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CN116180103A - 一种基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统 - Google Patents

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CN116180103A
CN116180103A CN202211212180.0A CN202211212180A CN116180103A CN 116180103 A CN116180103 A CN 116180103A CN 202211212180 A CN202211212180 A CN 202211212180A CN 116180103 A CN116180103 A CN 116180103A
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王丹丹
李亚楼
安宁
李芳�
杨小煜
孙璐
蔡靖
文晶
何蕾
陈兴雷
赵敏
徐希望
丁平
万凯遥
赵飞
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
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State Grid Corp of China SGCC
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
State Grid Xinjiang Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统其原理如下：可再生能源发电系统，用于提供电能；液态空气储能单元，接受可再生能源发电系统的电力对外界空进行处理并以液态空气的形式将电能进行储存，同时能够将液态空气转化成气态形式并将该过程中的能量转化为电能；空气分离单元与液态空气储能单元相连接，并接收来自液态空气储能单元的液态空气进行分离处理得氮气；电解单元接收可再生能源发电系统的电力进行水电解反应得到氢气，当可再生能源发电系统供电不足时，接受液态空气储能单元的液态转换产生的电力驱动电解单元继续进行电解反应；氨合成单元接收来自空气分离单元的氮气及电解单元的氢气进行氨合成，同时将反应过程中产生的热量回收传送至电解单元。该发明的电转氨效率大幅度提升。

Description

一种基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统
技术领域
本发明涉及绿氨合成的技术领域，尤其是涉及一种基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统。
背景技术
目前，随着光伏和风电成本的持续下降，基于可再生能源电解制氢，并进一步合成绿氨(把可再生能源用电分解水分解后的氢合成的氨，即为绿氨)的生产流程正成为越来越可行的选择。然而，与其他化学储能途径相比，电力-氨-电力路线的整体能量效率相对较低，经济可行性低。利用绿氨进行储能需要进一步提高效率，并降低其生产成本。
常规的电力转氨流程由三个主要部分组成：用于生成H2的电解水装置、用于生成N2的空气分离装置(ASU)或变压吸附(PSA)装置，以及利用N2和H2生产NH3的哈珀(HB)合成装置。电解槽是其中最关键的单元，目前主要有三种电解技术：碱性电解槽(AEC)、质子交换膜电解槽(PEMEC)和固体氧化物高温电解槽(SOEC)。
由于可再生能源供应的间歇性和波动性，直接与新能源耦合的电力转氨工艺无法连续运行，因此通常需要使用大型氢气储罐以确保后续工艺的安全性和可靠性。当前的工艺流程主要存在以下问题。
(1)电解装置和哈珀合成装置各种独立运行，为适应可再生能源的波动性，电解槽的容量设计通常比后续合成装置的容量更大，造成投资成本增加；此外，为了保证合成氨装置能够维持在较为稳定的负荷下运行，储氢罐的容量设计也需相应提高，但高压存储大量H2存有泄漏、爆炸的安全隐患，且设备价格和维护成本较为高昂。
