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LU103170B1 - Start-up of a plant for the catalytic decomposition of ammonia - Google Patents

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Publication number
LU103170B1
LU103170B1 LU103170A LU103170A LU103170B1 LU 103170 B1 LU103170 B1 LU 103170B1 LU 103170 A LU103170 A LU 103170A LU 103170 A LU103170 A LU 103170A LU 103170 B1 LU103170 B1 LU 103170B1
Authority
LU
Luxembourg
Prior art keywords
heat
heat exchanger
combustion
decomposition
mode
Prior art date
Application number
LU103170A
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German (de)
Inventor
Makhynya Yevgeny Dr
Kleyensteiber Alexander Dr
Original Assignee
Thyssenkrupp Ag
Thyssenkrupp Uhde Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to PCT/EP2024/069358 priority patent/WO2025012271A1/en
Priority to CN202480046589.0A priority patent/CN121532351A/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von H2 durch katalytische Zersetzung von NH3. Die erfindungsgemäße Anlage kann in einem Anfahrmodus betrieben werden, um Vorrichtungen der Anlage unter Einsatz eines Wärmeträgermediums auf erhöhte Betriebstemperatur zu erwärmen, z.B. nach einer Unterbrechung eines kontinuierlichen Betriebs der Anlage wegen Wartungsarbeiten. Nach Erwärmen auf Betriebstemperatur kann die erfindungsgemäße Anlage in einem Herstellmodus zur kontinuierlichen Herstellung von H2 betrieben werden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Anfahren einer Anlage zur Herstellung von H2 durch katalytische Zersetzung von NH3.The invention relates to a plant for producing H2 by catalytic decomposition of NH3. The plant according to the invention can be operated in a start-up mode in order to heat devices of the plant to an increased operating temperature using a heat transfer medium, e.g. after an interruption of continuous operation of the plant due to maintenance work. After heating to operating temperature, the plant according to the invention can be operated in a production mode for the continuous production of H2. The invention further relates to a method for starting up a plant for producing H2 by catalytic decomposition of NH3.

Description

230085P00LU 12.07.2023230085P00LU 12.07.2023

Anfahren einer Anlage zur katalytischen Zersetzung von Ammoniak LU103170Start-up of a plant for the catalytic decomposition of ammonia LU103170

[0001] Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von Hz durch katalytische Zersetzung von[0001] The invention relates to a plant for the production of Hz by catalytic decomposition of

NHz zu Hz und Na. Die erfindungsgemäße Anlage kann in einem Anfahrmodus betrieben werden, umNHz to Hz and Na. The plant according to the invention can be operated in a start-up mode in order to

Vorrichtungen der Anlage unter Einsatz eines Wärmeträgermediums auf erhöhte Betriebstemperatur zu erwärmen, z.B. nach einer Unterbrechung eines kontinuierlichen Betriebs der Anlage wegen Wartungs- arbeiten. Nach Erwärmen auf Betriebstemperatur kann die erfindungsgemäße Anlage in einem Herstell- modus zur kontinuierlichen Herstellung von H> betrieben werden. Die Erfindung betrifft weiterhin einDevices of the system can be heated to an increased operating temperature using a heat transfer medium, e.g. after an interruption of continuous operation of the system due to maintenance work. After heating to operating temperature, the system according to the invention can be operated in a production mode for the continuous production of H>. The invention further relates to a

Verfahren zum Anfahren einer Anlage zur Herstellung von H> durch katalytische Zersetzung von NHa.Process for starting up a plant for the production of H> by catalytic decomposition of NH4.

[0002] Hz kann durch erneuerbare Energien aus H.O gewonnen und anschließend mit N2 in NH; um- gewandelt werden. NH; lässt sich weitaus sicherer als Hz speichern und transportieren. Anschließend kann NH; wieder zu Hz und N> zersetzt werden. Nach Abtrennung von N; findet H> unterschiedlichste industrielle Anwendungen.[0002] Hz can be obtained from H2O using renewable energy and then converted into NH3 with N2. NH3 can be stored and transported much more safely than Hz. NH3 can then be broken down into Hz and N2 again. After separating N2, H2 can be used in a wide variety of industrial applications.

