CN117355482A - 氨裂解用于氢气生产 - Google Patents
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Abstract
一种用于通过氨的催化裂解合成氢气的方法；该方法包括使含氨流(10)在热量的存在下经历催化裂解步骤(11)以产生燃烧气体和含有氮气、氢气和潜在残留的氨以及任选的水的热裂解流(14)的步骤；该方法还包括使热裂解流经历氢气回收步骤以产生高纯度氢气流(22)的步骤。
Description
技术领域
本发明属于氢气生产领域，特别涉及用于从氨裂解单元生产氢气的方法和设备。
背景技术
电力行业和运输过度使用化石燃料对人类健康和福利以及环境造成了有害影响。目前，迫切需要提供一些环保且可持续的化石燃料替代品。
氢气和氨气是无碳载体，它们被认为是化石燃料的理想替代品。
在小规模上，可以通过各种国内资源(如太阳能、风能)和电解生产氢气。相反，在工业规模上，氢气是通过化石燃料的重整获得的，其主要通过天然气的重整(蒸汽重整)或煤衍生合成气的水煤气变换。
由蒸汽重整产生的氢气需要多步骤的方法，从天然气纯化开始、高温重整、高低温水煤气变换转换(WGS)和纯化。
不幸的是，由于重整过程，大量的CO2排放到大气中。
在本领域中，希望找到一种工业规模的氢气合成方法，该方法可以在不向大气中排放任何二氧化碳的情况下生产清洁的氢气。这种方法也应该在经济上与传统方法相比具有竞争力。
由可再生能源合成的绿色氨是氢气的无碳储存载体，具有许多潜在的能源应用，包括生产绿色氢气。可以通过被称为催化裂解的热分解过程从氨中获得氢气。
在催化裂解过程中，氨在热量和催化剂(Ni或Ru或Pt)的存在下根据以下吸热平衡分解或裂解回H2和N2：
在低至425℃的温度下，氨可以热力学转化为氢气。然而，在实践中，转化率取决于所使用的催化剂的类型。通常，Ni在比Ru(400℃)更高的温度(500-750℃)下具有活性，但后者的催化剂更昂贵。
氨的热催化转化所需的热量通常通过电加热炉中的电加热或在通过燃料燃烧的重整器中提供。
不幸的是，上述氨裂解技术存在几个缺点。首先，氨裂解技术是成熟的，并且市售主要用于小规模应用(即具有小于100kg H2/h的氢气生产速率)。
扩大这项技术的主要困难是设计足够紧凑但能够以与消耗量相一致的速率分解氨的裂解单元。
此外，在使用绝热裂解单元的计划中观察到的典型问题是氨的转化率相对较低(即氨逃逸率高)。相反，利用氧气吹炼自热重整器的裂解设备需要安装昂贵的空气分离单元ASU。
此外，对于高氢气生产率(>1000m3/h)，天然气重整仍然是最具成本效益的选择。
因此，鉴于上述考虑状态，非常希望提供一种具成本效益的氢气合成方法和适用于大规模氢气生产的设备。此外，改进的氢气合成方法应该是环境友好的，因此不会导致二氧化碳排放到大气中。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的上述缺点。特别地，本发明所解决的问题是如何减少二氧化碳排放量和设备的成本，以及如何提供适合用于大规模生产的方法和设备。
本发明涉及一种方法，其中通过氨的裂解获得高纯度氢气流。
本发明的第一方面是根据权利要求1的用于催化合成氢气的无碳氢气生产方法。
根据权利要求1所述的方法包括以下步骤：使任选添加有水的氨流经历预热步骤以产生含氨流，使所述含氨流在热量的存在下经历催化氨裂解步骤以产生含有氮气、氢气以及潜在残留的氨和水的热裂解流。
根据权利要求1所述的方法还包括以下步骤：使热裂解流经历氢气回收步骤以产生高纯度氢气流和尾气，或者使热裂解流在水的存在下经历洗涤步骤以产生纯化气体流，并进一步使所述纯化气体流经历氢气回收步骤以产生高纯度氢气流和尾气。
此外，根据权利要求1所述的方法包括以下步骤：将尾气的至少一部分作为燃料气体再循环以提供热量用于催化裂解步骤的步骤和排出所述高纯度氢气流。
本发明的另一个方面是根据权利要求7的用于生产氢气的方法。
根据权利要求7所述的方法包括以下步骤：使氨流经历加热阶段以产生含氨流，在热量的存在下使所述含氨流经历催化氨裂解步骤以产生燃烧气体和含有氮气、氢气和残留氨的热裂解流。
