondary reformer, which has internal

Energieerzeugung arbeiten. Dem Prozessgas wird Luft zugefügt und ein Teil des Feedstroms wird verbrannt, um die Temperatur des Gases so zu erhöhen, dass am Reaktoraustritt die gewünschte Temperatur herrscht. Nachteilig an diesem Prozess ist die Anwesenheit des in der Verbrennung entstehenden Wassers im Prozessgas, das durch Kondensation entfernt werden muss. Bei dieser Kondensation löst sich ein Teil des nicht reagierten Ammoniaks und geht dem Prozess verloren. Außerdem führen die hohen Temperaturen zu einer erheblichenEnergy production work. Air is added to the process gas and part of the feed stream is burned to increase the temperature of the gas so that the desired temperature prevails at the reactor outlet. The disadvantage of this process is the presence of the water produced during combustion in the process gas, which must be removed by condensation. During this condensation, some of the unreacted ammonia dissolves and is lost to the process. In addition, the high temperatures lead to significant

Menge an Stickoxiden im Prozessgas, die in-line entfernt werden müssen.Amount of nitrogen oxides in the process gas that need to be removed in-line.

Bei den erfindungsgemäßen Prozessführungen mit externer Energieerzeugung werden die beiden vorgenannten Nachteile vermieden, indem das Brenn- und Abgas und das Prozessgas physikalisch voneinander getrennt sind.In the process management according to the invention with external energy generation, the two aforementioned disadvantages are avoided by physically separating the fuel and exhaust gas and the process gas from one another.

In isothermen Reaktionsführungen bleibt die Temperatur des Gases weitgehend unverändert.In isothermal reaction procedures, the temperature of the gas remains largely unchanged.

Sie erfordern daher eine permanente Zufuhr von Energie, etwa durch die Feuerung einesThey therefore require a permanent supply of energy, for example by firing one

Primärreformers oder eine elektrische Heizung.Primary reformer or an electric heater.

Mischformen der vorgenannten Varianten der Prozessführung sind möglich. Ein gefeuerterMixed forms of the above-mentioned process control variants are possible. A fired one

Primärreformer mit einem vorgeschalteten Festbettreaktor kombiniert beispielsweise einen adiabaten und einen isothermen Reaktionsschritt. Auch rein adiabate Systeme müssen nicht durch interne Erzeugung der Energie versorgt werden. Eine Reaktorhorde- oder kaskade führt das Feedgas in eine abwechselnde Reihe von Heizschritten, jeweils gefolgt vonPrimary reformer with an upstream fixed bed reactor combines, for example, an adiabatic and an isothermal reaction step. Even purely adiabatic systems do not have to be powered by internal energy generation. A reactor horde or cascade feeds the feed gas into an alternating series of heating steps, each followed by

Reaktionsschritten, um die extern zugeführte Energie als Energiequelle zu nutzen.Reaction steps to use the externally supplied energy as an energy source.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dasAccording to a preferred development of the method according to the invention, this is

Ammoniak-Feedgas vor Einleitung in den Reaktor oder in ein Katalysatorbett vorgeheizt und tritt mit einer Temperatur von wenigstens etwa 600 °C und bis zu etwa 850 °C, vorzugsweise von wenigstens etwa 630 °C und bis zu etwa 820 °C in den Reaktor oder in das Katalysatorbett ein. Mit einer optimierten Energieintegration tritt der Feedgasstrom mit einer Temperatur in derAmmonia feed gas is preheated before being introduced into the reactor or into a catalyst bed and enters the reactor at a temperature of at least about 600 ° C and up to about 850 ° C, preferably at least about 630 ° C and up to about 820 ° C into the catalyst bed. With optimized energy integration, the feed gas flow occurs at a temperature in

Größenordnung von etwa 780 °C bis 820 °C, vorzugsweise mit etwa 800 °C in den Reaktor ein, wobei mit einem Reaktor, welcher analog einem Primärreformer ausgeführt ist und bei dem Nickel als Katalysator eingesetzt wird, die Reaktionstemperatur in dem Rohr (denThe reaction temperature in the tube (the

Rohren) des Reaktors, das (die) den Katalysator aufnimmt (aufnehmen) und durch das (die) das Ammoniak-Feedgas geleitet wird, bei etwa 630 °C bis etwa 670 °C, vorzugsweise bei etwa 650 °C liegt, wobei vorzugsweise der Austrittsdruck aus dem Reaktor in der Größenordnung von etwa 15 bar bis etwa 25 bar, vorzugsweise in etwa bei 20 bar liegt.Pipes) of the reactor, which (accommodate) the catalyst and through which the ammonia feed gas is passed, is at about 630 ° C to about 670 ° C, preferably at about 650 ° C, preferably the Outlet pressure from the reactor is in the order of about 15 bar to about 25 bar, preferably about 20 bar.

Gemäß einer vorteilhaften möglichen alternativen Variante des erfindungsgemäßenAccording to an advantageous possible alternative variant of the invention

Verfahrens wird das Ammoniak-Feedgas vor Einleitung in den Reaktor zunächst ein erstesIn the process, the ammonia feed gas is first introduced into the reactor

Mal vorgeheizt und dann stromaufwärts des Reaktors einem Pre-Reformer zugeführt, in dem eine Zwischenabkühlung auftritt, wobei das Ammoniak-Feedgas danach erneut aufgeheizt wird auf die für den Eintritt in den Reaktor vorgesehene Temperatur, die beispielsweise in einem Bereich von etwa 620 °C bis etwa 680 °C liegt, bevorzugt in der Größenordnung von etwa 650 °C liegt. Danach wird das Ammoniak-Feedgas für die weitere Spaltreaktion in denOnce preheated and then fed upstream of the reactor to a pre-reformer in which an intermediate cooling occurs, the ammonia feed gas is then heated again to the temperature intended for entry into the reactor, which is, for example, in a range from approximately 620 ° C to is about 680 ° C, preferably on the order of about 650 ° C. The ammonia feed gas is then fed into the for the further cleavage reaction

Reaktor eingeleitet. Bei dieser alternativen Variante ist die Eintrittstemperatur in den Reaktor somit niedriger als bei der zuvor genannten Variante, was den Vorteil hat, dass es nur in geringerem Maße zu Nitrierungen der Rohrleitungen kommt. Man nimmt hier eine zweimaligeReactor initiated. In this alternative variant, the inlet temperature into the reactor is lower than in the previously mentioned variant, which has the advantage that nitriding of the pipelines only occurs to a lesser extent. Here you take one twice

Aufheizung des Ammoniak-Feedgases vor, vorzugsweise mit einem dazwischen geschaltetenHeating of the ammonia feed gas before, preferably with an intermediate one

Pre-Reformer. Bei dieser Variante wird die Vorwärmung des Ammoniak-Feedgasstroms begrenzt, beispielsweise auf eine Temperatur in dem oben genannten Bereich, wodurch diePre-reformer. In this variant, the preheating of the ammonia feed gas stream is limited, for example to a temperature in the above-mentioned range, whereby the

Lebensdauer des Stahls auch im Kontakt mit dem Ammoniak erhöht wird. Der eintretendeThe service life of the steel is also increased in contact with the ammonia. The one entering

Ammoniak-Gasstrom wird zunächst auf eine vorgesehene Temperatur vorgewärmt, dann wird in dem Pre-Reformer ein Teil der Spaltreaktion durchgeführt und anschließend wird das teilweise gespaltene Feedgas noch einmal auf die vorgesehene Temperatur vorgewärmt und in den Primärreformer geleitet, wo die restliche Reaktion stattfindet.Ammonia gas stream is first preheated to a specified temperature, then part of the cracking reaction is carried out in the pre-reformer and then the partially split feed gas is preheated again to the intended temperature and fed into the primary reformer, where the remaining reaction takes place.

Die Energieintegration muss das Ammoniak-Feedgas auf die Eintrittstemperatur des Reaktors bringen, wobei es von Vorteil ist, demineralisiertes Wasser und Boiler-Feed-Wasser vorzuwärmen und zu verdampfen und zudem die Verbrennungsluft vorzuwärmen. Da dieThe energy integration must bring the ammonia feed gas to the reactor inlet temperature, where it is advantageous to preheat and evaporate demineralized water and boiler feed water and also preheat the combustion air. Since the

Prozesswärme in zwei Strängen vorliegt, dem Prozessgas einerseits und dem Abgas desProcess heat is present in two strands, the process gas on the one hand and the exhaust gas on the one hand

Reaktors (Reformers) andererseits, können die Wärmetauscher erfindungsgemäß in verschiedenen Varianten angeordnet werden. Bei einer Eintrittstemperatur des Feedgas-Reactor (reformer), on the other hand, the heat exchangers can be arranged in different variants according to the invention. At an inlet temperature of the feed gas

Stromes in der Größenordnung von beispielsweise etwa 650 °C kann man beispielsweise einen Dampferzeuger hinter dem Reaktorausgang anordnen, um Wasserstoffversprödungen zu vermeiden. Auch die Anordnung eines Gas-Gas-Wärmetauschers, vorzugsweise in einerCurrent in the order of, for example, around 650 ° C, you can, for example, arrange a steam generator behind the reactor outlet in order to avoid hydrogen embrittlement. Also the arrangement of a gas-gas heat exchanger, preferably in one

Position stromabwärts des vorgenannten Dampferzeugers, kann vorteilhaft sein. Da nach der im Gas-Gas-Wärmetauscher bereits erfolgten Abkühlung die Temperatur desPosition downstream of the aforementioned steam generator can be advantageous. Since after the cooling that has already taken place in the gas-gas heat exchanger, the temperature of the

Prozessgasstroms bereits vergleichsweise niedrig ist, ist es vorteilhaft, einen Vorwärmer für demineralisiertes Wasser, welches in der Anlage für die Dampferzeugung verwendet wird, imProcess gas flow is already comparatively low, it is advantageous to have a preheater for demineralized water, which is used in the system for steam generation

Strömungsweg stromabwärts des vorgenannten Dampferzeugers und besonders bevorzugt auch stromabwärts des vorgenannten Gas-Gas-Wärmetauschers anzuordnen.Flow path to be arranged downstream of the aforementioned steam generator and particularly preferably also downstream of the aforementioned gas-gas heat exchanger.