[0003] Die Zersetzung von NH; zu N> und H; ist eine endotherme Reaktion (AH° = 45,9 kJ-mol), bei der sich die Stoffmenge verdoppelt (2 NH; — Na + 3 Hz), so dass die Reaktion grundsätzlich durch hohe[0003] The decomposition of NH; to N> and H; is an endothermic reaction (AH° = 45.9 kJ-mol), in which the amount of substance doubles (2 NH; - Na + 3 Hz), so that the reaction is basically characterized by high

Temperaturen sowie niedrige Drücke begünstigt wird. Je höher der Druck ist, desto höher muss dieTemperatures and low pressures are favoured. The higher the pressure, the higher the

Temperatur sein, um noch zufriedenstellende Reaktionsausbeuten zu erreichen. Im großtechnischenTemperature to achieve satisfactory reaction yields. In large-scale

Maßstab findet die katalytische Zersetzung von NH; in N; und Hz bei hoher Temperatur und mittleremThe catalytic decomposition of NH; into N; and Hz at high temperature and medium

Druck in der Gasphase statt.pressure in the gas phase.

[0004] Gelagertes NH; liegt in gekühlten Tanks flüssig vor, bei Atmosphärendruck und -32,8°C. Mit einer Pumpe wird NH; bei Anlagendruck in die Anlage eingespeist. Durch den erhöhten Anlagendruck steigt der Siedepunkt des NHz, z.B. bei 27,8 bar a auf etwa 62,2°C. Um NH; in die Gasphase zu über- führen, ist zur Verdampfung des NH; die Zufuhr von Wärme notwendig. Anschließend wird das ver- dampfte NH; weiter erwärmt, bis es eine ausreichend hohe Temperatur erreicht hat, bei der es an einem[0004] Stored NH; is liquid in cooled tanks at atmospheric pressure and -32.8°C. NH; is fed into the system at system pressure using a pump. Due to the increased system pressure, the boiling point of the NH; rises, e.g. at 27.8 bar a to about 62.2°C. In order to convert NH; into the gas phase, heat must be added to evaporate the NH;. The evaporated NH; is then heated further until it has reached a sufficiently high temperature at which it can be

NHz-Zersetzungskatalysator zersetzt werden kann.NH4 decomposition catalyst can be decomposed.

[0005] Die bekannten Verfahren zur katalytischen Zersetzung von NH; in N; und Hz erfordern die Zu- fuhr erheblicher Wärmemengen. Einerseits wird Wärme benötigt, um das Prozessgas und den NHz-[0005] The known processes for the catalytic decomposition of NH; into N; and Hz require the supply of considerable amounts of heat. On the one hand, heat is required to heat the process gas and the NH;

Zersetzungskatalysator auf eine ausreichend hohe Temperatur zu bringen, bei der zufriedenstellendeTo bring the decomposition catalyst to a sufficiently high temperature at which satisfactory

Umsätze erreicht werden. Andererseits wird Wärme benötigt, um die endotherme Zersetzungsreaktion aufrecht zu erhalten.conversions can be achieved. On the other hand, heat is required to maintain the endothermic decomposition reaction.