根据权利要求7所述的方法还包括以下步骤：任选地将热裂解流与水混合以产生添加有水的热裂解流，并且将所述热裂解流或所述添加有水的热裂解流进料到冷却阶段以产生冷却流，使所述冷却流经历闪蒸分离步骤以产生贫氨流以及氨流或氨水溶液，并进一步使所述贫氨流经历氢气回收步骤以产生高纯度氢流和尾气。
或者，使所述贫氨气体流在水的存在下经历洗涤步骤以产生纯化气体。使所述纯化气体进一步经历氢气回收步骤以产生高纯度氢气流和尾气。
此外，根据权利要求7所述的方法包括以下步骤：将尾气的至少一部分作为燃料气体再循环以提供热量用于催化裂解步骤的步骤和排出所述高纯度氢气流。
本发明的另一个方面是根据权利要求的用于生产氢气的设备。
适于执行权利要求1的方法的氢气生产设备包括至少一个适合于氨裂解的炉，其包括多个外部加热的催化管、设置成将含氨流进料到管中的输入管线和设置成从管收集热裂解流的输出管线。
适于执行权利要求1的方法的设备包括配置为回收高纯度氢气流和尾气的氢气回收单元、设置成将从所述氢气回收单元分离的所述尾气的至少一部分再循环到炉中以用作附加燃料的管线、以及设置成从所述氢气回收单元取出高纯度氢气流的管线。
适于执行权利要求7的方法的设备包括适合于氨裂解的炉，其包括多个外部加热的催化管、设置成将含氨流进料到管中的输入管线、设置成从管收集热裂解流的输出管线、以及可选地配置成向热裂解流提供水的管线。
适于执行权利要求7的方法的设备还包括与所述输出管线连通并配置成将贫氨气体流与氨流或氨水溶液分离的闪蒸分离器单元、与所述闪蒸分离器流体连通并配置成回收高纯度氢气流和尾气的氢气回收单元、设置成将从所述氢气回收单元分离的所述尾气的至少一部分再循环到炉中以用作附加燃料的管线、以及设置成从所述氢气回收单元取出高纯度氢气流的管线。
有利地，通过将空气而不是氧气进料到炉中，不需要空气分离单元。甚至更有利地，通过调节燃料-空气比(即在过量空气中运行)，可以使离开炉的燃烧气体的NOx含量最小化。此外，通过安装SCR选择性催化还原SCR或非选择性催化还原减少***NSCR，***中存在的NOx可以被完全去除或减少到几个ppm。
甚至更有利地，与在本发明的方法中使用天然气作为燃料源所进行的重整方法相反，使用无碳源(例如氨)作为可燃气体，从而不会将二氧化碳排放物释放到大气中。
有利地，在方法和设备配置中，其中将电裂解单元设置在炉之前或与炉集成在一起，可以设想在氢气的合成中具有高的灵活性。
优选的实施例
根据本发明的特别优选的实施例，维持氨的吸热裂解所需的热量是通过在预热空气的存在下燃料气体的燃烧反应以产生燃烧气体提供的。
优选地，在催化裂解步骤中用作可燃气体的燃料气体包含氨、或氮气和氢气的混合物、或氨、氮气和氢气的混合物。有利地，没有二氧化碳排放物释放到大气中。
根据本发明的替代实施例，可以将余有的化石燃料(例如天然气)添加到燃料气体中以维持燃烧。由于所使用的天然气的量低，在该替代实施例中，该方法的二氧化碳排放量仍然低于传统的氢气合成方法中所预期的排放量。
根据本发明的替代实施例，该方法还包括以下步骤：在电加热的存在下使保留氨的燃料气体经历裂解，以产生保留氢气和氮气以及潜在的未经转化的氨的气体混合物，并且进一步使所述气体混合物在预热空气的存在下经历燃烧以在催化裂解步骤中提供重整热量。
或者，保留氨的燃料气体也可以经历催化裂解步骤，其中维持裂解反应所需的热量从燃烧气体中回收。热裂解步骤和电裂解步骤可以在单个炉中进行。在该具体的实施例中，炉可以包括燃烧器和电裂解单元。
优选地，将燃烧器设计成燃烧氨、或氨和富氢流的混合物、或氨和富氢流和尾气的混合物、或富氢流和尾气的混合物。此外，燃烧器可以在添加有天然气或化石燃料的上述流的混合物中操作。
根据特别优选的实施例，在经历所述裂解步骤之前或在炉中经历燃烧之前，燃料气体进一步经历热回收步骤，其中热量从燃烧气体间接传递到燃料气体。
用于氨催化裂解步骤所需的重整热量可以通过在预热空气的存在下燃料气体的燃烧来提供。
根据替代实施例，氨水溶液可以经历蒸馏步骤以从水溶液中分离氨流，并且氨流的至少一部分可以作为燃料再循环以向催化裂解步骤提供热量。
此外，氨流的一部分可以再循环到加热阶段，以与主氨流一起经历氨催化裂解步骤。
该方法可进一步包括以下步骤：通过使水溶液的一部分与燃烧气体间接接触从燃烧气体中回收热量，并在热量回收后将水溶液的所述部分进料到蒸馏步骤以提供蒸馏热量。有利地，可以实现蒸馏步骤和氨催化裂解步骤之间的热集成，并且可以降低该过程的能量消耗。