(2)当前绿电转氨中多采用低温电解槽(碱性电解槽和质子交换膜电解槽等)，技术较为成熟，对新能源跟随性较好，能够更好的适应可再生能源出力波动性。然而相比于高温电解(固体氧化物高温电解槽)，低温电解过程效率较低；此外，由于电解装置和氨合成装置往往独立运行，没有进行合理的热量集成，从而导致绿电转氨整体转化效率进一步下降。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明一方面提供了一种基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统，包括：
可再生能源发电系统，用于提供电能；
液态空气储能单元，其与所述可再生能源发电系统连通，接受所述可再生能源发电系统的电力对外界空进行处理并以液态空气的形式将电能进行储存，同时能够将液态空气转化成气态形式并将该过程中的能量转化为电能；
空气分离单元，其与所述液态空气储能单元相连通，并接收来所自述液态空气储能单元的液态空气进行分离处理得氮气；
电解单元，其与所述可再生能源发电系统及所述液态空气储能单元电性连通，接收所述可再生能源发电系统的电力进行水电解反应得到氢气，当可再生能源发电系统供电不足时，接受液态空气储能单元的液态转换产生的电力驱动电解单元继续进行电解反应；
氨合成单元，其与所述空气分离单元及所述电解单元相连通，接收来自所述空气分离单元的氮气及所述电解单元的氢气进行氨合成，同时将反应过程中产生的热量回收传送至所述电解单元。
具体而言，通过设置的液态空气储能单元，一方面可以接收可再生能源发电系统过剩的电量，将该电力用来驱动机械将空气进行处理的液态空气进行储存，当电力供应不足时，可通过将压缩空气转化为气态空气的过程来进行动力转化用来发电。更具体而言，通过设置的电解单元通过水电解反应得到氢气来替代以往的大型储氢罐的设计，一方面能够保证氢气供应量充足，另一方面减少储氢环节高压大量存储泄漏、爆炸的风险，还减少了设备成本及维护设备的成本。
进一步地，所述液态空气储能单元包括依次连通设置的过滤干燥装置、空气压缩机、冷却装置及液态空气储罐；所述过滤干燥装置用于接收外界空气，所述液态空气储罐与所述空气分离单元连通设置；外界空气首先经过过滤干燥装置进行净化与干燥，然后送入空气压缩机进行压缩，得到的高压空气在冷却装置进行冷却降温，被冷凝为液体空气，最后送入液态空气储罐中进行储存。具体而言，当可再生能源发电系统电力过剩足够负担电解单元时，可将部分电力用于空气压缩机等装置提供动力，对外界空进行液态化处理，并进行液态空气的储存，储存至液态空气储罐内；当可再生能源发电系统电力不足无法完全负担电解单元时，通过对液态空气储罐内液态空气转化为气态空气，进行能量转换，将该能量转化为发电机的动力带动发电机发电，再将电力用于电解单元进行的水电解反应。
进一步地，所述空气分离单元包括高压精馏塔、膨胀阀及低压精馏塔；所述高压精馏塔与所述液态空气储能单元连通设置，所述低压精馏塔与所述氨合成单元连通设置；其中，来自所述液态空气储能单元的液态空气从经过高压精馏塔进行精馏，然后送入膨胀阀中进行升压，最后送入低压精馏塔，最终分馏得氮气。应当理解是，精馏分馏是通过化学产品的沸点不同，将其从多种混合气体中分离出来的，具体而言，精馏过程中，可同时对液态空气中的氧气进行分馏分离，并进行回收收集。
进一步地，所述氨合成单元包括依次连通设置的第一级反应器、第二级反应器及第三级反应器；所述第一级反应器与所述空气分离单元及所述电解单元连通设置，分别接受来自两者的氮气及氢气进行氮合成反应；所述第二级反应器及所述第三级反应器接收来自第一级反应器的混合气体，继续进行氮合成反应及混合气体输送。具体而言，氨合成是在高温高压、催化剂的条件下进行的，且该反应为放热反应。具体而言通过设置的三个反应器进一步增加了反应时长，使合成反应进行的更充分。
进一步地，所述氨合成单元还包括氨分离装置；所述氨分离装置与所述第三级反应器连通设置，其接收经过三个反应器合成反应后的混合气体，并分离得到氨。
进一步地，所述第一级反应器与第二级反应器之间设置第三水换热器，所述第二级反应器与第三级反应器之间设置第二水换热器，所述第三级反应器出口处设置第一水换热器；所述第一水换热器、所述第二水换热器、第三水换热器内热交换水连通设置，三个水换热器中的水分别吸收氨合成过程中产生的热量并进行流通传递。具体而言，通过设置的多个换热器，对氨合成过程中释放的热量进行吸收转化，水介质从第一级水换器热引入，依次经过第一水换热器、第二水换热器及第三水换热器，逐步吸收各级反应器中产生的反应热，并通过水介质进行热量转移。