[0006] Bei grofitechnischen Prozessen wird diese Wärme üblicherweise durch die Verbrennung eines[0006] In large-scale industrial processes, this heat is usually generated by the combustion of a

Energieträgers bereitgestellt (vgl. z.B. US 4 704 267 A; FR 1 469 045 A; CN 111 957 270 A; CN 113 896 168 A; WO 2001/087770 A1; WO 2011/107279 A1; WO 2017/160154 A1; WO 2019/038251 A1;energy source (see e.g. US 4 704 267 A; FR 1 469 045 A; CN 111 957 270 A; CN 113 896 168 A; WO 2001/087770 A1; WO 2011/107279 A1; WO 2017/160154 A1; WO 2019/038251 A1;

WO 2012/039183 Al; WO 2012/090739 Al; WO 2020/095467 A; WO 2021/257944 A1; WO 2022/096529 Al; WO 2022/243410 Al; WO 2022/265647 Al; WO 2022/265648 Al; WO 1WO 2012/039183 Al; WO 2012/090739 Al; WO 2020/095467 A; WO 2021/257944 A1; WO 2022/096529 Al; WO 2022/243410 Al; WO 2022/265647 Al; WO 2022/265648 Al; WHERE 1

230085P00LU 12.07.2023 2022/265649 A1; WO 2022/265650 A1; WO 2022/265651 A1). Es kommen grundsätzlich alle Ener- LU103170 gieträger in Betracht, z.B. Erdgas oder Gemische aus NH; und Ho.230085P00LU 12.07.2023 2022/265649 A1; WO 2022/265650 A1; WO 2022/265651 A1). In principle, all energy sources come into consideration, e.g. natural gas or mixtures of NH; and Ho.

[0007] Anlagen zur Herstellung von Ha aus NH; werden üblicherweise kontinuierlich über längere[0007] Plants for the production of Ha from NH; are usually operated continuously over longer periods

Zeiträume ohne Unterbrechung betrieben, beispielsweise über mehrere Wochen oder Monate. Dennoch ist es gelegentlich erforderlich, solche Anlagen in einen Ruhezustand herunterzufahren, etwa um Si- cherheitsüberprüfungen durchzuführen, Katalysatormaterial auszutauschen oder andere Wartungsarbei- ten vorzunehmen. Im Ruhezustand kühlen die Anlagen ab, je nach Dauer der Unterbrechung des Be- triebs bis auf Umgebungstemperatur.Periods of time without interruption, for example several weeks or months. Nevertheless, it is occasionally necessary to shut down such systems into a standby mode, for example to carry out safety checks, replace catalyst material or carry out other maintenance work. In the standby mode, the systems cool down to ambient temperature, depending on the length of the interruption in operation.

[0008] Um eine solche Anlage aus dem Ruhezustand erneut in den kontinuierlichen Betrieb zu über- führen, muss sie zunächst auf Betriebstemperatur aufgewärmt werden; bei Raumtemperatur kann NH; nicht zersetzt werden. Unterschiedliche Anlagenteile haben üblicherweise unterschiedliche Betriebs- temperaturen und erfordern daher ein Aufwärmen in unterschiedlichem Maße. Das Aufwärmen kann grundsätzlich dadurch erreicht werden, indem ein Wärmeträgermedium durch die Prozessseite der An- lage geleitet wird, z.B. Na, Wasserdampf, Erdgas oder Gemische davon, und mit der Verbrennung des[0008] In order to bring such a system back into continuous operation from a standby state, it must first be warmed up to operating temperature; at room temperature, NH3 cannot be decomposed. Different parts of the system usually have different operating temperatures and therefore require warming up to different degrees. Warming up can basically be achieved by passing a heat transfer medium through the process side of the system, e.g. Na, water vapor, natural gas or mixtures thereof, and starting the combustion of the

Energieträgers begonnen wird, um die Wärme für den Aufheizvorgang bereitzustellen. Das Wärmeträ- germedium kann ja nach Beschaffenheit entweder im Kreislauf zirkuliert oder über eine Fackel abge- raucht werden.The energy carrier is started in order to provide the heat for the heating process. Depending on its properties, the heat transfer medium can either be circulated in a circuit or burned off via a flare.