该方法可进一步包括以下步骤：将从蒸馏中获得的一部分水溶液进料到任选添加有水补充流的热裂解流中。
根据本发明的特别优选的实施例，氢气纯化步骤借助于变压吸附单元或低温分离单元或膜纯化单元进行。本领域技术人员熟知根据热裂解流所保留的氢的浓度何时来选择一个单元而不是其他单元。
优选地，在氢气纯化步骤之后所获得的高纯度氢气具有高于95％wt，优选高于99％wt，更优选高于99.9％wt的浓度。
优选地，离开催化裂解步骤的热裂解流的温度在400至950℃之间，更优选在550至650℃之间。
优选地，催化裂解步骤在约5至65barg，更优选15至30barg(表压(bar gauge))的压力下进行。
根据本发明的特别优选的实施例，离开催化裂解步骤的燃烧气体在排放到大气中之前经历NOx减少步骤。或者，可以在炉的一部分中进行NOx减少步骤。
根据本发明的实施例，设备可以进一步包括纯化单元和管线，该纯化单元配置为从热裂解流中回收氨以产生纯化气体流和再循环气体，该管线设置为将至少一部分再循环气体进料到炉中。
此外，设备可以包括电裂解单元，该电裂解单元配置为裂解保留氨的燃料气体。或者，设备可以包括盘管，该盘管填充有催化剂并设置在炉的对流段中。填充有催化剂的盘管配置为利用穿过所述对流段的燃烧气体所保留的热量来催化裂解燃料气体。
根据本发明的实施例，燃料的催化裂解可以在组合方法中进行，其中燃料在设置在炉的对流段中的盘管中部***解，随后离开盘管的部分经裂解的燃料在电裂解单元中进一步裂解。
电裂解单元可以设置在炉之前，并且电裂解单元可以借助于采气管线(gas flowline)与炉连通。或者，电裂解单元可以集成到炉中，并且电裂解单元可用于在燃烧之前裂解燃料气体。
根据本发明的特别优选的实施例，设备包括蒸馏单元、管线，该蒸馏单元配置为分离氨水溶液中的水和氨，该管线将闪蒸分离器单元连接到蒸馏单元并且配置为将氨水溶液输送到所述蒸馏单元。
此外，设备还可以包括将蒸馏单元连接到炉的采气管线、换热器部分、管线，该换热器部分配置成通过水流从炉中的燃烧气体回收热量，该管线将蒸馏单元连接到所述换热器部分并且配置成输送水流，该水流将被用于炉和蒸馏单元之间的热集成目的。
根据本发明的实施例，炉可以包括适于去除NOx的单元(也称为脱NOx单元)，优选SCR单元、或SNCR单元、或两者的组合。通过SCR进行的NOx去除可以在150-600℃的温度范围内进行，或优选在包括350至600℃之间的温度范围内进行。相反，通过SNCR进行的NOx去除可以在850-1200℃的温度范围内进行，或优选在包括900至1050℃的范围内进行。术语NOx表示氮氧化物，主要是NO和NO2。
优选地，氢气回收单元是变压吸附单元或低温分离单元或膜分离单元。
根据本发明的实施例，氨催化裂解步骤在设有辐射段和对流段的炉中进行。辐射段保留优选包含镍基催化剂或钌基催化剂或钼基催化剂或铂基催化剂的管束，所述铂基催化剂可能添加有钼、钴和锂。
在本发明的一个特别令人感兴趣的实施例中，炉的对流段包括设置在炉的对流段中的多个换热器(盘管组)。优选地，所述换热器中的至少一个是蒸汽过热器，另外，废热锅炉盘管和沸水盘管也可以集成在炉中。在炉的对流段中所回收的热量可用于该过程中的热集成目的或用于能量生产。或者，也可以在炉下游完成热量回收。
炉出口可以用冷却介质(优选水、氨或较冷的气态流)直接淬火。
在冷却过程下游，可以优选在闪蒸器中从气相中分离氨水溶液，并且可以使用在炉的对流段中可用的热量在专用柱中蒸馏液体，并且可以在同一蒸馏柱中回收氨。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的氢气合成方法的示意图。
图2是根据本发明的另一个实施例的氢气合成方法的示意图。
图3是根据本发明的替代实施例的氢气合成方法的示意图。
图4是根据另一个实施例的氢气合成方法的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的第一实施例的氢气合成方法的示意图。
将液氨流2从储存进料罐1中取出并经由泵3进料到第一预热单元6，从而获得蒸发的或部分蒸发的氨流7或热的液氨7。