进一步地，所述电解单元包括固体氧化物高温电解槽、氧气压缩机及氢气压缩机；所氢气压缩机一端连接所述固体氧化物高温电解槽、另一端连接所述第一级反应器；所述氧气压缩机一端与所述固体氧化物高温电解槽连通设置，另一端与所述第一级反应器连通。具体而言，所述固体氧化物高温电解槽，制氢高效迅速，不需要再设计储氢设备。更具体而言，固体氧化物高温电解槽内发生水解反应得到氢气及氧气，氧气经过氧气压缩机处理之后进行回收，氢气经过氢气压缩机处理后进入第一级反应器，并与氮气发生合成反应生成氨。
进一步地，所述电解单元还包括第四水热换器及第五水热换器；所述第四水热换器设置在所述氢气压缩机与所述固体氧化物高温电解槽之间，所述第五水热换器设置在所述氧气压缩机与所述固体氧化物高温电解槽之间；所述第四水换热器与所述第三水换热器内热交换水连通设置，所述第五水热换器与所述第四水换热器内热交换水连通设置，所述第五水热换器内热交换水与所述固体氧化物高温电解槽连通设置。具体而言，来自第三水换热器的水介质(热交换水)，进入第四水换热器进一步吸收电解反应产生的氢气中携带的热量，然后水介质继续进入第五水换热器并吸收电解反应产生的氧气中携带的热量，然后进入固体氧化物高温电解槽，由于水介质通过五个水换热器进行热量吸收，在进入固体氧化物高温电解槽时，能够以水蒸气的形式进入。更具体而言，通过五个水热换器对氨合成单元的热量进行集成利用，进一步提升了绿氨合成过程中热能的利用，进一步提升了绿电转氨整体转化效率。
进一步地，所述液态空气储能单元还包括发电系统；所述发电系统包括依次连通设置的气化加热装置、高压透平、中压透平、低压透平及发电机；所述气化加热装置连通所述液态空气储罐，所述发电机连通所述电解单元。具体而言，储备于液态空气储罐的液态空气经过加热装置加热之后，经过三个透平的作用转化为发电机的动力带动发电机发电，并将电力应用于电解单元，尤其是当可再生能源发电系统的电力不足以维持电解单元内化学反应的时候。
综上所述，本发明的基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统的有益效果为：该发明中取消了储氢罐，并且电解单元的容量能够适当降低，与合成氨单元可设计为具有相同或接近的容量，能够在恒定负载下运行；系统能够连续不间断运行，以实现系统级的高效生产和热集成；相较于常规电转氨流程(效率约为50％)，该发明的整体效率可提高至80％以上，流程能效得到了显著提升。
本发明第二方面还提供了一种基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(一)、液态空气存储，将外界空气经处理后，以液态空气的形式进行储存；
(二)、氮气制备，将液态空气进行分馏得氮气；
(三)、氢气制备，制备氮气的同时制备氢气，通过可能再生能源发电获得电力，然后使用固体氧化物高温电解槽对水蒸气进行电解得到氢气；
(四)、氨制备，氮气与氢气经合成反应得到氨；
(五)、热量回收利用，氨制备的同时，将氨合成反应过程中产生的热量回收至氢制备环节加以利用。
具体而言，本发明的制备基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的方法：一方面，使用固体氧化物高温电解槽制备氢气，避免了以往制备方法中采用碱性电解槽和质子交换膜电解槽效率低下的情况；另一方面，通过对氨制备过程中放热反应的热量进行回收利用至制氢过程中，进一步提升了绿氨合成过程中热能的利用率。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的特征和优点将更为清楚。附图仅用于表示优选实施例方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。
图1是本发明的系统整体结构示意图；
图2是本发明的系统具体结构示意图；
1、液态空气储能单元，2、空气分离单元，3、电解单元，4、氨合成单元；