Beispielsweise ist es auch möglich, in dem Abgaskanal/Rauchgaskanal des Reaktors einFor example, it is also possible in the exhaust gas duct/flue gas duct of the reactor

Verdampfercoil einzusetzen, welches zumindest einen Teil der Energie für dieTo use an evaporator coil, which provides at least some of the energy for the

Dampferzeugung beisteuert. Dies erhöht die Leistung des Gas-Gas-Wärmetauschers und verringert die Leistung des genannten Dampferzeugers. Da hier nur Energietransfer von einemContributes to steam generation. This increases the performance of the gas-gas heat exchanger and reduces the performance of the said steam generator. Since here only energy transfer from one

Wärmetauscher in den anderen verschoben wird, ändern sich bei einer solchen Anordnung die Austrittstemperaturen im Prozessgas, Dampf und im Ammoniak-Feedgasstrom nicht. Bei niedrigen Reaktoraustrittstemperaturen, wie beispielsweise in der Größenordnung von etwa 500 °C, ist der Enthalpiestrom des Prozessgases deutlich niedriger und daher ist es vorteilhaft, die Dampferzeugung zum großen Teil oder vollständig mit Rauchgas aus dem Reaktor alsHeat exchanger is moved to the other, with such an arrangement the outlet temperatures in the process gas, steam and in the ammonia feed gas stream do not change. At low reactor outlet temperatures, such as around 500 ° C, the enthalpy flow of the process gas is significantly lower and it is therefore advantageous to generate steam largely or completely with flue gas from the reactor

Energiequelle durchzuführen. Diese Variante der Verschaltung der Komponenten für dieenergy source to carry out. This variant of connecting the components for the

Wärmerückgewinnung hat zwar den Nachteil eines niedrigeren Temperaturgefälles zwischenHeat recovery has the disadvantage of a lower temperature gradient between

Rauchgas und Kesselspeisewasser im Verdampfercoil, was aber durch ein deutlich größeresFlue gas and boiler feed water in the evaporator coil, but this is due to a significantly larger

Verdampfercoil oder eine Verringerung des Druckniveaus kompensiert werden kann.Evaporator coil or a reduction in pressure level can be compensated.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäBen Verfahrens erfolgt dasThis is done according to a preferred development of the method according to the invention

Aufheizen des Ammoniak-Feedgases mittels wenigstens eines Wärmetauschers, wobeiHeating the ammonia feed gas by means of at least one heat exchanger, wherein

Wärme aus dem Produktgasstrom stromabwärts des Reaktors aufgenommen wird und/oder das Aufheizen des Ammoniak-Feedgases erfolgt mittels wenigstens eines Wärmetauschers, welcher im Strômungsweg eines Rauchgaskanals angeordnet ist, wobei Wärme aus einem _Abgasstrom einer Brennkammer des Reaktors oder einer Restgasverbrennung aufgenommen wird.Heat is absorbed from the product gas stream downstream of the reactor and / or the ammonia feed gas is heated by means of at least one heat exchanger, which is arranged in the flow path of a flue gas duct, with heat being absorbed from an exhaust gas stream of a combustion chamber of the reactor or a residual gas combustion.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemälen Verfahrens wird zurAccording to a preferred development of the method according to the invention

Bereitstellung des Ammoniak-Feedgases von flüssigem Ammoniak ausgegangen, welches mitProvision of the ammonia feed gas is based on liquid ammonia, which is included

Hilfe der Wärmeenergie von heißem Dampf verdampft wird, wobei dieser heiB®e Dampf mittels wenigstens eines in der Anlage verschalteten Wärmetauschers gewonnen wird, welcher stromabwärts des Reaktors oder der Restgasverbrennung von heißem Produktgas durchströmt wird oder welcher im Strömungsweg eines Rauchgaskanals angeordnet ist, wobeiWith the help of the thermal energy of hot steam, this hot steam is obtained by means of at least one heat exchanger connected in the system, through which hot product gas flows downstream of the reactor or the residual gas combustion or which is arranged in the flow path of a flue gas duct, whereby

Wärme aus einem Rauchgasstrom einer Brennkammer des Reaktors oder einem Abgasstrom der Restgasverbrennung aufgenommen wird. Die Verwendung von Prozessdampf für dieHeat is absorbed from a flue gas stream of a combustion chamber of the reactor or an exhaust gas stream from the residual gas combustion. The use of process steam for the

Verdampfung des Ammoniaks ist sicherheitstechnisch vorteilhaft im Vergleich zu der sonst auch möglichen direkten Verwendung von Rauchgas oder Prozessgas als Wärmequelle, denn beispielsweise durch eine Beschädigung eines Rohres könnte Ammoniak ins Abgas und damit in die Atmosphäre strömen oder in den Prozessstrom gelangen. Die elektrische Verdampfung würde zu einem hohen Energieverbrauch und „entsprechenden Kosten führen.Evaporation of ammonia is advantageous in terms of safety compared to the otherwise possible direct use of flue gas or process gas as a heat source, because, for example, if a pipe is damaged, ammonia could flow into the exhaust gas and thus into the atmosphere or get into the process stream. Electric evaporation would lead to high energy consumption and “corresponding costs.

Sicherheitstechnisch und wirtschaftlich ist daher Dampf als Wärmequelle die vorzuziehendeFrom a safety and economic perspective, steam is therefore the preferred heat source

Lösung. Da das Ammoniak vorgewärmt werden muss, besteht die Ammoniakverdampfung vorzugsweise aus mindestens zwei Wärmetauschern, in denen Ammoniak erst bis zumSolution. Since the ammonia has to be preheated, the ammonia evaporation preferably consists of at least two heat exchangers in which ammonia is only released up to

Siedepunkt vorgewärmt und dann verdampft wird.Boiling point is preheated and then evaporated.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird derAccording to a preferred development of the method according to the invention

Brennkammer des Reaktors oder der Restgasverbrennung Prozessluft zugeführt, welche in der Anlage vor Einleitung in die Brennkammer oder die Restgasverbrennung mittels wenigstens eines Wärmetauschers vorgewärmt wird, welcher im Strômungsweg einesCombustion chamber of the reactor or the residual gas combustion process air is supplied, which is preheated in the system before being introduced into the combustion chamber or the residual gas combustion by means of at least one heat exchanger, which is in the flow path of a

Rauchgaskanals angeordnet ist, wobei Wärme aus einem Rauchgasstrom der Brennkammer des Reaktors oder einem Abgasstrom der Restgasverbrennung aufgenommen wird. Somit kann Überschüssige Prozesswärme, die im Verfahren anfällt, auch für die Vorwärmung derFlue gas duct is arranged, with heat being absorbed from a flue gas stream of the combustion chamber of the reactor or an exhaust gas stream from the residual gas combustion. This means that excess process heat generated in the process can also be used for preheating

Prozessluft genutzt werden.Process air can be used.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Reaktion derAccording to a preferred development of the invention, the reaction of

Ammoniakspaltung vorzugsweise isotherm, quasi-isotherm oder in einer Mischform von isothermer und adiabater Prozessführung durchgeführt.Ammonia splitting is preferably carried out isothermally, quasi-isothermally or in a mixed form of isothermal and adiabatic process control.

Vorzugsweise wird in dem erfindungsgemäBen Verfahren die im Rauchgasstrom des Reaktors und/oder im Abgasstrom der Restgasverbrennung enthaltene Wärmeenergie in wenigstens drei, vorzugsweise in wenigstens vier, besonders bevorzugt in wenigstens fünf inPreferably, in the process according to the invention, the thermal energy contained in the flue gas stream of the reactor and/or in the exhaust gas stream of the residual gas combustion is divided into at least three, preferably at least four, particularly preferably at least five

Strömungsrichtung des Rauchgasstroms oder Abgasstroms hintereinander angeordnetenFlow direction of the flue gas flow or exhaust gas flow arranged one behind the other

Wärmetauschern, vorzugsweise für verschiedene Teilprozesse des Verfahrens, genutzt.Heat exchangers, preferably used for various sub-processes of the process.

Gemäß einer möglichen alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieAccording to a possible alternative variant of the method according to the invention

Spaltung des Ammoniaks nicht in Rohren eines Reaktors sondern in wenigstens zwei inSplitting the ammonia not in the tubes of a reactor but in at least two in

Strömungsrichtung hintereinander geschalteten Katalysatorbetten durchgeführt, wobei nach der Abkühlung des Prozessgases durch die Reaktion in einem ersten Katalysatorbett jeweils stromabwärts dieses ersten Katalysatorbetts eine erneute Aufheizung des Prozessgases mittels wenigstens eines Wärmetauschers vorgesehen ist, welcher vorzugsweise in einemCatalyst beds connected in series in the direction of flow, whereby after the process gas has cooled through the reaction in a first catalyst bed, the process gas is heated again downstream of this first catalyst bed by means of at least one heat exchanger, which is preferably in one

Rauchgaskanal angeordnet ist, welcher von dem Abgas einer Restgasverbrennung gespeist wird.Flue gas duct is arranged, which is fed by the exhaust gas from residual gas combustion.

Vorzugsweise ist bei der vorgenannten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens diePreferably, in the aforementioned variant of the method according to the invention,

Restgasverbrennung separat von den Katalysatorbetten angeordnet und wird mit demResidual gas combustion is arranged separately from the catalyst beds and is connected to the

Restgas nach Abtrennung von Wasserstoff aus dem Prozessgas mittels mindestens einerResidual gas after separation of hydrogen from the process gas using at least one

Trennvorrichtung betrieben, wobei die Trennvorrichtung vorzugsweise eineSeparating device operated, the separating device preferably being one

Druckwechseladsorption umfasst und wobei der Restgasverbrennung neben dem Restgas weiterhin vorzugsweise Verbrennungsluft von außerhalb der Anlage zugeführt wird.Pressure swing adsorption includes and wherein the residual gas combustion is preferably supplied with combustion air from outside the system in addition to the residual gas.

Gemäß einer weiteren möglichen alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bevorzugt wenigstens eine elektrische Heizvorrichtung unterstützend eingesetzt, um dasAccording to a further possible alternative variant of the method according to the invention, at least one electrical heating device is preferably used to support this

Prozessgas aufzuheizen, insbesondere um das Prozessgas bei Verwendung mehrerer inTo heat up process gas, in particular to heat the process gas when using several in

Strömungsrichtung hintereinander geschalteter Katalysatorbetten vor dem Eintritt in das nächste Katalysatorbett auf die für dieses vorgesehene Eintrittstemperatur zu bringen. Ein Teil der Heizleistung kann erfindungsgemäß durch elektrischen Strom eingebracht werden. Dies schafft beispielsweise die Möglichkeit, auf den Einsatz von frischem Ammoniak als BrennstoffTo bring the direction of flow of catalyst beds connected in series to the entry temperature intended for this before entering the next catalyst bed. According to the invention, part of the heating power can be supplied by electrical current. This creates the possibility, for example, of using fresh ammonia as fuel

Zu verzichten und stattdessen nur das Abgas der Wasserstoffaufreinigung als Brennstoff zu verwenden. Durch die Zuführung von elektrischer Energie kann insbesondere die Anzahl der verwendeten Katalysatorbetten reduziert werden. Die elektrischen Heizelemente können direkt in den Gasraum eingesetzt werden und für die Temperaturerhöhung auf die vorgesehene Eintrittstemperatur in das nächste Katalysatorbett sorgen. Hier kann beispielsweise eine Temperaturerhöhung um bis zu 200 °C über elektrische Heizelemente bewirkt werden, beispielsweise kann ein auf etwa 450 °C bis etwa 650 °C abgekühltesTo avoid this and instead only use the exhaust gas from hydrogen purification as fuel. In particular, the number of catalyst beds used can be reduced by supplying electrical energy. The electrical heating elements can be inserted directly into the gas space and ensure the temperature increase to the intended inlet temperature into the next catalyst bed. Here, for example, a temperature increase of up to 200 °C can be effected via electrical heating elements, for example one cooled to around 450 °C to around 650 °C

Prozessgas auf Temperaturen von etwa 650 °C bis etwa 850 °C elektrisch aufgeheizt werden.Process gas is heated electrically to temperatures of around 650 °C to around 850 °C.