[0009] Um den Einsatz fossiler Energieträger zu reduzieren oder sogar vollständig zu vermeiden, wird beim Normalbetrieb der Anlage anstelle von fossilen Energieträgern einen Teil des NH; verbrannt und die dabei entstehende Verbrennungswärme für den Aufheizvorgang genutzt. NH; ist dann einerseits[0009] In order to reduce the use of fossil fuels or even to avoid them completely, part of the NH; is burned instead of fossil fuels during normal operation of the plant and the resulting combustion heat is used for the heating process. NH; is then on the one hand

Edukt für den Zersetzungsprozess, andererseits Energieträger für die Erzeugung der notwendigenEduct for the decomposition process, on the other hand energy carrier for the production of the necessary

Wärme. Im Gemisch mit Luft verbrennt NH; jedoch nur unvollständig, weshalb die alleinige Verbren- nung von reinem NH; zusammen mit Verbrennungsluft von Nachteil ist. Die Folge wären Emissionen von unverbranntem NHs, was inakzeptabel wäre. Um die Verbrennung von NH; zusammen mit Ver- brennungsluft zu verbessern, wird im Normalbetrieb der Anlage dem zu verbrennenden Anteil an NH; eine gewisse Menge an erzeugtem H> beigemischt.Heat. However, NH; only burns incompletely when mixed with air, which is why the sole combustion of pure NH; together with combustion air is disadvantageous. The result would be emissions of unburned NHs, which would be unacceptable. In order to improve the combustion of NH; together with combustion air, a certain amount of generated H> is added to the portion of NH; to be burned during normal operation of the plant.

[0010] Beim Anfahren der Anlage besteht jedoch ein wesentliches Problem darin, dass noch gar kein[0010] However, when starting up the plant, a major problem is that there is no

Hz als Zersetzungsprodukt zur Verfügung steht.Hz is available as a decomposition product.

[0011] Dieses Problem könnte für die Dauer des Anfahrens der Anlage grundsätzlich durch temporäre[0011] This problem could be solved for the duration of the start-up of the plant by temporary

Maßnahmen gelöst werden, welche beendet werden, sobald der Normalbetrieb erreicht ist: (i) Erzeugung der Wärme durch Verbrennung von Erdgas oder Propan; dazu wäre kein H» erforderlich, es würden jedoch CO»-Emission anfallen; oder (ii) Bereitstellung von Hz im Kleinmaßstab und anschließende Verbrennung des H> im Gemisch mitThe solution can be solved by two measures, which will be terminated once normal operation is achieved: (i) generating heat by combustion of natural gas or propane; this would not require H2 but would result in CO2 emissions; or (ii) providing H2 on a small scale and then burning the H2 in a mixture with

NHz, z.B. durch 2NHz, e.g. by 2

230085P00LU 12.07.2023 - Erzeugung von H> mit Hilfe einer elektrisch beheizten Vorrichtung zur katalytischen Zersetzung LU103170 von NH3; - Erzeugung von H> durch Elektrolyse von Wasser; oder - Nutzung von gespeichertem Hz, welches aus früherer Herstellung zurückgehalten wurde.230085P00LU 12.07.2023 - Production of H2 using an electrically heated device for the catalytic decomposition LU103170 of NH3; - Production of H2 by electrolysis of water; or - Use of stored H2 retained from previous production.

[0012] Diese Losungsansitze haben jedoch verschiedene Nachteile.[0012] However, these solution approaches have several disadvantages.

[0013] Die alternative Verbrennung von Erdgas oder Propan wiirde nicht nur zu unerwiinschten Emis- sion von CO» führen, sondern würde insbesondere auch einen dualen Betrieb bei der Verbrennung des[0013] The alternative combustion of natural gas or propane would not only lead to undesirable emissions of CO2, but would also require dual operation in the combustion of the

Energieträgers erfordern. Da die Konfiguration der Brenner typischerweise an den Energieträger ange- passt werden muss, müssten beim Wechsel von Erdgas/Propan zu NHs/H> Änderungen an der Konfigu- ration vorgenommen werden, oder es müsste eine zweite, separate Verbrennungseinrichtung vorgehal- ten werden.Since the configuration of the burners typically has to be adapted to the energy source, changes to the configuration would have to be made when changing from natural gas/propane to NHs/H>, or a second, separate combustion device would have to be provided.