11、过滤干燥装置，12、空气压缩机，13、冷却装置，14、液态空气储罐，15、气化加热装置，16、高压透平，17、中压透平，18、低压透平，19、发电机，21、高压精馏塔，22、膨胀阀，23、低压精馏塔，31、固体氧化物高温电解槽，32、第五水换热器，33、第四水换热器33，34、氧气压缩机，35、氢气压缩机，41、第一级合成反应器，42、第三水换热器，43、第二级合成反应器，44、第二水换热器，45、第三级合成反应器，46、第一水换热器，47、氨分离装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参照图1-2所示，为本发明公开的一种基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统，包括可再生能源发电系统5、液态空气储能单元1、空气分离单元2、电解单元3、氨合成单元4；液态空气储能单元1与可再生能源发电系统5电性连通，接受所述可再生能源发电系统5的电力对外界空进行处理并以液态空气的形式将电能进行储存，同时能够将液态空气转化成气态形式并将该过程中的能量转化为电能；空气分离单元2与所述液态空气储能单元1相连通，并接收来所自述液态空气储能单元1的液态空气进行分离处理得氮气；电解单元3与所述可再生能源发电系统5及所述液态空气储能单元1电性连通，接收所述可再生能源发电系统5的电力进行水电解反应得到氢气，当可再生能源发电系统5供电不足时，接受液态空气储能单元1的液态转换气态产生的电力驱动电解单元继续进行电解反应；氨合成单元4与所述空气分离单元2及所述电解单元3相连通，接收来自所述空气分离单元2的氮气及所述电解单元3的氢气进行氨合成，同时将反应过程中产生的热量回收传送至所述电解单元3。
具体而言，通过设置的液态空气储能单元1，一方面可以接收可再生能源发电系统5过剩的电量，将该电力用来驱动机械将空气进行处理的液态空气进行储存，当电力供应不足时，可通过将压缩空气转化为气态空气的过程来进行动力转化用来发电。更具体而言，通过设置的电解单元3通过水电解反应得到氢气来替代以往的大型储氢罐的设计，一方面能够保证氢气供应量充足，另一方面减少储氢环节高压大量存储泄漏、爆炸的风险，还减少了设备成本及维护设备的成本。
参照图2所示，所述液态空气储能单元2包括依次连通设置的过滤干燥装置11、空气压缩机12、冷却装置13及液态空气储罐14；所述过滤干燥装置11用于接收外界空气，所述液态空气储罐14与所述空气分离单元2连通设置；外界空气首先经过过滤干燥装置11进行净化与干燥，然后送入空气压缩机12进行压缩，得到的高压空气在冷却装置进行冷却降温，被冷凝为液体空气，最后送入液态空气储罐中进行储存。具体而言，当可再生能源发电系统电力过剩足够负担电解单元时，可将部分电力用于空气压缩机等装置提供动力，对外界空进行液态化处理，并进行液态空气的储存，储存至液态空气储罐内；当可再生能源发电系统电力不足无法完全负担电解单元时，通过对液态空气储罐内液态空气转化为气态空气，进行能量转换，将该能量转化为发电机的动力带动发电机发电，再将电力用于电解单元进行的水电解反应。
参照图2所示，所述空气分离单元2包括高压精馏塔21、膨胀阀22及低压精馏塔23；所述高压精馏塔21与所述液态空气储能单元1连通设置，所述低压精馏塔23与所述氨合成单元4连通设置；其中，来自所述液态空气储能单元1的液态空气从经过高压精馏塔21进行精馏，然后送入膨胀阀22中进行升压，最后送入低压精馏塔23，最终分馏得氮气。应当理解是，精馏分馏是通过化学产品的沸点不同，将其从多种混合气体中分离出来的，具体而言，精馏过程中，可同时对液态空气中的氧气进行分馏分离，并进行回收收集。
参照图2所示，所述氨合成单元4包括依次连通设置的第一级反应器41、第二级反应器43及第三级反应器45；所述第一级反应器41与所述空气分离单元2及所述电解单元3连通设置，分别接受来自两者的氮气及氢气进行氮合成反应；所述第二级反应器43及所述第三级反应器45接收来自第一级反应器41的混合气体，继续进行氮合成反应及混合气体输送。具体而言，氨合成是在高温高压、催化剂的条件下进行的，且该反应为放热反应。具体而言通过设置的三个反应器进一步增加了反应时长，使合成反应进行的更充分。
参照图2所示，所述氨合成单元4还包括氨分离装置47；所述氨分离装置47与所述第三级反应器45连通设置，其接收经过三个反应器合成反应后的混合气体，并分离得到氨。应当理解的是，混合气体是包含有部分未反应的氢气及氧气以及合成得到的氨。