Die erhöhte Temperatur ist materialtechnisch unproblematisch, da die Heizung beispielsweise statt in einer Rohrleitung in einem mit Hitzeschutzausmauerung ausgekleideten Kanal erfolgen kann, wodurch der eigentliche Druckmantel vor den hohen Temperaturen geschützt ist.The increased temperature is not a problem in terms of materials, since the heating can, for example, take place in a channel lined with heat protection lining instead of in a pipeline, which means that the actual pressure jacket is protected from the high temperatures.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Anlage zur Herstellung vonThe subject of the present invention is also a system for the production of

Wasserstoff durch Spaltung von Ammoniak, umfassend eine Spalteinrichtung mit einemHydrogen by splitting ammonia, comprising a splitting device with a

Reaktor oder mindestens einem Katalysatorbett zur katalytischen Spaltung von Ammoniak inReactor or at least one catalyst bed for the catalytic splitting of ammonia

Wasserstoff und Stickstoff unter Zufuhr von Wärme, wobei stromaufwärts der Spalteinrichtung eine Verdampfungseinrichtung angeordnet ist, in der flüssiges Ammoniak erwärmt und verdampft wird, wobei erfindungsgemäß die Verdampfungseinrichtung wenigstens zweiHydrogen and nitrogen with the supply of heat, an evaporation device being arranged upstream of the splitting device, in which liquid ammonia is heated and evaporated, the evaporation device according to the invention being at least two

Wärmetauscher umfasst, wobei mindestens ein erster Wärmetauscher als Vorwärmer ausgebildet ist, um das Ammoniak vorzuwärmen und mindestens ein zweiter, dem erstenHeat exchanger includes, wherein at least a first heat exchanger is designed as a preheater to preheat the ammonia and at least a second, the first

Wärmetauscher im Strömungsweg nachgeschalteter Wärmetauscher als Verdampfer ausgebildet ist und wobei für den Betrieb mindestens eines dieser Wärmetauscher Dampf alsHeat exchanger in the flow path downstream heat exchanger is designed as an evaporator and at least one of these heat exchangers is used as steam for operation

Wärmequelle zugeführt wird, welcher in einer Dampferzeugungsvorrichtung der Anlage mittelsHeat source is supplied, which is in a steam generating device of the system by means

Prozesswärme erzeugt wird. Die Verwendung von Dampf aus der Anlage als Wärmequelle zurProcess heat is generated. The use of steam from the system as a heat source

Vorwärmung und Verdampfung des zunächst flüssig vorliegenden Ammoniaks ist wirtschaftlich und sicherheitstechnisch vorteilhaft, wobei in der Anlage erzeugter Dampf undPreheating and evaporation of the ammonia, which is initially in liquid form, is economically and safety-wise advantageous, with steam generated in the system and

Dampfkondensat vorzugsweise im Gegenstrom durch die Wärmetauscher geleitet werden.Steam condensate is preferably passed through the heat exchanger in countercurrent.

Wenn es im Prozess einen weiteren Dampfverbraucher gibt, beispielsweise einen Reboiler einer Ammoniakwäsche, kann es vorteilhaft sein, die Kette um einen dritten Wärmetauscher zu erweitern, da dieser Dampfverbraucher die zur Verfügung stehende Menge Dampf verringert und die Menge an verfügbarem Kondensat erhöht. In diesem Fall kann dasIf there is another steam consumer in the process, for example an ammonia wash reboiler, it may be advantageous to extend the chain with a third heat exchanger, as this steam consumer reduces the amount of steam available and increases the amount of available condensate. In this case it can

Ammoniak beispielsweise in zwei parallel geschalteten Wärmetauschern verdampft werden.Ammonia, for example, is evaporated in two heat exchangers connected in parallel.

Es ist auch denkbar, das Ammoniak mit warmem Kühlwasser vorzuwärmen, was der Kette noch einen weiteren Wärmetauscher hinzufügen und Prozessdampf und damit verbranntesIt is also conceivable to preheat the ammonia with warm cooling water, which would add another heat exchanger to the chain and process steam and thus burnt

Ammoniak einsparen würde.would save ammonia.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Anlage wenigstens eineAccording to a preferred development of the invention, the system comprises at least one

Dampftrommel, die als Dampferzeugungseinrichtung dient, welche mit einem Wärmetauscher in Wirkverbindung steht, der stromabwärts einer Spalteinrichtung in einer Leitung angeordnet ist, welche von heißem Prozessgas durchstrômt wird. Die Prozesswärme, die in dem heißenSteam drum, which serves as a steam generating device, which is in operative connection with a heat exchanger which is arranged downstream of a splitting device in a line through which hot process gas flows. The process heat in the hot

Prozessgas enthalten ist, welches den Spaltreaktor oder das Katalysatorbett verlässt, wird somit vorzugsweise durch einen Wärmetauscher aufgenommen und dazu genutzt, Dampf in einer Dampftrommel zu erhitzen, wobei diese Dampftrommel mit vorzugsweise demineralisiertem Wasser gespeist wird, das in ein Leitungssystem der Anlage eingespeist wird. Der so erzeugte Dampf wird dann in den im Bereich des Frontends der Anlage angeordneten Wärmetauscher eingespeist, welcher zur Verdampfung des Ammoniaks dient, welches dann vorgewärmt dem Reaktor oder dem Katalysatorbett zugeführt wird.Process gas which leaves the cracking reactor or the catalyst bed is therefore preferably taken up by a heat exchanger and used to heat steam in a steam drum, this steam drum being fed with preferably demineralized water, which is fed into a line system of the system. The steam generated in this way is then fed into the heat exchanger arranged in the area of the front end of the system, which serves to evaporate the ammonia, which is then preheated and fed to the reactor or the catalyst bed.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Anlage weiterhin weitereAccording to a preferred development of the invention, the system further comprises others

Aggregate zur Wärmerückgewinnung und/oder Einrichtungen zur Ammoniakrückgewinnung und/oder Einrichtungen zur Wasserstoffaufreinigung. Wärme, die eine Rückgewinnung ermöglicht, ist bei einer erfindungsgemäßen Anlage in zwei Strängen verfügbar, einmal derHeat recovery units and/or ammonia recovery devices and/or hydrogen purification devices. Heat, which enables recovery, is available in two strands in a system according to the invention, one being the

Prozesswärme aus dem Prozess der katalytischen Spaltung von Ammoniak, die einen größeren Massenstrom umfasst, aber in der Regel niedriger in der Temperatur liegt und zum anderen der in dem Rauchgas der Verbrennung enthaltenen Wärme, die in der Regel deutlich höher in der Temperatur liegt, aber typischerweise einen niedrigeren Massenstrom aufweist.Process heat from the process of catalytic splitting of ammonia, which includes a larger mass flow, but is usually lower in temperature and on the other hand, the heat contained in the flue gas from combustion, which is usually significantly higher in temperature, but typically has a lower mass flow.

Eine effiziente Wärmeintegration steigert die Gesamtausbeute des Prozesses.Efficient heat integration increases the overall yield of the process.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann als weiteres Aggregat zurAccording to a preferred development of the invention, a further unit can be used

Wärmerückgewinnung beispielsweise wenigstens ein Gas-Gas-Wärmetauscher imHeat recovery, for example, at least one gas-gas heat exchanger

Leitungssystem stromabwärts des Reaktors oder eines Katalysatorbetts angeordnet sein, welcher einerseits von dem heißen Prozessgas des Reaktors oder Katalysatorbetts durchströmt wird und welcher andererseits von dem zu erwärmenden Ammoniak-Line system can be arranged downstream of the reactor or a catalyst bed, which on the one hand is flowed through by the hot process gas of the reactor or catalyst bed and which on the other hand is flowed through by the ammonia to be heated.

Feedgasstrom durchströmt wird, welcher dem Reaktor oder Katalysatorbett zugeführt wird.Feed gas stream flows through, which is fed to the reactor or catalyst bed.

Bei dieser Variante wird aus der Prozesswärme rückgewonnene Wärme zur Aufheizung von frischem Prozessgas genutzt.In this variant, heat recovered from the process heat is used to heat up fresh process gas.

Alternativ oder zusätzlich kann als weiteres Aggregat zur Wärmerückgewinnung beispielsweise wenigstens ein Wärmetauscher in einem Rauchgaskanal stromabwärts einerAlternatively or additionally, at least one heat exchanger in a flue gas duct downstream can be used as a further unit for heat recovery

Brennkammer des Reaktors oder stromabwärts einer Restgasverbrennung der Anlage angeordnet sein. Mit einer solchen Maßnahme wird Wärme aus dem Rauchgas derCombustion chamber of the reactor or downstream of a residual gas combustion of the system can be arranged. With such a measure, heat is extracted from the flue gas

Verbrennung genutzt.Combustion used.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist schließlich die Verwendung einer Anlage mit den oben genannten Merkmalen in einem Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff durchFinally, the subject of the present invention is the use of a system with the above-mentioned features in a process for producing hydrogen

Spaltung von Ammoniak, wie es zuvor beschrieben wurde.Cleavage of ammonia as previously described.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unterThe present invention is explained below using exemplary embodiments

Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigenReference to the accompanying drawings explained in more detail. Show it

Figur 1 eine Darstellung eines FlieRschemas einer Anlage zur Spaltung von Ammoniak gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;Figure 1 shows a flow diagram of a plant for splitting ammonia according to a first exemplary embodiment of the present invention;

Figur 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils einer alternativen erfindungsgemäßen Anlage, in dem die Verdampfung von Ammoniak erfolgt;Figure 2 is an enlarged view of part of an alternative system according to the invention in which the evaporation of ammonia takes place;

Figur 3 eine Darstellung eines Fließschemas einer Anlage zur Spaltung von Ammoniak gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;Figure 3 shows a flow diagram of a plant for splitting ammonia according to a second exemplary embodiment of the present invention;

Figur 4 eine Darstellung eines Fließschemas einer Anlage zur Spaltung von Ammoniak gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;Figure 4 shows a flow diagram of a plant for splitting ammonia according to a third exemplary embodiment of the present invention;

Figur 5 eine Darstellung eines Fließschemas einer Anlage zur Spaltung von Ammoniak gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.Figure 5 shows a flow diagram of a plant for splitting ammonia according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figur 1 ein erstes beispielhaftes Fließschema einer Anlage zur Spaltung von Ammoniak erläutert. Flüssiges Ammoniak aus einemA first exemplary flow diagram of a plant for splitting ammonia is explained below with reference to FIG. Liquid ammonia from one

Ammoniaktank 10, welches bei tiefer Temperatur und erhöhtem Druck vorliegt, wird über dieAmmonia tank 10, which is at low temperature and increased pressure, is supplied via the

Leitung 11 mittels der Pumpe 12 durch den Vorwärmer 13 geleitet und erwärmt, in demLine 11 is passed through the preheater 13 by means of the pump 12 and heated, in which

Verdampfer 14 verdampft und strömt über die Leitung 15 mit einer Temperatur von beispielsweise etwa 58 °C zu einer Abzweigung 16, wo eine Aufteilung desEvaporator 14 evaporates and flows via line 15 at a temperature of, for example, approximately 58 ° C to a branch 16, where a division of the

Ammoniakgasstroms in zwei Teilströme erfolgt. Von dieser Abzweigung 16 ausgehend wird ein erster Teilsttom des Ammoniakgases über die Leitung 17 der Brennkammer einesAmmonia gas stream is divided into two partial streams. Starting from this branch 16, a first part of the ammonia gas is fed into the combustion chamber via line 17

Reaktors 18 zugeführt, welcher analog einem Primärreformer konstruiert ist. Ein zweiterReactor 18, which is constructed analogously to a primary reformer. A second

Teilstrom wird ausgehend von der Abzweigung 16 über die Leitung 19 durch einen erstenPartial flow is carried out from branch 16 via line 19 through a first

Wärmetauscher 20 geleitet und strömt danach weiter über die Leitung 21 durch einen zweitenHeat exchanger 20 and then flows further via line 21 through a second

Wärmetauscher 22, wo das Ammoniakgas weiter erwärmt wird und dann über die Leitung 23 in die Rohre 24 des Reaktors 18 (Primärreformers) strömt, in denen sich der Katalysator befindet, so dass in diesen Rohren 24 die katalytische Reaktion der Ammoniakspaltung stattfindet. Die Rohre 24 erstrecken sich in der Brennkammer, wobei die Rohre 24 bevorzugt von oben nach unten durchströmt werden. Die in den Rohren stattfindende Reaktion derHeat exchanger 22, where the ammonia gas is heated further and then flows via line 23 into the tubes 24 of the reactor 18 (primary reformer), in which the catalyst is located, so that the catalytic reaction of ammonia splitting takes place in these tubes 24. The tubes 24 extend in the combustion chamber, with the flow through the tubes 24 preferably from top to bottom. The reaction that takes place in the pipes

Ammoniakspaltung ist endotherm und die für die Aufrechterhaltung der Reaktion erforderlicheAmmonia splitting is endothermic and is necessary to maintain the reaction

Wärme wird erzeugt, indem die Rohre 24 in der Brennkammer durch Verbrennung vonHeat is generated by burning the tubes 24 in the combustion chamber

Ammoniak aufgeheizt werden.Ammonia can be heated.