[0014] Die temporäre Erzeugung von Hz im Kleinmafistab durch separate katalytische Zersetzungsein- richtungen oder Elektrolysezellen würde einen erheblichen zusätzlichen apparativen Aufwand erfor- dern. Dies gilt auch fiir die Speicherung von Hz, welche zudem mit nicht unerheblichen Sicherheits- problemen behaftet wire.[0014] The temporary generation of Hz on a small scale by separate catalytic decomposition devices or electrolysis cells would require considerable additional equipment. This also applies to the storage of Hz, which would also be associated with significant safety problems.

[0015] WO 2011/150370 A2 betrifft die Zersetzung von NH; in ein H.-Gasgemisch, wobei ein NH;- reiches Gasgemisch aus NH; und Luft in eine Leitung gelangt, in der die Verbrennung und Zersetzung eines Teils des Gemischs eingeleitet wird, wodurch Wärme und Hz freigesetzt werden. Hz vermischt sich mit dem Hauptteil des Gasgemischs, und die freigesetzte Wärme treibt die Verbrennungsreaktion an. Beim Starten des NH+-Flammenspalters kann der Katalysator elektrisch, induktiv, durch kurzzeitige[0015] WO 2011/150370 A2 relates to the decomposition of NH; into a H. gas mixture, wherein an NH;-rich gas mixture of NH; and air enters a line in which the combustion and decomposition of a part of the mixture is initiated, thereby releasing heat and Hz. Hz mixes with the main part of the gas mixture, and the released heat drives the combustion reaction. When starting the NH+ flame splitter, the catalyst can be activated electrically, inductively, by short-term

Verbrennung von Chemikalien auf dem Katalysator und/oder der umgebenden Struktur, oder durch ei- nen elektrischen Lichtbogen beheizt werden. Die Erhitzung des Katalysators kann verwendet werden, um die Verbrennungs- und Zersetzungsreaktionen des NH; in Gang zu setzen und den brennenden Ga- sen bei Bedarf Nachwärme zuzuführen, bis der NHs-Flammenspalter vollständig aufgewärmt ist. Nach dem Starten des NHs-Flammenspalters kann die Stromzufuhr abgeschaltet oder heruntergeregelt wer- den, so dass die zur Zersetzung des NH; erforderliche Energie im Wesentlichen durch die Verbrennung eines Teils des NH; bereitgestellt wird und die Verbrennung von NH; im Wesentlichen ausreicht, um den Katalysator heiß zu halten.Combustion of chemicals on the catalyst and/or surrounding structure, or by an electric arc. Heating of the catalyst can be used to initiate the combustion and decomposition reactions of the NH; and to provide residual heat to the burning gases as needed until the NHs flamesplitter is fully warmed up. After starting the NHs flamesplitter, the power supply can be turned off or turned down so that the energy required to decompose the NH; is provided essentially by the combustion of a portion of the NH; and the combustion of NH; is essentially sufficient to keep the catalyst hot.

[0016] WO 2013/119281 A1 betrifft die Zersetzung von NH; in ein H»-haltiges Gasgemisch, wobei ein[0016] WO 2013/119281 A1 relates to the decomposition of NH3 into a H2-containing gas mixture, wherein a

NHz-reiches Gasgemisch aus NH; und Luft in einen Wärmetauscher gelangt. Ein Teil des NH; wird verbrannt, der Rest wird zersetzt, wodurch das H»-haltige Gasgemisch entsteht. Dabei können NHz-A NH2-rich gas mixture of NH; and air enters a heat exchanger. Part of the NH; is burned, the rest is decomposed, which produces the H»-containing gas mixture. NHz-