参照图2所示，所述第一级反应器41与第二级反应器43之间设置第三水换热器42，所述第二级反应器43与第三级反应器45之间设置第二水换热器44，所述第三级反应器45出口处设置第一水换热器46；所述第一水换热器46、所述第二水换热器44、第三水换热器42内热交换水连通设置，三个水换热器中的水分别吸收氨合成过程中产生的热量并进行流通传递。具体而言，通过设置的多个换热器，对氨合成过程中释放的热量进行吸收转化，水介质从第一级水换器热引入，依次经过第一水换热器、第二水换热器及第三水换热器，逐步吸收各级反应器中产生的反应热，并通过水介质进行热量转移。
参照图2所示，所述电解单元3包括固体氧化物高温电解槽31、氧气压缩机34及氢气压缩机35；所氢气压缩机35一端连接所述固体氧化物高温电解槽31、另一端连接所述第一级反应器41；所述氧气压缩机34一端与所述固体氧化物高温电解槽31连通设置，另一端与所述第一级反应器41连通。具体而言，所述固体氧化物高温电解槽，制氢高效迅速，不需要再设计储氢设备。更具体而言，固体氧化物高温电解槽内发生水解反应得到氢气及氧气，氧气经过氧气压缩机处理之后进行回收，氢气经过氢气压缩机处理后进入第一级反应器，并与氮气发生合成反应生成氨。
参照图2所示，所述电解单元3还包括第四水热换器33及第五水热换器32；所述第四水热换器33设置在所述氢气压缩机35与所述固体氧化物高温电解槽31之间，所述第五水热换器32设置在所述氧气压缩机34与所述固体氧化物高温电解槽31之间；所述第四水换热器33与所述第三水换热器42内热交换水连通设置，所述第五水热换器32与所述第四水换热器33内热交换水连通设置，所述第五水热换器32内热交换水与所述固体氧化物高温电解槽31连通设置。具体而言，来自第三水换热器46的水介质(热交换水)，进入第四水换热器44进一步吸收电解反应产生的氢气中携带的热量，然后水介质继续进入第五水换热器32并吸收电解反应产生的氧气中携带的热量，然后进入固体氧化物高温电解槽31，由于水介质通过五个水换热器进行热量吸收，在进入固体氧化物高温电解槽31时，能够以水蒸气的形式进入。更具体而言，通过五个水热换器对氨合成单元4的热量进行集成利用，进一步提升了绿氨合成过程中热能的利用，进一步提升了绿电转氨整体转化效率。
参照图2所示，所述液态空气储能单元1还包括发电系统；所述发电系统包括依次连通设置的气化加热装置15、高压透平16、中压透平17、低压透平18及发电机19；所述气化加热装置15连通所述液态空气储罐14，所述发电机19连通所述电解单元2。具体而言，储备于液态空气储罐14的液态空气经过气化加热装置15加热之后，经过三个透平的作用转化为发电机19的动力带动发电机发电，并将电力应用于电解单元2，尤其是当可再生能源发电系统5的电力不足以维持电解单元2内化学反应的时候。
综上所述，本发明的基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统的有益效果为：该发明中取消了储氢罐，并且电解单元的容量能够适当降低，与合成氨单元可设计为具有相同或接近的容量，能够在恒定负载下运行；系统能够连续不间断运行，以实现系统级的高效生产和热集成；相较于常规电转氨流程(效率约为50％)，该发明的整体效率可提高至80％以上，流程能效得到了显著提升。
本发明公开的一种基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(一)、液态空气存储，将外界空气经处理后，以液态空气的形式进行储存；
(二)、氮气制备，将液态空气进行分馏得氮气；
(三)、氢气制备，制备氮气的同时制备氢气，通过可能再生能源发电获得电力，然后使用固体氧化物高温电解槽对水蒸气进行电解得到氢气；
(四)、氨制备，氮气与氢气经合成反应得到氨；
(五)、热量回收利用，氨制备的同时，将氨合成反应过程中产生的热量回收至氢制备环节加以利用。
具体而言，本发明的制备基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的方法：一方面，使用固体氧化物高温电解槽制备氢气，避免了以往制备方法中采用碱性电解槽和质子交换膜电解槽效率低下的情况；另一方面，通过对氨制备过程中放热反应的热量进行回收利用至制氢过程中，进一步提升了绿氨合成过程中热能的利用率。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统，其特征在于，包括：
可再生能源发电系统，用于提供电能；