Trotz Wärmezufuhr sinkt die Temperatur des durch die Rohre 24 geleiteten Prozessgases und liegt bei Austritt aus dem Reaktor 18, der über die Leitung 25 erfolgt, beispielsweise um etwa 150 °C tiefer als bei Eintritt des Ammoniakgases in die Rohre über die Leitung 23. DasDespite the supply of heat, the temperature of the process gas passed through the tubes 24 drops and, when it exits the reactor 18 via line 25, is, for example, about 150 ° C lower than when the ammonia gas enters the tubes via line 23. This

Prozessgas nach der Ammoniakspaltung durchströmt in der Leitung einen weiterenProcess gas after the ammonia splitting flows through another in the line

Wärmetauscher 26, durchströmt danach den Wärmetauscher 20 im Kreuzstrom, strömt durch die Leitung 27 und durchströmt zur weiteren Abkühlung einen weiteren Wärmetauscher undHeat exchanger 26, then flows through the heat exchanger 20 in cross flow, flows through line 27 and flows through another heat exchanger for further cooling and

Vorwärmer 28, welcher beispielsweise mit demineralisiertem Wasser von beispielsweise 40 °C betrieben wird. Schließlich wird das Prozessgas mittels eines Prozesskühlers 29 weiter abgekühlt auf eine Temperatur von beispielsweise 35 °C und wird dann über eine Leitung 30 einer Druckwechseladsorption 31 (PSA: pressure swing adsorption) zugeführt, wo einePreheater 28, which is operated, for example, with demineralized water at, for example, 40 ° C. Finally, the process gas is further cooled by means of a process cooler 29 to a temperature of, for example, 35 ° C and is then fed via a line 30 to a pressure swing adsorption 31 (PSA: pressure swing adsorption), where a

Auftrennung des Gasgemisches unter Druck durch Adsorption erfolgt. Der dabei abgetrennteThe gas mixture is separated under pressure by adsorption. The one that was separated

Wasserstoff verlässt die PSA 31 über die Leitung 32, wird über einen ersten Kompressor 33 auf einen erhöhten Druck gebracht, durchströmt einen Wärmetauscher 34, einen zweitenHydrogen leaves the PSA 31 via line 32, is brought to an increased pressure via a first compressor 33, flows through a heat exchanger 34 and a second

Kompressor 35 zur weiteren Druckerhöhung, einen zweiten Wärmetauscher 36 und wird aus der Anlage bei einem Druck von beispielsweise etwa 70 bar über die Leitung 37 abgeleitet.Compressor 35 for further increasing the pressure, a second heat exchanger 36 and is derived from the system at a pressure of, for example, approximately 70 bar via line 37.

Das in der Druckwechseladsorption 31 nach Abtrennung des Wasserstoffs verbleibendeThat remaining in the pressure swing adsorption 31 after the hydrogen has been separated off

Restgasgemisch enthält Stickstoff, Wasser, restliches Ammoniak sowie restlichen Wasserstoff und wird über die Rückführleitung 38 bei vergleichsweise tiefer Temperatur von beispielsweise in der Größenordnung von 40 °C zurückgeführt und über die abzweigende Leitung 39 derResidual gas mixture contains nitrogen, water, residual ammonia and residual hydrogen and is returned via the return line 38 at a comparatively low temperature of, for example, in the order of 40 ° C and via the branching line 39

Brennkammer des Reaktors 18 zugeführt, so dass in dem Restgasgemisch enthaltene Energie für die Aufheizung der Brennkammer genutzt werden kann.Combustion chamber of the reactor 18 is supplied so that energy contained in the residual gas mixture can be used to heat the combustion chamber.

Die Verbrennungsluft für den Verbrennungsprozess im Reaktor 18 wird der Anlage über einenThe combustion air for the combustion process in the reactor 18 is supplied to the system via a

Filter 40 gereinigt zugeführt, mittels des Verdichters 41 verdichtet, über die Leitung 42 durch den Wärmetauscher 43 geleitet und erwärmt, strömt dann über die Leitung 44 und durch einen weiteren Wärmetauscher 45, wird dort weiter erhitzt und strömt dann über die Leitung 46 und die beiden von dieser abzweigenden Zweigleitungen 47 und 48 in die Brennkammer desFilter 40 is supplied cleaned, compressed by means of the compressor 41, passed via line 42 through the heat exchanger 43 and heated, then flows via line 44 and through a further heat exchanger 45, is heated further there and then flows via line 46 and the two Branch lines 47 and 48 branching off from this into the combustion chamber of the

Reaktors 18, wo die Verbrennungsluft dem über die Leitung 17 zugeführten Teilstrom desReactor 18, where the combustion air is supplied via line 17 to the partial flow of the

Ammoniaks zugeführt wird, um dieses zu verbrennen und so die Brennkammer aufzuheizen.Ammonia is supplied in order to burn it and thus heat up the combustion chamber.

Das heiße Abgasgemisch aus der Verbrennung im Reaktor 18 wird zunächst über denThe hot exhaust gas mixture from the combustion in the reactor 18 is first passed through the

Wärmetauscher 22 abgekühlt, wodurch Energie für die Aufheizung des den Rohren 24 desHeat exchanger 22 cooled, thereby providing energy for heating the pipes 24

Reaktors 18 zugeführten Prozessgases gewonnen wird. Das Rauchgas wird dann weiter durch einen Rauchgaskanal 49 über den Wärmetauscher 45 geleitet, mittels dessen dieReactor 18 supplied process gas is obtained. The flue gas is then passed through a flue gas duct 49 via the heat exchanger 45, by means of which the

Verbrennungsluft vorgeheizt wird und durchströmt dann die Rauchgasentstickungseinheit 50, mittels derer der Rauchgasstrom von Stickoxiden (NOx) gereinigt wird. Dann durchströmt dasCombustion air is preheated and then flows through the flue gas denitrification unit 50, by means of which the flue gas stream is cleaned of nitrogen oxides (NOx). Then it flows through

Rauchgas über die Leitung 51 einen weiteren Wärmetauscher 52, wodurch Wärme zurFlue gas via line 51 another heat exchanger 52, whereby heat is supplied

Erhitzung von Wasser gewonnen wird, und durchströmt danach den weiteren Wärmetauscher 43, welcher ebenfalls zur Aufwärmung der Verbrennungsluft dient. Das Rauchgas wird dann im Endbereich des Rauchgaskanals 49 mittels des Rauchgasverdichters 53 verdichtet und verlässt die Anlage über einen Kamin 54.Heating water is obtained, and then flows through the further heat exchanger 43, which also serves to warm up the combustion air. The flue gas is then compressed in the end region of the flue gas duct 49 by means of the flue gas compressor 53 and leaves the system via a chimney 54.

Demineralisiertes Wasser für die Dampferzeugung wird über die Leitung 55 mit einerDemineralized water for steam generation is supplied via line 55 with a

Temperatur von beispielsweise etwa 40 °C in die Anlage eingespeist und dabei über denTemperature of, for example, around 40 °C is fed into the system and over the

Vorwärmer 28 geleitet und wird dann mit einer Temperatur von beispielsweise etwa 135 °C in einen Deaerator 56 (Entgaser) geleitet, in dem Luft und andere im Wasser gelöste Gase entfernt werden. Mittels der Pumpe 57 wird das Wasser über die Leitung 58 durch denPreheater 28 is passed and is then passed at a temperature of, for example, about 135 ° C into a deaerator 56 (degasser), in which air and other gases dissolved in the water are removed. Using the pump 57, the water is pumped through the line 58

Wärmetauscher 52 geleitet und dadurch erhitzt auf eine Temperatur von beispielsweise etwa 230 °C. Der Wärmetauscher 52 dient dazu, die Rauchgase aus dem Reaktor imHeat exchanger 52 and thereby heated to a temperature of, for example, about 230 ° C. The heat exchanger 52 serves to transport the flue gases from the reactor

Rauchgaskanal 49 abzukühlen, wobei die im Rauchgas enthaltene Wärmeenergie zurTo cool the flue gas duct 49, with the thermal energy contained in the flue gas being used

Überhitzung des Dampfs genutzt wird, welcher dann nach dem Passieren desSuperheating of the steam is used, which then passes through the

Wärmetauschers 52 über die Leitung 59 in eine Dampftrommel 60 geleitet wird. Aus dieserHeat exchanger 52 is passed via line 59 into a steam drum 60. From this

Dampftrommel 60 kann über die Leitung 61 Kesselspeisewasser durch den Wärmetauscher 26 geleitet werden und dadurch weitere Wärmeenergie aufnehmen, um dann über die Leitung 62 zur Dampftrommel zurückgeführt zu werden. Der Wärmetauscher 26 ist in der Leitung 25 stromabwärts des Reaktors 18 angeordnet und dient zur Abkühlung des Prozessgases nach dem Verlassen des Reaktors. Die dabei gewonnene Wärmeenergie kann somit zur Erzeugung von weiterem Dampf genutzt werden.Steam drum 60 can be fed boiler feed water through the heat exchanger 26 via line 61 and thereby absorb further heat energy in order to then be returned to the steam drum via line 62. The heat exchanger 26 is arranged in line 25 downstream of the reactor 18 and serves to cool the process gas after leaving the reactor. The thermal energy gained can therefore be used to generate additional steam.

Der in der Dampftrommel 60 erzeugte, beispielsweise etwa 240 °C heiße Dampf wird über dieThe steam generated in the steam drum 60, for example at around 240 ° C, is passed over the

Leitung 63 in den im oberen Bereich der Zeichnung dargestellten Verdampfer 14 eingeleitet.Line 63 is introduced into the evaporator 14 shown in the upper part of the drawing.

Durch die Kondensation des Dampfes wird die Energie gewonnen, das vorgeheizte AmmoniakThe energy is obtained through the condensation of the steam, the preheated ammonia

Zu verdampfen. . Nach dem Durchströmen des Verdampfers 14 wird das Kondensat über dieTo evaporate. . After flowing through the evaporator 14, the condensate is passed over the

Leitung 64 dem Vorwärmer 13 zugeführt, der dazu dient, das Ammoniak vorzuwärmen, so dass die im Dampf enthaltene Energie in zwei Stufen für die Erwärmung des Ammoniak-Feeds genutzt wird. Nach dem Durchströmen des Wärmetauschers 13 kann das Kondensat beiLine 64 is fed to the preheater 13, which serves to preheat the ammonia so that the energy contained in the steam is used in two stages to heat the ammonia feed. After flowing through the heat exchanger 13, the condensate can

Temperaturen von beispielsweise 40°C aus der Anlage abgeleitet werden.Temperatures of, for example, 40 ° C are derived from the system.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage zur Spaltung von Ammoniak in Wasserstoff und Stickstoff näher erläutert. Eine Reihe von Anlagenteilen sind bei dieser Variante des Verfahrens identisch mit den entsprechenden Anlagenteilen der Variante von Figur 1 und werden daher nicht noch einmal im Detail erläutert, sondern es wird auf die oben stehenden Ausführungen verwiesen.A second exemplary embodiment of a system according to the invention for splitting ammonia into hydrogen and nitrogen is explained in more detail below with reference to FIG. In this variant of the method, a number of system parts are identical to the corresponding system parts of the variant of Figure 1 and are therefore not explained again in detail, but reference is made to the statements above.