Flammenspalter durch Verbrennung eines Startgemischs und anschließendes Durchströmen des ver- brannten Startgemischs durch die NHs-Flammenspalter auf Betriebstemperatur gebracht werden, so dass das verbrannte Startgemisch die Wärmetauscher und/oder Brenner der NH;-Flammenspalter während einer Startphase thermisch kontaktiert. Da die Oberflächentemperaturen während der Aufwärmphase 3Flame splitters are brought to operating temperature by burning a starting mixture and then flowing the burned starting mixture through the NHs flame splitters, so that the burned starting mixture thermally contacts the heat exchangers and/or burners of the NH; flame splitters during a starting phase. Since the surface temperatures during the warm-up phase 3

230085P00LU 12.07.2023 ansteigen, können eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen ergriffen werden: Erhöhung des Ge- LU103170 samtdurchflusses des Startgemischs, Verringerung des Sauerstoffanteils der Oxidationsmittelkompo- nente, oder Erhöhung des Gesamtgehalts des Startgemischs. Dadurch können die NHs-Flammenspalter auch mit einem vergleichsweise geringen Strom an gereinigtem Sauerstoff schnell gestartet werden. Der230085P00LU 12.07.2023 increase, one or more of the following measures can be taken: increasing the total flow of the starting mixture, reducing the oxygen content of the oxidizer component, or increasing the total content of the starting mixture. This allows the NHs flame splitters to be started quickly even with a comparatively low flow of purified oxygen. The

Strom an gereinigtem Sauerstoff wird am oder gegen Ende der Startphase abgestellt.Purified oxygen supply is turned off at or near the end of the start-up phase.

[0017] Die aus dem Stand der Technik bekannten Anlagen und Verfahren zur Gewinnung von H; aus[0017] The plants and processes known from the prior art for the production of H; from

NHz sind nicht in jeder Hinsicht zufriedenstellend, insbesondere im Hinblick auf Unterbrechungen desNHz are not satisfactory in all respects, especially with regard to interruptions of the

Normalbetriebs und das anschließende Anfahren der Anlagen. Es besteht daher ein Bedarf an verbes- serten Anlagen und Verfahren, welche sich wirtschaftlich in großtechnischem Maßstab durchführen las- sen.Normal operation and the subsequent start-up of the plants. There is therefore a need for improved plants and processes that can be implemented economically on a large scale.

[0018] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine vorteilhafte Anlage und ein vorteilhaftes Verfahren zur[0018] It is an object of the invention to provide an advantageous system and an advantageous method for

Herstellung von Hz aus NH; bereitzustellen, welche die vorstehend genannten Nachteile überwinden.Production of Hz from NH; which overcome the above mentioned disadvantages.

Das Anfahren der Anlage sollte ohne zusätzliche, kostenaufwändige Maßnahmen und Gerätschaften gelingen, auf keinen fossilen Energieträgern beruhen, keine zusätzlichen Sicherheitsrisiken mit sich bringen und wirtschaftlich sowie in großtechnischem Maßstab möglich sein.The plant should be able to be started up without additional, costly measures and equipment, should not be based on any fossil fuels, should not entail any additional safety risks and should be economically viable and possible on a large technical scale.

[0019] Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Patentansprüche gelöst.[0019] This object is solved by the subject matter of the patent claims.

[0020] Es wurde überraschend gefunden, dass bestimmte Vorrichtungen, welche beim Normalbetrieb der Anlagen anderen Zwecken dienen, für die Dauer des Anfahrens umfunktioniert und anders verschal- tet werden können. Auf diese Weise gelingt es, bereits während des Anfahrens der Anlage Hz in ausrei- chender Menge aus NH; durch Zersetzung zu gewinnen, so dass die Verbrennung von NH; im Gemisch mit Hz gestartet und die Anlage langsam auf Betriebstemperatur aufgewärmt werden kann. Der zusätz- liche apparative Aufwand für das Anfahren der Anlage wird somit minimiert.[0020] It was surprisingly found that certain devices which serve other purposes during normal operation of the plant can be converted and connected differently for the duration of the start-up. In this way, it is possible to obtain Hz in sufficient quantities from NH; by decomposition during the start-up of the plant, so that the combustion of NH; in a mixture with Hz can be started and the plant can be slowly warmed up to operating temperature. The additional equipment required for starting up the plant is thus minimized.