液态空气储能单元，其与所述可再生能源发电系统连通，接受所述可再生能源发电系统的电力对外界空进行处理并以液态空气的形式将电能进行储存，同时能够将液态空气转化成气态形式并将该过程中的能量转化为电能；
空气分离单元，其与所述液态空气储能单元相连通，并接收来所自述液态空气储能单元的液态空气进行分离处理得氮气；
电解单元，其与所述可再生能源发电系统及所述液态空气储能单元电性连通，接收所述可再生能源发电系统的电力进行水电解反应得到氢气，当可再生能源发电系统供电不足时，接受液态空气储能单元的液态转换产生的电力驱动电解单元继续进行电解反应；
氨合成单元，其与所述空气分离单元及所述电解单元相连通，接收来自所述空气分离单元的氮气及所述电解单元的氢气进行氨合成，同时将反应过程中产生的热量回收传送至所述电解单元。
2.根据权利要求1所述的基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统，其特征在于，所述液态空气储能单元包括依次连通设置的过滤干燥装置、空气压缩机、冷却装置及液态空气储罐；所述过滤干燥装置用于接收外界空气，所述液态空气储罐与所述空气分离单元连通设置。
3.根据权利要求1所述的基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统，其特征在于，所述空气分离单元包括高压精馏塔、膨胀阀及低压精馏塔；所述高压精馏塔与所述液态空气储能单元连通设置，所述低压精馏塔与所述氨合成单元连通设置。
4.根据权利要求1所述的基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统，其特征在于，所述氨合成单元包括依次连通设置的第一级反应器、第二级反应器及第三级反应器；所述第一级反应器与所述空气分离单元及所述电解单元连通设置，分别接受来自两者的氮气及氢气进行氮合成反应；所述第二级反应器及所述第三级反应器接收来自第一级反应器的混合气体，继续进行氮合成反应及混合气体输送。
5.根据权利要求4所述的基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统，其特征在于，所述氨合成单元还包括氨分离装置；所述氨分离装置与所述第三级反应器连通设置，其接收经过三个反应器合成反应后的混合气体，并分离得到氨。
6.根据权利要求4或5所述的基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统，其特征在于，所述第一级反应器与第二级反应器之间设置第三水换热器，所述第二级反应器与第三级反应器之间设置第二水换热器，所述第三级反应器出口处设置第一水换热器；所述第一水换热器、所述第二水换热器、第三水换热器内热交换水连通设置，三个水热换器中的水分别吸收氨合成过程中产生的热量并进行流通传递。
7.根据权利要求6所述的基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统，其特征在于，所述电解单元包括固体氧化物高温电解槽、氧气压缩机及氢气压缩机；所氢气压缩机一端连接所述固体氧化物高温电解槽、另一端连接所述第一级反应器；所述氧气压缩机一端与所述固体氧化物高温电解槽连通设置，另一端与所述第一级反应器连通。
8.根据权利要求7所述的基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统，其特征在于，所述电解单元还包括第四级水热换器及第五级水热换器；所述第四级水热换器设置在所述氢气压缩机与所述固体氧化物高温电解槽之间，所述第五级水热换器设置在所述氧气压缩机与所述固体氧化物高温电解槽之间；所述第四级水换热器与所述第三水换热器内热交换水连通设置，所述第五级水热换器与所述第四级水换热器内热交换水连通设置，所述第五级水热换器内热交换水与所述固体氧化物高温电解槽连通设置。
9.根据权利要求2所述的基于液态空气储能与高温电解合成绿氨的系统，其特征在于，所述液态空气储能单元还包括发电系统；所述发电系统包括依次连通设置的气化加热装置、高压透平、中压透平、低压透平及发电机；所述气化加热装置连通所述液态空气储罐，所述发电机连通所述电解单元。
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