Gleiche Anlagenteile sind mit den jeweils gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Unverändert ist der Bereich des Frontends, in dem die Erwärmung und Verdampfung des ursprünglich flüssigen Ammoniaks erfolgt, ebenso wie der Bereich sttomabwärts derThe same system parts are designated with the same reference numbers. The area of the front end, in which the originally liquid ammonia is heated and evaporated, remains unchanged, as does the area downstream

Druckwechseladsorption nach Abtrennung des Wasserstoffs (rechts oben in der Zeichnung).Pressure swing adsorption after separation of the hydrogen (top right in the drawing).

In Abweichung zu der Variante von Figur 1 sind nun im Rauchgaskanal 49 anstelle von vier insgesamt fünf Wärmetauscher angeordnet. Dabei führt auch hier die Leitung 21 für dieIn deviation from the variant of Figure 1, a total of five heat exchangers are now arranged in the flue gas duct 49 instead of four. Here too, line 21 leads for the

Erwärmung des Ammoniak-Feedstroms von dem Gas-Gas-Wärmetauscher 20 zu dem imHeating of the ammonia feed stream from the gas-gas heat exchanger 20 to the im

Abgaskanal 49 angeordneten Wärmetauscher 22. Jedoch wird der Ammoniakgas-Feedstrom nach dem Durchströmen des Wärmetauschers 22 durch einen Pre-Reformer 65 geleitet, wobei sich der Feedstrom abkühlt von beispielsweise etwa 650 °C auf beispielsweise etwa 500 °C und der Feedstrom wird dann über die Leitung 66 zu einem weiteren Wärmetauscher 67 geführt, welcher in dem Abgaskanal 49 stromaufwärts zu dem Wärmetauscher 22 angeordnet ist. Dort wird der Feedgastrom wieder aufgewärmt, beispielsweise auf eine Temperatur in derExhaust duct 49 arranged heat exchanger 22. However, after flowing through the heat exchanger 22, the ammonia gas feed stream is passed through a pre-reformer 65, whereby the feed stream cools from, for example, approximately 650 ° C to, for example, approximately 500 ° C and the feed stream is then passed over the Line 66 leads to a further heat exchanger 67, which is arranged in the exhaust duct 49 upstream of the heat exchanger 22. There the feed gas stream is warmed up again, for example to a temperature of

Größenordnung von etwa 650 °C und wird danach über die Leitung 23 in das Rohr/die Rohre des Reaktors 18 eingeleitet. Das Aufheizen der Verbrennungsluft für die Brennkammer erfolgt in gleicher Weise wie oben bei Figur 1 beschrieben, zunächst durch Aufheizung über denOrder of magnitude of approximately 650 ° C and is then introduced via line 23 into the pipe(s) of the reactor 18. The combustion air for the combustion chamber is heated in the same way as described above in Figure 1, initially by heating via the

Wärmetauscher 43 und dann durch weitere Aufheizung über den Wärmetauscher 45, wobei beide Wärmetauscher 43 und 45 in dem Rauchgaskanal 49 angeordnet sind. Die Aufheizung und Verdampfung des der Anlage zugeführten demineralisierten Wassers für dieHeat exchanger 43 and then by further heating via the heat exchanger 45, both heat exchangers 43 and 45 being arranged in the flue gas duct 49. The heating and evaporation of the demineralized water supplied to the system for the

Dampftrommel 60 über den Vorwärmer 28 und den Wärmetauscher 52, der im Rauchgaskanal 49 angeordnet ist, erfolgt im Prinzip in gleicher Weise wie bei der Variante von Figur 1. Bei der alternativen Variante gemäß Figur 3 sind somit—in der Reihenfolge in Strömungsrichtung desSteam drum 60 via the preheater 28 and the heat exchanger 52, which is arranged in the flue gas duct 49, takes place in principle in the same way as in the variant of FIG. 1. In the alternative variant according to FIG

Rauchgases gesehen- im Rauchgaskanal 49 die fünf Wärmetauscher 67, 22, 45, 52 und 43 hintereinander angeordnet.As seen from the flue gas - the five heat exchangers 67, 22, 45, 52 and 43 are arranged one behind the other in the flue gas duct 49.

Der entscheidende Unterschied bei der Reaktionsführung gemäß Figur 3 im Vergleich zu derjenigen von Figur 1 liegt darin, dass die Feedgas-Vorwärmung auf niedrigere Temperaturen von beispielsweise etwa 650 °C begrenzt wird, wodurch die Lebensdauer des Reaktorstahls auch im Kontakt mit dem Ammoniak vergrößert wird. Dafür wird der eintretende Gasstrom zunächst auf beispielsweise etwa 650 °C vorgewärmt und dann wird im Pre-Reformer 65 einThe crucial difference in the reaction procedure according to FIG. 3 compared to that of FIG. 1 is that the feed gas preheating is limited to lower temperatures of, for example, approximately 650 ° C, which increases the service life of the reactor steel even in contact with the ammonia. For this purpose, the incoming gas stream is first preheated to, for example, around 650 ° C and then in the pre-reformer 65

Teil der Reaktion durchgeführt. Anschließend wird der Feedgasstrom mit dem teilweise bereits gespaltenen Ammoniak noch einmal erwärmt, beispielsweise erneut auf eine Temperatur von etwa 650 °C und in den analog einem Primärreformer konstruierten Reaktor 18 geleitet, wo die restliche Reaktion stattfindet.Part of the reaction carried out. The feed gas stream with the partially already split ammonia is then heated again, for example again to a temperature of approximately 650 ° C, and fed into the reactor 18, which is constructed analogously to a primary reformer, where the remaining reaction takes place.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figur 4 eine weitere Variante des erfindungsgemäBen Verfahrens näher erläutert. Bei dieser Variante kann man eine adiabateA further variant of the method according to the invention will be explained in more detail below with reference to FIG. 4. With this variant you can use an adiabatic

Reaktionsführung erreichen, jedoch mit externer Energiezufuhr. Auch hier lässt sich die oben erwähnte Materialproblematik (schnelle Korrosion des Rohrmaterials durch Nitrierung) vermeiden, wobei die Wärme dem Feedgasstrom sukzessive in Stufen zugegeben wird und in mehreren Katalysatorschüttungen zur Versorgung der Reaktion mit Energie genutzt wird. DieAchieve reaction control, but with external energy supply. Here too, the material problem mentioned above (rapid corrosion of the pipe material due to nitriding) can be avoided by adding the heat to the feed gas stream successively in stages and using it in several catalyst beds to supply the reaction with energy. The

Anordnung der Schüttungen kann entweder als Hordenreaktor erfolgen, in dem alleThe beds can be arranged either as a tray reactor in which all

Katalysatorbetten übereinander gestapelt sind, wie dies in der Figur 4 dargestellt ist oder alternativ können auch mehrere Reaktoren als getrennte Behälter ausgeführt sein. EinCatalyst beds are stacked one on top of the other, as shown in Figure 4, or alternatively several reactors can be designed as separate containers. A

Brennersystem verbrennt vorzugsweise das Restgas der Wasserstoffaufarbeitung und gegebenenfalls zusätzliches Ammoniak, sofern erforderlich. Das Rauchgas diesesBurner system preferably burns the residual gas from the hydrogen processing and, if necessary, additional ammonia if necessary. The smoke of this

Brennersystems dient als Energiequelle für die Reaktion.Burner system serves as an energy source for the reaction.

Bei der Variante von Figur 4 wird das in dem Gas-Gas-Wärmetauscher 22 vorgewärmte und danach in dem weiteren Wärmetauscher 69 weiter auf die vorgesehene Reaktionstemperatur von beispielsweise etwa 650 °C erwärmte Ammoniak-Feedgas in ein erstes Katalysatorbett 70 eingeleitet und dort teilweise gespalten, wobei die Temperatur durch die Reaktion auf beispielsweise etwa 400 bis 450 °C absinkt. Das so etwas abgekühlte Prozessgas wird durch einen Wärmetauscher 71 geleitet und dort wieder auf die vorgesehene Reaktionstemperatur von beispielsweise etwa 650 aufgewärmt und in das zweite Katalysatorbett 72 eingeleitet, wo erneut zumindest ein Anteil des im Feedgasstrom enthaltenen Ammoniaks gespalten wird. Der4, the ammonia feed gas preheated in the gas-gas heat exchanger 22 and then further heated in the further heat exchanger 69 to the intended reaction temperature of, for example, approximately 650 ° C, is introduced into a first catalyst bed 70 and partially split there, the temperature drops to, for example, about 400 to 450 ° C as a result of the reaction. The slightly cooled process gas is passed through a heat exchanger 71 and there it is warmed up again to the intended reaction temperature of, for example, approximately 650 and introduced into the second catalyst bed 72, where at least a portion of the ammonia contained in the feed gas stream is again split. The

Wärmetauscher 71 ist in einem Rauchgaskanal 49 angeordnet, so dass das heiße Rauchgas dazu dient, den Feedgasstrom aufzuheizen. Das nach der Reaktion im zweiten Katalysatorbett etwas abgekühlte Feedgas wird erneut durch einen Wärmetauscher 73 geleitet, welcher sich in dem Rauchgaskanal 49 befindet, dort wieder aufgeheizt und anschließend in das dritteHeat exchanger 71 is arranged in a flue gas duct 49 so that the hot flue gas serves to heat up the feed gas stream. The feed gas, which has cooled slightly after the reaction in the second catalyst bed, is passed again through a heat exchanger 73, which is located in the flue gas duct 49, heated there again and then into the third

Katalysatorbett 74 eingeleitet. In entsprechender Weise werden danach ein dritterCatalyst bed 74 initiated. A third will be added accordingly

Wärmetauscher 75, ein viertes Katalysatorbett 76, ein vierter Wärmetauscher 77 und ein fünftes Katalysatorbett 78 durchströmt und nach dem Verlassen des fünften Katalysatorbetts 78 strömt das noch heiße Prozessgas über die Leitung 79 durch den Wärmetauscher 26, welcher der Dampferzeugung dient, durchströmt dann den Gas-Gas-Wärmetauscher 20 und von dort aus zu der Druckwechseladsorption 31, in der Wasserstoff aus dem Produktgasstrom abgetrennt wird. Bei einer Anordnung von beispielsweise fünf hintereinander geschaltetenHeat exchanger 75, a fourth catalyst bed 76, a fourth heat exchanger 77 and a fifth catalyst bed 78 flows through and after leaving the fifth catalyst bed 78, the still hot process gas flows via line 79 through the heat exchanger 26, which is used to generate steam, then flows through the gas Gas heat exchanger 20 and from there to the pressure swing adsorption 31, in which hydrogen is separated from the product gas stream. With an arrangement of, for example, five connected in series

Katalysatorbetten gemäß der Variante von Figur 4 kann der gleiche Umsatz erreicht werden wie in einer isothermen Reaktionsführung. Die Vorwärmung des Feedstroms ist beispielsweise auf etwa 650 °C begrenzt, um die Nitrierung des verwendeten Stahls zu vermindern, wobei die Austrittstemperaturen der Katalysatorbetten beispielsweise von etwa 450 °C auf etwa 600 °C steigen.Catalyst beds according to the variant of Figure 4 can achieve the same conversion as in an isothermal reaction. The preheating of the feed stream is limited, for example, to approximately 650 ° C in order to reduce the nitriding of the steel used, with the outlet temperatures of the catalyst beds increasing, for example, from approximately 450 ° C to approximately 600 ° C.