[0021] Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von Hz aus NH3; wobei die Anlage in einem Herstellmodus (Normalbetrieb) bei Betriebstemperaturen betreibbar ist; wobei die Anlage in einem Anfahrmodus (Anfahrbetrieb) betreibbar ist, um wenigstens eine Vorrich- tung der Anlage von einer Ausgangstemperatur auf eine Betriebstemperatur zu erwärmen; wobei die Anlage für den Anfahrmodus wenigstens die folgenden Einrichtungen zum Erwärmen der wenigstens einer Vorrichtung auf die Betriebstemperatur umfasst: - ein Heizelement zum Erwärmen von NHs; - in Strömungsrichtung des NH; stromabwärts des Heizelements eine erste NH3:-Zersetzungseinrich- tung (Vorreaktor) zum partiellen katalytischen Zersetzen des erwärmten NH; unter Erzeugung eines[0021] A first aspect of the invention relates to a plant for producing H from NH3; wherein the plant can be operated in a production mode (normal operation) at operating temperatures; wherein the plant can be operated in a start-up mode (start-up operation) in order to heat at least one device of the plant from an initial temperature to an operating temperature; wherein the plant for the start-up mode comprises at least the following devices for heating the at least one device to the operating temperature: - a heating element for heating NHs; - in the flow direction of the NH; downstream of the heating element, a first NH3: decomposition device (pre-reactor) for the partial catalytic decomposition of the heated NH; with the production of a

Verbrennungsgases umfassend Hz, N; und restliches NH3; 4combustion gas comprising Hz, N; and remaining NH3; 4

230085P00LU 12.07.2023 - optional, in Strömungsrichtung des Verbrennungsgases stromabwärts der ersten NHz-Zersetzungs- LU103170 einrichtung (Vorreaktor) eine Vorrichtung zum Zudosieren von Verbrennungsluft in das Verbren- nungsgas; - in Strömungsrichtung des Verbrennungsgases stromabwärts der ersten NHs-Zersetzungseinrichtung eine Verbrennungseinrichtung zum Verbrennen des Verbrennungsgases unter Erzeugung von Ver- brennungswärme und Rauchgas; - einen Verdichter zum Verdichten eines Wärmeträgermediums; und - in Strömungsrichtung des Rauchgases stromabwärts der Verbrennungseinrichtung und in Strö- mungsrichtung des Wärmeträgermediums stromabwärts des Verdichters - einen ersten Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/Wärmeträgermedium- Wärmetauscher für den230085P00LU 12.07.2023 - optionally, in the flow direction of the combustion gas downstream of the first NH3 decomposition device (pre-reactor), a device for metering combustion air into the combustion gas; - in the flow direction of the combustion gas downstream of the first NH3 decomposition device, a combustion device for burning the combustion gas to generate combustion heat and flue gas; - a compressor for compressing a heat transfer medium; and - in the flow direction of the flue gas downstream of the combustion device and in the flow direction of the heat transfer medium downstream of the compressor - a first heat exchanger [preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for the

Anfahrmodus] und/oder - einen zweiten Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] zum Erwärmen des Wärmeträgermediums durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas; und wobei die wenigstens eine Vorrichtung der Anlage in Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums stromabwärts des ersten Wärmetauschers und/oder des zweiten Wärmetauschers angeordnet ist und mit dem Wärmeträgermedium zur Aufnahme von Wärme aus dem Wärmeträgermedium in fluider Verbin- dung steht.Start-up mode] and/or - a second heat exchanger [preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for the start-up mode] for heating the heat transfer medium by absorbing heat from the flue gas; and wherein the at least one device of the system is arranged in the flow direction of the heat transfer medium downstream of the first heat exchanger and/or the second heat exchanger and is in fluid communication with the heat transfer medium for absorbing heat from the heat transfer medium.