氨流7与水8混合，并在第二预热单元9中进行预热，以完成氨水流的蒸发，从而产生含氨流10。然后，将含氨流10进料到催化裂解单元11，以在热量的存在下进行催化裂解，从而产生裂解流14。
催化裂解单元11通常包括设有辐射段和对流段的炉。辐射段包括保留裂解催化剂(通常是镍基催化剂)的管束。
维持吸热的氨裂解反应所需的热量是通过燃料气体12在预热空气28的存在下的燃烧来提供的。
作为助燃剂进料到催化裂解炉的预热空气28是通过在炉的对流段中对离开鼓风机26的气流27进行预热而获得的。在所述对流段中，加压蒸汽29也通过从燃烧气体60回收热量而产生。然后，将燃烧气体在脱NOx阶段(图中未示出)中进行处理，以在被排放到大气中之前去除NOx。
将热裂解流14(通常保留残留氨)在水17的存在下经历洗涤步骤20，以产生纯化气体流51和再循环气体21。将水17在洗涤步骤中用作吸收剂，以利用氨在水中的高溶解度，从而从所述流中去除氨。
然后，将纯化气体流51进料到氢气回收步骤19，以产生高纯度氢气流22和尾气23。将氢气流22从氢气回收步骤取出，并根据氢气需求储存和/或输出。
然后，将尾气23和再循环气体21混合在一起，以产生混合流25并再循环回到氨裂解步骤/单元11。
在图2中，示出了根据本发明另一个实施例的氢气合成方法。
当热裂解流14所保留的氨含量在几个ppm的数量级，优选在ppb的数量级时，图2中所表示的方法可用于合成氢气。
在该具体的实施例中，将裂解流14直接进料到氢气回收步骤19，而不经过洗涤阶段。在变压吸附单元中进行氢气回收步骤。
或者，也可以在低温单元中回收氢气，其中进行一系列压缩和冷却阶段从而从纯化气体流中去除氮气，或者可以在氢气膜分离单元中回收氢气，其中利用了氢气在特定膜上的选择性渗透性。
在图3中，示出了氢气合成方法的替代实施例。
氨流7经历加热阶段6、51，其中与离开炉11的热裂解流14进行热量交换。此外，在被进料到炉中的氨催化裂解步骤之前，在炉的对流段中进一步加热9氨流以产生含氨流10。
含有氮气、氢气和残留氨的热裂解流14在离开炉之后与水74混合以产生添加有水的热裂解流75，该添加有水的热裂解流75在换热器51和6中与氨流7交换热量之后，在塔70中进一步空气冷却以产生冷却流79。
然后，将冷却流79送至闪蒸分离器80，其中贫氨(ammonia depleted)气体流81与氨水溶液82分离。
然后，将贫氨流81进料到氢气回收步骤19，以产生高纯度氢气流22和尾气23。
然后，在与水溶液74交换热量120之后，将尾气23作为燃料进料以向催化裂解步骤11提供热量。
将氢气22从氢气回收步骤19中取出，并根据需要储存或输出。然后将氨水溶液82送至蒸馏83以将水溶液84与氨流86分离。
将氨流86的第一部分91作为燃料再循环到炉中，以提供热量用于催化裂解步骤11，而将氨流的第二部分92与氨流7混合，然后在预热后进料到在炉中的氨催化裂解步骤11。
将水溶液84的一部分87用于从燃烧气体60回收热量，其通过与炉的对流段中的燃烧气体60的间接换热(indirect heat transfer)来回收热量。在从炉中被取出之前，燃烧气体经历NOx去除步骤131。
将从蒸馏83中获得的水溶液84的第二部分88与补充水流17混合，并进料到热裂解流14中。
在图4中，示出了根据本发明的替代实施例的氢气合成方法。
在图中，可以理解，保留氨的燃料气体12在电加热的存在下经历裂解步骤100，以产生保留氢气和氮气以及任选未经转化的氨的气体混合物101。
然后，将气体混合物101与尾气23混合，然后在预热空气28的存在下经历燃烧，以在催化裂解步骤11中提供重整热量。
作为图中未示出的替代实施例，在电加热的存在下所进行的裂解步骤也可以在炉内进行。
Claims (23)
1.用于催化合成氢气的方法，其包括以下步骤：
a)使任选添加有水(8)的氨流(7)经历预热步骤(9)以产生含氨流(10)；
b)在热量的存在下使所述含氨流(10)经历催化氨裂解步骤(11)以产生含有氮气、氢气和潜在残留的氨以及任选的水的热裂解流(14)；
c)使所述热裂解流(14)经历以下步骤：
c1)氢气回收步骤(19)以产生高纯度氢气流(22)和尾气(23)，
或
c2)在水(17)的存在下的洗涤步骤(20)以产生纯化气体流(51)，并进一步使所述纯化气体流(51)经历氢气回收步骤(19)以产生高纯度氢气流(22)和尾气(23)；