Die nach der Abtrennung des Wasserstoffs in der Druckwechseladsorption 31 abgetrenntenThose separated after the hydrogen has been separated off in the pressure swing adsorption 31

Gase, nämlich restliches Ammoniak, Stickstoff, Wasser und restlicher Wasserstoff, werden in die Restgasverbrennung 68 eingespeist und dort zusammen mit der über die Leitung zugeführten Verbrennungsluft verbrannt, wobei das die Restgasverbrennung verlassendeGases, namely residual ammonia, nitrogen, water and residual hydrogen, are fed into the residual gas combustion 68 and burned there together with the combustion air supplied via the line, leaving the residual gas combustion

Rauchgas eine vergleichsweise hohe Temperatur von mehr als 1000 °C, insbesondere von über 1100 °C, insbesondere von über 1200 °C, insbesondere von über 1300 °C, besonders bevorzugt von mehr als 1400 °C aufweisen kann, so dass das Rauchgas genügendFlue gas can have a comparatively high temperature of more than 1000 ° C, in particular of over 1100 ° C, in particular of over 1200 ° C, in particular of over 1300 ° C, particularly preferably of more than 1400 ° C, so that the flue gas is sufficient

Wärmeenergie enthält, um auch nach dem Durchströmen der im Rauchgaskanal angeordneten Kaskade von Wärmetauschern 77, 75, 73, 71 eine ausreichende Temperatur aufzuweisen, um in dem fünften Wärmetauscher 69 der Kaskade den über die Leitung 19 zugeführten Ammoniak-Feedgasstrom auf eine für die Reaktion im ersten Katalysatorbett 70 ausreichende Temperatur aufzuwärmen.Contains thermal energy in order to have a sufficient temperature, even after flowing through the cascade of heat exchangers 77, 75, 73, 71 arranged in the flue gas duct, in order to reduce the ammonia feed gas stream supplied via line 19 in the fifth heat exchanger 69 of the cascade to a level for the reaction in first catalyst bed 70 to warm up to sufficient temperature.

Bei der Variante gemäß Figur 4 sind insgesamt sieben Wärmetauscher in dem Rauchgaskanal 49 angeordnet, wobei auch die Erwärmung der Verbrennungsluft über einen Wärmetauscher 43 erfolgt, welcher ähnlich wie bei der Variante von Figur 1 als letzter Wärmetauscher jenseits der oben beschriebenen Kaskade von Wärmetauschern in dem stromabwärts gelegenenIn the variant according to Figure 4, a total of seven heat exchangers are arranged in the flue gas duct 49, with the combustion air also being heated via a heat exchanger 43, which, similar to the variant from Figure 1, is the last heat exchanger beyond the cascade of heat exchangers described above in the downstream located

Endbereich des Rauchgaskanals 49 angeordnet ist. Der sich stromaufwärts im Rauchgaskanal an den Wärmetauscher 43 anschließende Wärmetauscher 52 dient der Erhitzung des Dampfs und entspricht im Prinzip dem Wärmetauscher 52 in Figur 1, welcher ebenfalls imEnd region of the flue gas duct 49 is arranged. The heat exchanger 52, which adjoins the heat exchanger 43 upstream in the flue gas duct, serves to heat the steam and corresponds in principle to the heat exchanger 52 in Figure 1, which is also in the

Rauchgaskanal 49 angeordnet ist. Da die Temperatur des Rauchgases nach derFlue gas duct 49 is arranged. Since the temperature of the flue gas depends on the

Restgasverbrennung 68 wesentlich höher liegt, als bei den zuvor beschriebenen Varianten von Figur 1 und 2, kann bei der Variante von Figur 4 eine größere Anzahl von Wärmetauschern im Rauchgaskanal 49 angeordnet werden. Die Temperaturdifferenzen nach demResidual gas combustion 68 is significantly higher than in the previously described variants of Figures 1 and 2, a larger number of heat exchangers can be arranged in the flue gas duct 49 in the variant of Figure 4. The temperature differences after

Durchströmen jeweils eines Wärmetauschers im Rauchgaskanal können beispielsweise bei jeweils etwa 100 °C bis etwa 220 °C oder mehr liegen, so dass die Rauchgastemperatur vor dem Durchströmen des letzten Wärmetauschers 43 immer noch in einer Größenordnung von über 300 °C liegt und somit ausreicht, um die Verbrennungsluft zu erwärmen, die nach ihrerFlowing through one heat exchanger in the flue gas duct can, for example, be around 100 ° C to around 220 ° C or more, so that the flue gas temperature before flowing through the last heat exchanger 43 is still on the order of over 300 ° C and is therefore sufficient to heat the combustion air, which after their

Erwärmung in die Restgasverbrennung 68 eingeleitet wird. Anders als bei den beidenHeating is introduced into the residual gas combustion 68. Unlike those two

Varianten der Figuren 1 und 3 wird somit bei der Variante von Figur 4 die Restgasverbrennung 68 als Energiequelle für eine stufenweise Aufheizung einzelner Katalysatorbetten 70, 72, 74, 76, 78 genutzt und die Reaktion in diesen Katalysatorbetten erfolgt quasi räumlich getrennt von der Restgasverbrennung 68. Bei der Variante von Figur 1 erfolgt hingegen die1 and 3, in the variant of Figure 4, the residual gas combustion 68 is used as an energy source for a gradual heating of individual catalyst beds 70, 72, 74, 76, 78 and the reaction in these catalyst beds takes place virtually spatially separated from the residual gas combustion 68. In the variant of Figure 1, however, this takes place

Verbrennung von Restgas gegebenenfalls im Gemisch mit frischem Ammoniak sowie derCombustion of residual gas, if necessary in a mixture with fresh ammonia and the

Verbrennungsluft in einem Reaktor 18, durch dessen Rohr (Rohre) der Feedstrom vonCombustion air in a reactor 18, through whose pipe (pipes) the feed stream of

Ammoniakgas hindurchströmt, so dass der Ammoniakgas-Feedstrom unmittelbar im Reaktor 18 durch diesen Verbrennungsprozess erhitzt wird.Ammonia gas flows through, so that the ammonia gas feed stream is heated directly in the reactor 18 by this combustion process.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel derA further exemplary embodiment is described below with reference to FIG

Erfindung näher erläutert. Bei dieser Variante kann ein Teil der Heizleistung durch elektrischenInvention explained in more detail. In this variant, part of the heating output can be provided electrically

Strom eingebracht werden. Im Extremfall wird kein frisches Ammoniak als Brennstoff verwendet, sondern nur das Abgas der Wasserstoffaufreinigung. In diesem Fall wird die maximal mögliche Menge an Wasserstoff erzeugt, die nur bestimmt wird von der Ausbeute derElectricity can be introduced. In extreme cases, no fresh ammonia is used as fuel, but only the exhaust gas from hydrogen purification. In this case, the maximum possible amount of hydrogen is produced, which is only determined by the yield

Wasserstoffaufreinigung. Diesem Vorteil steht allerdings bei dieser Variante das Erfordernis gegenüber, dass nicht unerhebliche Mengen an elektrischer Energie eingesetzt werden müssen. Figur 5 zeigt ein beispielhaftes erfindungsgemäles Verfahrenskonzept mit einer vierstufigen Reaktorkaskade und elektrischer Zuheizung.Hydrogen purification. In this variant, however, this advantage is offset by the requirement that significant amounts of electrical energy must be used. Figure 5 shows an exemplary process concept according to the invention with a four-stage reactor cascade and additional electrical heating.

Ähnlich wie bei der oben beschriebenen Variante von Figur 4 ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 eine Restgasverbrennung 68 vorgesehen, in deren Rauchgaskanal 49 eineSimilar to the variant of Figure 4 described above, in the exemplary embodiment according to Figure 5 a residual gas combustion 68 is provided, in the flue gas duct 49 of which

Reihe von Wärmetauschern angeordnet ist. Die Reaktion der Ammoniakspaltung erfolgt in insgesamt vier hintereinander geschalteten Katalysatorbetten 70, 72, 74, 76, wobei derRow of heat exchangers is arranged. The ammonia splitting reaction takes place in a total of four catalyst beds 70, 72, 74, 76 connected in series, with the

Feedgasstrom des Ammoniaks zunächst durch den Gas-Gas-Wärmetauscher 20 und denFeed gas flow of ammonia first through the gas-gas heat exchanger 20 and the

Wärmetauscher 69 im Rauchgaskanal 49 geleitet wird und danach über eine elektrischeHeat exchanger 69 is passed in the flue gas duct 49 and then via an electrical

Heizvorrichtung 88 weiter auf die vorgesehene Eintrittstemperatur in das erste Katalysatorbett 70 von beispielsweise etwa 650 °C aufgeheizt wird. Die elektrische Heizvorrichtung kann nur unterstützend eingesetzt werden, das heißt dass die Vorheizung vor der weiteren elektrischenHeating device 88 is further heated to the intended entry temperature into the first catalyst bed 70 of, for example, approximately 650 ° C. The electric heating device can only be used as a support, which means that the preheating takes place before further electric heating

Aufheizung zum Beispiel bereits eine Erwärmung auf eine Temperatur von über 600 °C leisten kann. Durch die Reaktion im ersten Katalysatorbett 70 erfolgt eine Abkühlung desHeating, for example, can already achieve heating to a temperature of over 600 °C. The reaction in the first catalyst bed 70 causes the catalyst to cool down

Prozessgases beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von etwa 450 °C und das abgekühlte Prozessgas kann dann über die Leitung 80 zur erneuten Aufheizung demProcess gas, for example, to a temperature in the range of approximately 450 ° C and the cooled process gas can then be used via line 80 for reheating

Wärmetauscher 77 zugeführt und von dort dann in das zweite Katalysatorbett 72 eingeleitet werden. Dieser erste Wärmetauscher 77 nach dem Durchströmen des ersten Katalysatorbetts ist anders als bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 4 derjenige Wärmetauscher, welcher unmittelbar stromabwärts der Restgasverbrennung 68 angeordnet ist. Nach demHeat exchanger 77 is supplied and from there is then introduced into the second catalyst bed 72. Unlike the exemplary embodiment of FIG. 4, this first heat exchanger 77 after the flow through the first catalyst bed is the heat exchanger which is arranged immediately downstream of the residual gas combustion 68. After

Durchströmen des zweiten Katalysatorbettes 72 wird das Prozessgas erneut aufgewärmt, indem es durch den Wärmetauscher 75 im Rauchgaskanal 49 geleitet wird. Zusätzlich kann eine weitere elektrische Heizvorrichtung 81 vorgesehen sein, um das Prozessgas vor derFlowing through the second catalyst bed 72, the process gas is warmed up again by being passed through the heat exchanger 75 in the flue gas duct 49. In addition, a further electrical heating device 81 can be provided to heat the process gas in front of the

Einleitung in das dritte Katalysatorbett 74 auf die vorgesehene Eintrittstemperatur aufzuheizen, welche beispielsweise höher sein kann als bei dem ersten und dem zweiten Katalysatorbett 70, 72 und insbesondere bei 700°C bis über 800 °C liegen kann, beispielsweise bei etwa 850 °C.Introduction into the third catalyst bed 74 to be heated to the intended inlet temperature, which can, for example, be higher than in the first and second catalyst beds 70, 72 and in particular can be from 700 ° C to over 800 ° C, for example around 850 ° C.

Nach dem Durchtritt durch das dritte Katalysatorbett 74 kann das Prozessgas durch einen weiteren Wärmetauscher 73 im Rauchgaskanal 49 geleitet werden und danach unterstützend elektrisch Über die elektrische Heizvorrrichtung 82 aufgeheizt werden auf eine Temperatur, die für den Eintritt in das vierte Katalysatorbett 76 vorgesehen ist und die wiederum höher sein kann als bei dem ersten und dem zweiten Katalysatorbett. Beispielsweise liegt dieAfter passing through the third catalyst bed 74, the process gas can be passed through a further heat exchanger 73 in the flue gas duct 49 and then heated electrically via the electrical heating device 82 to a temperature that is intended for entry into the fourth catalyst bed 76 and which in turn can be higher than in the first and second catalyst beds. For example, the

Eintrittsstemperatur in das vierte Katalysatorbett 76 bei mehr als 700 - 800 °C, zum Beispiel bei etwa 840 °C. Auf diese Weise können mehrere, beispielsweise drei elektrischeEntry temperature into the fourth catalyst bed 76 at more than 700 - 800 ° C, for example at about 840 ° C. In this way, several, for example three electrical

Heizvorrichtungen 79, 81, 82 für die Aufheizung des Prozessgases auf die für das jeweiligeHeating devices 79, 81, 82 for heating the process gas to the appropriate level

Katalysatorbett vorgesehene Eintrittstemperatur unterstützend eingesetzt werden, wobei jedoch wie in den zuvor beschriebenen Beispielen größtenteils die Wärme aus dem Abgas derThe inlet temperature provided for the catalyst bed can be used to provide support, although, as in the examples described above, the heat from the exhaust gas is largely used

Restgasverbrennung durch mehrere im Rauchgaskanal 49 angeordnete Wärmetauscher 73, 75, 77 für die Aufheizung des Prozessgases eingesetzt werden kann. Nach dem Durchtritt durch das vierte Katalysatorbett 76 kann das heiße Prozessgas wiederum über die Leitung 79 durch den Wärmetauscher 26 geleitet werden, mittels dessen Dampf erhitzt wird.Residual gas combustion can be used for heating the process gas through several heat exchangers 73, 75, 77 arranged in the flue gas duct 49. After passing through the fourth catalyst bed 76, the hot process gas can again be passed via line 79 through the heat exchanger 26, by means of which steam is heated.

Figur 2, auf die nachfolgend Bezug genommen wird, zeigt einen Detailausschnitt imFigure 2, to which reference is made below, shows a detailed section

Frontendbereich einer erfindungsgemäßen Anlage, in der die Erwärmung und Verdampfung des Ammoniaks erfolgt. Die Darstellung gemäß Figur 2 zeigt eine alternative Ausführungsform dieses Teilbereichs der Anlage. Anders als bei der oben im Zusammenhang mit Figur 1 geschilderten Variante der Verdampfung sind hier anstelle nur eines zwei Verdampfer 14, 83 vorgesehen, die parallel geschaltet sein können. Das Ammoniak aus dem Ammoniaktank 10 wird mittels der Pumpe 12 durch den Vorwärmer 13 gefördert und danach über zwei zueinander parallele Leitungen 84, 85 jeweils in den ersten Verdampfer 14 und in den zweitenFront end area of a system according to the invention, in which the ammonia is heated and evaporated. The illustration according to Figure 2 shows an alternative embodiment of this part of the system. Unlike the variant of evaporation described above in connection with FIG. 1, two evaporators 14, 83 are provided here instead of just one, which can be connected in parallel. The ammonia from the ammonia tank 10 is conveyed through the preheater 13 by means of the pump 12 and then via two mutually parallel lines 84, 85 into the first evaporator 14 and into the second

Verdampfer 83 eingeleitet, wobei der zweite Verdampfer 83 über die Leitung 86 mit Dampf gespeist werden kann, während dem ersten Verdampfer 14 über die Leitung 87Evaporator 83 is introduced, the second evaporator 83 being able to be fed with steam via line 86, while the first evaporator 14 can be supplied with steam via line 87

Dampfkondensat zugeführt wird. Nach dem Durchströmen des ersten Verdampfers 14 gelangt das Kondensat über die Leitung 64 zu dem Vorwärmer 13 und durchströmt diesen ebenfalls unter Wärmeabgabe. Das verdampfte Ammoniakgas kann über die Leitung 15 einer Anlage zur Spaltung von Ammoniak zugeführt werden, wie sie in den Figuren 1, 3, 4 oder 5 beschrieben ist.Steam condensate is supplied. After flowing through the first evaporator 14, the condensate reaches the preheater 13 via line 64 and also flows through it, releasing heat. The evaporated ammonia gas can be fed via line 15 to a plant for splitting ammonia, as described in Figures 1, 3, 4 or 5.

Bezugszeichenliste 10 Ammoniaktank 11 Leitung 12 Pumpe 13 Vorwärmer 14 Verdampfer 15 Leitung 16 Abzweigung 17 Leitung 18 Reaktor 19 Leitung 20 Gas-Gas-Wärmetauscher 21 Leitung 22 Wärmetauscher 23 Leitung 24 Rohre des Reaktors 25 Austrittsleitung aus dem Reaktor 26 weiterer Wärmetauscher 27 Leitung 28 Vorwärmer 29 Prozesskühler 30 Leitung 31 Druckwechseladsorption, Trennvorrichtung 32 Leitung 33 Kompressor 34 Wärmetauscher 35 Kompressor 36 Wärmetauscher 37 Ausgangsleitung für Wasserstoff 38 Rückführleitung 39 abzweigende Leitung 40 Filter für Verbrennungsluft 41 Verdichter 42 Leitung 43 Wärmetauscher 44 LeitungList of reference symbols 10 ammonia tank 11 line 12 pump 13 preheater 14 evaporator 15 line 16 branch 17 line 18 reactor 19 line 20 gas-gas heat exchanger 21 line 22 heat exchanger 23 line 24 pipes of the reactor 25 outlet line from the reactor 26 further heat exchanger 27 line 28 preheater 29 Process cooler 30 line 31 pressure swing adsorption, separation device 32 line 33 compressor 34 heat exchanger 35 compressor 36 heat exchanger 37 output line for hydrogen 38 return line 39 branch line 40 filter for combustion air 41 compressor 42 line 43 heat exchanger 44 line

45 Wärmetauscher 46 Leitung 47 Zweigleitung 48 Zweigleitung 49 Rauchgaskanal, Abgaskanal 50 Rauchgasentstickungseinheit 51 Leitung 52 Wärmetauscher 53 Rauchgasverdichter 54 Kamin 55 Leitung für die Einspeisung von Wasser 56 Deaerator 57 Pumpe 58 Leitung 59 Leitung 60 Dampftrommel 61 Leitung 62 Leitung 63 Leitung 64 Leitung 65 Pre-Reformer 66 Leitung 67 weiterer Wärmetauscher 68 Restgasverbrennung 69 Wärmetauscher 70 erstes Katalysatorbett 71 Wärmetauscher 72 zweites Katalysatorbett 73 Wärmetauscher 74 drittes Katalysatorbett 75 Wärmetauscher 76 viertes Katalysatorbett 77 Wärmetauscher 78 fünftes Katalysatorbett 79 Leitung 80 Leitung 81 elektrische Heizvorrichtung45 Heat exchanger 46 Line 47 Branch line 48 Branch line 49 Flue gas duct, exhaust duct 50 Flue gas denitrification unit 51 Line 52 Heat exchanger 53 Flue gas compressor 54 Chimney 55 Line for feeding water 56 Deaerator 57 Pump 58 Line 59 Line 60 Steam drum 61 Line 62 Line 63 Line 64 Line 65 Pre- Reformer 66 line 67 further heat exchanger 68 residual gas combustion 69 heat exchanger 70 first catalyst bed 71 heat exchanger 72 second catalyst bed 73 heat exchanger 74 third catalyst bed 75 heat exchanger 76 fourth catalyst bed 77 heat exchanger 78 fifth catalyst bed 79 line 80 line 81 electrical heating device

82 elektrische Heizvorrichtung 83 weiterer Verdampfer 84 Leitung 85 Leitung 86 Leitung 87 Leitung 88 elektrische Heizvorrichtung82 electrical heating device 83 further evaporator 84 line 85 line 86 line 87 line 88 electrical heating device

Claims (18)