d)再循环所述尾气(23)的至少一部分作为燃料，以提供热量用于所述催化氨裂解步骤(11)；
e)取出所述高纯度氢气流(22)。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：使燃料气体(12)在预热空气(28)的存在下经历燃烧，以在所述催化氨裂解步骤(11)中提供重整热量并产生燃烧气体(60)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述燃料气体(12)包括氨、或氮气和氢气的混合物、或氨、氮气和氢气的混合物。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：在电加热的存在下使保留氨的燃料气体(12)经历裂解步骤(100)以产生保留氢气和氮气以及潜在的未经转化的氨的气体混合物(101)，并且进一步使所述气体混合物(101)在预热空气(28)的存在下经历燃烧以在所述催化裂解步骤(11)中提供重整热量。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述裂解步骤(100)和所述燃烧在单个单元中进行。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述燃料气体(12)在经历所述裂解步骤(100)之前或在经历燃烧之前进一步经历热量回收步骤，其中热量从燃烧气体(60)间接传递到所述燃料气体(12)。
7.用于催化合成氢气的方法，其包括以下步骤：
a)使氨流(7)经历加热阶段(6、51、9)以产生含氨流(10)；
b)使所述含氨流(10)在热量的存在下经历催化氨裂解步骤(11)以产生燃烧气体(60)和含有氮气、氢气和残留氨的热裂解流(14)；
c)任选地将热裂解流与水(74)混合以产生添加有水的热裂解流(75)；
d)将所述热裂解流(14)或所述添加有水的热裂解流(75)进料到冷却阶段(51、6、70)以产生冷却流(79)；
e)使所述冷却流(79)经历闪蒸分离步骤(80)以产生贫氨流(81)以及氨流或氨水溶液(82)，并进一步使所述贫氨流(81)经历以下步骤：
e1)氢气回收步骤(19)以产生高纯度氢气流(22)和尾气(23)，
或
e2)在水(17)的存在下的洗涤步骤(20)以产生纯化气体流(51)，并进一步使所述纯化气体流(51)经历氢气回收步骤(19)以产生高纯度氢气流(22)和尾气(23)；
f)再循环所述尾气(23)的至少一部分作为燃料，以提供热量用于所述催化裂解步骤(11)；
g)取出所述高纯度氢气流(22)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中用于氨催化裂解步骤的重整热量是通过燃料气体(12)在预热空气(28)的存在下的燃烧来提供的。
9.根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤：在电加热的存在下使保留氨的燃料气体(12)经历裂解步骤(100)以产生保留氢气和氮气以及任选未经转化的氨的气体混合物(101)，并且进一步使所述气体混合物(101)在预热空气(28)的存在下经历燃烧以在所述催化裂解步骤(11)中提供重整热量。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
h)使氨水溶液(82)经历蒸馏步骤(83)以将氨流(86)与水溶液(84)分离；
i)再循环所述氨流(86)的至少一部分作为燃料，以提供热量用于所述催化裂解步骤(11)；
j)任选地将所述氨流(86)的一部分再循环至步骤(a)，以在所述氨流(7)的存在下经历所述加热阶段(6、51、9)；
k)通过使所述水溶液(84)的一部分(87)与所述燃烧气体(60)间接接触来从所述燃烧气体(60)回收热量，并在热量回收后将所述水溶液的所述部分进料到所述蒸馏步骤(83)以提供蒸馏热量。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤：将从所述蒸馏步骤(83)中获得的所述水溶液(84)的第二部分(88)与任选添加有水补充流(17)的热裂解流(14)混合。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述氢气纯化步骤(19)通过变压吸附单元、或低温分离单元、或膜纯化单元进行。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述高纯度氢气流(22)的浓度高于95％wt，优选高于99％wt，更优选高于99.9％wt。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中离开催化裂解步骤(11)的热裂解流(14)的温度在400至950℃之间，优选在550至650℃之间。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述催化裂解步骤(11)在约5至65barg的压力下进行，优选在包括15至30barg之间。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使所述燃烧气体(60)经历氮氧化物(NOx)减少步骤。
17.用于根据权利要求1所述的方法生产氢气的设备，其至少包括：
·适用于氨裂解的炉(11)，其包括多个外部加热的催化管；设置成将含氨流(10)进料到所述管中的输入管线、和设置成从所述管收集热裂解流(14)的输出管线；
·氢气回收单元(19)，其配置为回收高纯度氢气流(22)和尾气(23)；
·设置成将从所述氢气回收单元(19)分离的所述尾气(23)的至少一部分再循环到所述炉(11)以用作附加燃料的管线；
·设置成从所述氢气回收单元(19)中取出高纯度氢气流(22)的管线。
18.根据权利要求17所述的设备，还包括：
·纯化单元(20)，其配置为从热裂解流(14)中回收氨以产生纯化气体流(51)和再循环气体(21)；
·设置成将所述再循环气体(21)的至少一部分进料到所述炉(11)的管线。
19.根据权利要求17或18所述的设备，还包括电裂解单元(100)，所述电裂解单元(100)配置为裂解保留氨的燃料气体，其中：
所述电裂解单元设置在所述炉上方，并且借助于采气管线与所述炉流体连通；
或
所述电裂解单元设置在所述炉内，并且配置为在燃烧之前裂解所述燃料气体。
20.用于根据权利要求7所述的方法生产氢气的设备，其至少包括：
适用于氨裂解的炉(11)，其包括多个外部加热的催化管；设置成将含氨流(10)进料到所述管中的输入管线、和设置成从所述管收集热裂解流(14)的输出管线；
任选地配置为将水进料到设置为收集热裂解流(14)的输出管线的管线；
闪蒸分离器单元(80)，其与所述输出管线连通，所述闪蒸分离器单元(80)配置为分离贫氨气体流(81)和氨流或氨水溶液(82)；
氢气回收单元(19)，所述氢气回收单元(19)与所述闪蒸分离器流体连通并配置为回收高纯度氢气流(22)和尾气(23)；
设置成将从所述氢气回收单元(19)所分离的所述尾气(23)的至少一部分再循环到所述炉(11)以用作附加燃料的管线；
设置成从所述氢气回收单元(19)中取出高纯度氢气流(22)的管线。
21.根据权利要求20所述的设备，还包括：
蒸馏单元(83)，其配置为分离所述氨水溶液中的水和氨；
将所述闪蒸分离器单元(80)连接到所述蒸馏单元(83)并且配置成将所述氨水溶液(82)输送到所述蒸馏单元(83)的管线；
采气管线，所述采气管线将所述蒸馏单元(83)连接到所述炉(11)；
换热器部分，所述换热器部分配置成借助于水流从所述炉中的燃烧气体回收热量；
将所述蒸馏单元连接到所述换热器部分并且配置成输送所述水流以用于所述炉和所述蒸馏单元之间的热集成目的的管线。
22.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述炉还包括用于去除氮氧化物NOx的单元，优选SCR单元。
23.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述氢气回收单元是以下单元中的一个：变压吸附单元；低温分离单元；膜分离单元。
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