PatentansprüchePatent claims 1. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff durch Spaltung von Ammoniak, bei dem Ammoniak in Gegenwart eines Katalysators in Wasserstoff und Stickstoff gespalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltung des Ammoniaks ohne vorgeschaltete nicht-katalytische Oxidation in Abwesenheit eines Oxidationsmittels nur durch Zufuhr von Wärme in Gegenwart des Katalysators erfolgt.1. Process for producing hydrogen by splitting ammonia, in which ammonia is split into hydrogen and nitrogen in the presence of a catalyst, characterized in that the splitting of the ammonia without upstream non-catalytic oxidation in the absence of an oxidizing agent only by supplying heat Presence of the catalyst takes place. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltung des Ammoniaks in einem Reaktor (18) analog einem Primärreformer durchgeführt wird, wobei der Katalysator in mindestens einem Rohr angeordnet ist, welches von Ammoniak durchströmt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the splitting of the ammonia is carried out in a reactor (18) analogous to a primary reformer, the catalyst being arranged in at least one tube through which ammonia flows. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ammoniak-Feedgas vor Einleitung in den Reaktor (18) oder in ein Katalysatorbett (70) vorgeheizt wird und mit einer Temperatur von wenigstens etwa 600 °C und bis zu etwa 850 °C, vorzugsweise von wenigstens etwa 630 °C und bis zu etwa 820 °C in den Reaktor (18) oder in das Katalysatorbett (70) eintritt.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the ammonia feed gas is preheated before introduction into the reactor (18) or into a catalyst bed (70) and at a temperature of at least about 600 ° C and up to about 850 ° C, preferably from at least about 630 ° C and up to about 820 ° C, enters the reactor (18) or the catalyst bed (70). 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ammoniak-Feedgas vor Einleitung in den Reaktor (18) oder ein Katalysatorbett zunächst ein erstes Mal vorgeheizt wird und stromaufwärts des Reaktors (18) einem Pre-Reformer (65) zugeführt wird, in dem teilweise eine Spaltung des Ammoniaks in Wasserstoff und Stickstoff erfolgt und in dem eine Zwischenabkühlung auftritt und dass das Ammoniak-Feedgas danach erneut aufgeheizt wird, auf die für den Eintritt in den Reaktor (18) oder das Katalysatorbett vorgesehene Temperatur, und für die weitere Spaltreaktion in den Reaktor (18) oder das Katalysatorbett eingeleitet wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the ammonia feed gas is first preheated for the first time before being introduced into the reactor (18) or a catalyst bed and a pre-reformer (65) upstream of the reactor (18). is supplied, in which the ammonia is partially split into hydrogen and nitrogen and in which intermediate cooling occurs and that the ammonia feed gas is then heated again to the temperature intended for entry into the reactor (18) or the catalyst bed, and is introduced into the reactor (18) or the catalyst bed for the further cleavage reaction. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufheizen des Ammoniak-Feedgases mittels wenigstens eines Wärmetauschers (20) erfolgt, wobei Wärme aus dem Produktgasstrom stromabwärts des Reaktors (18) aufgenommen wird und/oder das Aufheizen des Ammoniak-Feedgases mittels wenigstens eines Wärmetauschers (22, 69) erfolgt, welcher im Strömungsweg eines Rauchgaskanals (49) angeordnet ist, wobei Wärme aus einem Rauchgasstrom einer Brennkammer des Reaktors (18) oder einer Restgasverbrennung (68) aufgenommen wird.5. The method according to any one of claims 3 or 4, characterized in that the ammonia feed gas is heated by means of at least one heat exchanger (20), heat being absorbed from the product gas stream downstream of the reactor (18) and/or the ammonia being heated -Feed gas takes place by means of at least one heat exchanger (22, 69), which is arranged in the flow path of a flue gas duct (49), heat being absorbed from a flue gas stream of a combustion chamber of the reactor (18) or from a residual gas combustion (68). 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bereitstellung des Ammoniak-Feedgases von flüssigem Ammoniak ausgegangen wird,6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that liquid ammonia is used to provide the ammonia feed gas, welches mit Hilfe der Wärmeenergie von heiRkem Dampf verdampft wird, wobei dieser heiße Dampf mittels wenigstens eines in der Anlage verschalteten Wärmetauschers (26, 52) gewonnen wird, welcher stromabwärts des Reaktors (18) oder der Restgasverbrennung (68) von heißem Produktgas durchströmt wird oder welcher im Strömungsweg eines Rauchgaskanals (49) angeordnet ist, wobei Wärme aus einem Rauchgasstrom einer Brennkammer des Reaktors (18) oder einem Abgasstrom der Restgasverbrennung (68) aufgenommen wird.which is evaporated with the help of the thermal energy of hot steam, this hot steam being obtained by means of at least one heat exchanger (26, 52) connected in the system, through which hot product gas flows downstream of the reactor (18) or the residual gas combustion (68), or which is arranged in the flow path of a flue gas duct (49), heat being absorbed from a flue gas stream of a combustion chamber of the reactor (18) or an exhaust gas stream from the residual gas combustion (68). 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennkammer des Reaktors (18) oder der Restgasverbrennung (68) Prozessluft zugeführt wird, welche in der Anlage vor Einleitung in die Brennkammer oder die Restgasverbrennung (68) mittels wenigstens eines Wärmetauschers (43, 45) vorgewärmt wird, welcher im Strômungsweg eines Rauchgaskanals (49) angeordnet ist, wobei Wärme aus einem Rauchgasstrom der Brennkammer des Reaktors (18) oder einem Abgasstrom der Restgasverbrennung (68) aufgenommen wird.7. The method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the combustion chamber of the reactor (18) or the residual gas combustion (68) is supplied with process air, which is in the system before being introduced into the combustion chamber or the residual gas combustion (68) by means of at least one Heat exchanger (43, 45) is preheated, which is arranged in the flow path of a flue gas duct (49), heat being absorbed from a flue gas stream of the combustion chamber of the reactor (18) or an exhaust gas stream from the residual gas combustion (68). 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion isotherm, quasi-isotherm oder in einer Mischform von isothermer und adiabater Prozessführung durchgeführt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the reaction is carried out isothermally, quasi-isothermally or in a mixed form of isothermal and adiabatic process control. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die im Rauchgasstrom des Reaktors (18) und/oder im Abgasstrom der Restgasverbrennung (68) enthaltene Wärmeenergie in wenigstens drei, vorzugsweise in wenigstens vier, besonders bevorzugt in wenigstens fünf in Strömungsrichtung des Rauchgasstroms oder Abgasstroms hintereinander angeordneten Wärmetauschern (67, 22, 45, 52, 43), vorzugsweise für verschiedene Teilprozesse des Verfahrens, genutzt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the thermal energy contained in the flue gas stream of the reactor (18) and / or in the exhaust gas stream of the residual gas combustion (68) is divided into at least three, preferably at least four, particularly preferably at least five Flow direction of the flue gas flow or exhaust gas flow of heat exchangers (67, 22, 45, 52, 43) arranged one behind the other, preferably for various sub-processes of the method, is used. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltung des Ammoniaks in wenigstens zwei in Strömungsrichtung hintereinander geschalteten Katalysatorbetten (70, 72, 74, 76, 78) erfolgt, wobei nach der Abkühlung des Prozessgases durch die Reaktion in einem ersten Katalysatorbett jeweils stromabwärts dieses ersten Katalysatorbetts eine erneute Aufheizung des Prozessgases mittels wenigstens eines Wärmetauschers (71, 73, 75, 77) vorgesehen ist, welcher vorzugsweise in einem Rauchgaskanal (49) angeordnet ist, welcher von dem Abgas einer Restgasverbrennung (68) gespeist wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the splitting of the ammonia takes place in at least two catalyst beds (70, 72, 74, 76, 78) connected one behind the other in the direction of flow, after the process gas has been cooled by the reaction in In a first catalyst bed downstream of this first catalyst bed, the process gas is heated again by means of at least one heat exchanger (71, 73, 75, 77), which is preferably arranged in a flue gas duct (49) which is fed by the exhaust gas from a residual gas combustion (68). becomes. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Restgasverbrennung (68) separat von den Katalysatorbetten (70, 72, 74, 76, 78) angeordnet ist und mit dem Restgas nach Abtrennung von Wasserstoff aus dem11. The method according to claim 10, characterized in that the residual gas combustion (68) is arranged separately from the catalyst beds (70, 72, 74, 76, 78) and with the residual gas after separation of hydrogen from the Prozessgas mittels mindestens einer Trennvorrichtung (31) betrieben wird, wobei die Trennvorrichtung vorzugsweise eine Druckwechseladsorption (31) umfasst und wobei der Restgasverbrennung (68) neben dem Restgas weiterhin vorzugsweise Verbrennungsluft von außerhalb der Anlage zugeführt wird.Process gas is operated by means of at least one separation device (31), the separation device preferably comprising a pressure swing adsorption (31) and wherein the residual gas combustion (68) is preferably supplied with combustion air from outside the system in addition to the residual gas. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine elektrische Heizvorrichtung (88, 81, 82) unterstützend eingesetzt wird, um das Prozessgas aufzuheizen, insbesondere um das Prozessgas bei Verwendung mehrerer in Strömungsrichtung hintereinander geschalteter Katalysatorbetten (70, 72, 74, 76) vor dem Eintritt in das jeweils nächste Katalysatorbett auf die für dieses vorgesehene Eintrittstemperatur zu bringen.12. The method according to any one of claims 3 to 11, characterized in that at least one electrical heating device (88, 81, 82) is used to provide support in order to heat up the process gas, in particular to heat the process gas when using several catalyst beds (70) connected one behind the other in the direction of flow. 72, 74, 76) before entering the next catalyst bed to the intended entry temperature. 13. Anlage zur Herstellung von Wasserstoff durch Spaltung von Ammoniak, umfassend eine Spalteinrichtung mit einem Reaktor (18) oder mindestens einem Katalysatorbett (70) zur katalytischen Spaltung von Ammoniak in Wasserstoff unter Zufuhr von Wärme, wobei stromaufwärts der Spalteinrichtung eine Verdampfungseinrichtung angeordnet ist, in der flüssiges Ammoniak erwärmt und verdampft wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfungseinrichtung wenigstens zwei Wärmetauscher (13, 14) umfasst, wobei mindestens ein erster Wärmetauscher (13) als Vorwärmer ausgebildet ist, um das Ammoniak vorzuwärmen und mindestens ein zweiter, dem ersten Wärmetauscher im Strömungsweg nachgeschalteter Wärmetauscher als Verdampfer (14) ausgebildet ist und wobei für den Betrieb mindestens eines dieser Wärmetauscher (13, 14) Dampf als Wärmequelle zugeführt wird, welcher in einer Dampferzeugungsvorrichtung (60) der Anlage mittels Prozesswärme erzeugt wird.13. Plant for producing hydrogen by splitting ammonia, comprising a splitting device with a reactor (18) or at least one catalyst bed (70) for the catalytic splitting of ammonia into hydrogen while supplying heat, an evaporation device being arranged upstream of the splitting device, in the liquid ammonia is heated and evaporated, characterized in that the evaporation device comprises at least two heat exchangers (13, 14), at least a first heat exchanger (13) being designed as a preheater in order to preheat the ammonia and at least a second, the first heat exchanger in Flow path downstream heat exchanger is designed as an evaporator (14) and for the operation of at least one of these heat exchangers (13, 14) steam is supplied as a heat source, which is generated in a steam generating device (60) of the system by means of process heat. 14. Anlage zur Herstellung von Wasserstoff nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens eine Dampftrommel (60) als Dampferzeugungseinrichtung umfasst, welche mit einem Wärmetauscher (26) in Wirkverbindung steht, der stromabwärts einer Spalteinrichtung (18) in einer Leitung (25) angeordnet ist, welche von heißem Prozessgas durchströmt wird.14. Plant for producing hydrogen according to claim 13, characterized in that it comprises at least one steam drum (60) as a steam generating device, which is in operative connection with a heat exchanger (26) which is downstream of a splitting device (18) in a line (25). is arranged, through which hot process gas flows. 15. Anlage zur Herstellung von Wasserstoff nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese weiterhin weitere Aggregate zur Wärmerückgewinnung und/oder Einrichtungen zur Ammoniakrückgewinnung und/oder Einrichtungen zur Wasserstoffaufreinigung umfasst.15. Plant for the production of hydrogen according to claim 13 or 14, characterized in that it further comprises further units for heat recovery and / or devices for ammonia recovery and / or devices for hydrogen purification. 16. Anlage zur Herstellung von Wasserstoff nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als weiteres Aggregat zur Wärmerückgewinnung wenigstens ein Gas-Gas- Wärmetauscher (20) im Leitungssystem (21) stromabwärts des Reaktors (18) oder eines Katalysatorbetts (70) angeordnet ist, welcher einerseits von dem heißen Prozessgas des Reaktors (18) oder Katalysatorbetts durchströmt wird und welcher andererseits von dem zu erwärmenden Ammoniak-Feedgasstrom durchströmt wird, welcher dem Reaktor (18) oder Katalysatorbett (70) zugeführt wird.16. Plant for producing hydrogen according to claim 15, characterized in that at least one gas-gas heat exchanger (20) is arranged in the line system (21) downstream of the reactor (18) or a catalyst bed (70) as a further unit for heat recovery, which, on the one hand, is flowed through by the hot process gas of the reactor (18) or catalyst bed and which, on the other hand, is flowed through by the ammonia feed gas stream to be heated, which is fed to the reactor (18) or catalyst bed (70). 17. Anlage zur Herstellung von Wasserstoff nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass als weiteres Aggregat zur Wärmerückgewinnung wenigstens ein Wärmetauscher (22, 45, 52, 43) in einem Rauchgaskanal (49) stromabwärts einer Brennkammer des Reaktors (18) oder stromabwärts einer Restgasverbrennung (68) der Anlage angeordnet ist.17. Plant for producing hydrogen according to one of claims 15 or 16, characterized in that as a further unit for heat recovery at least one heat exchanger (22, 45, 52, 43) in a flue gas duct (49) downstream of a combustion chamber of the reactor (18) or is arranged downstream of a residual gas combustion (68) of the system. 18. Verwendung einer Anlage zur Herstellung von Wasserstoff nach einem der Ansprüche 13 bis 17 in einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.18. Use of a plant for producing hydrogen according to one of claims 13 to 17 in a method according to one of claims 1 to 12.