[0022] Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung einer erfindungsgemäßen Anlage zur[0022] A second aspect of the invention relates to the use of a system according to the invention for

Herstellung von Ho.Production of Ho.

[0023] Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfahren einer Anlage zur Herstel- lung von Hz aus NH; umfassend die folgenden Schritte: (a) optional, Verdampfen von Wasser unter Erzeugung von Wasserdampf; (b) optional, Verdampfen von flüssigem NH; durch Aufnahme von Wärme aus dem Wasserdampf; (c) Erwärmen von NH3; (d) partielles katalytisches Zersetzen des erwärmten NH; in einer ersten NH3-Zersetzungseinrichtung unter Erzeugung eines Verbrennungsgases umfassend Hz, N; und restliches NH3; (e) optional, Zudosieren von Verbrennungsluft in das Verbrennungsgas; (f) Verbrennen des Verbrennungsgases in einer Verbrennungseinrichtung unter Erzeugung von Ver- brennungswärme und Rauchgas; (g) Verdichten eines Wärmeträgermediums; (h) Erwärmen des Wärmeträgermediums durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas; und[0023] A third aspect of the invention relates to a method for starting up a plant for producing Hz from NH; comprising the following steps: (a) optionally, evaporating water to produce water vapor; (b) optionally, evaporating liquid NH; by absorbing heat from the water vapor; (c) heating NH3; (d) partial catalytic decomposition of the heated NH; in a first NH3 decomposition device to produce a combustion gas comprising Hz, N; and remaining NH3; (e) optionally, metering combustion air into the combustion gas; (f) burning the combustion gas in a combustion device to produce combustion heat and flue gas; (g) compressing a heat transfer medium; (h) heating the heat transfer medium by absorbing heat from the flue gas; and

230085P00LU 12.07.2023 (i) Erwärmen wenigstens einer Vorrichtung der Anlage durch Aufnahme von Wärme aus dem Wär- LU103170 meträgermedium.230085P00LU 12.07.2023 (i) Heating at least one device of the system by absorbing heat from the heat transfer medium.

[0024] Schritte (a), (b) und (e) des erfindungsgemäßen Verfahrens sind unabhängig voneinander opti- onal. Bevorzugt werden Schritte (a) bis (i), sofern verwirklicht, in alphabetischer Reihenfolge durchge- führt.[0024] Steps (a), (b) and (e) of the method according to the invention are optional, independently of one another. Preferably, steps (a) to (i), if implemented, are carried out in alphabetical order.

[0025] Erfindungsgemäß wird unterschieden zwischen dem Herstellmodus (Normalbetrieb) und dem[0025] According to the invention, a distinction is made between the production mode (normal operation) and the

Anfahrmodus (Anfahrbetrieb). Während auch bereits im Anfahrmodus in gewissem Umfang Hz aus NH; hergestellt wird, unterscheiden sich Menge und Ausbeute des hergestellten Hz bevorzugt erheblich.Start-up mode (start-up operation). While Hz is already produced from NH3 to a certain extent in start-up mode, the amount and yield of Hz produced preferably differ considerably.

[0026] Im Anfahrmodus sind sowohl die Menge als auch die Ausbeute an hergestelltem H» bevorzugt vergleichsweise gering; es wird bevorzugt nur die erste NHs-Zersetzungseinrichtung zur partiellen ka- talytischen Zersetzung von NH; eingesetzt und das hergestellte Zwischenproduktgas wird als Verbren- nungsgas zur Erzeugung der benötigten Wärme verbrannt.[0026] In the start-up mode, both the amount and the yield of H 2 produced are preferably comparatively low; preferably only the first NH 3 decomposition device is used for the partial catalytic decomposition of NH 3 and the intermediate product gas produced is burned as combustion gas to generate the required heat.

[0027] Im Herstellmodus sind sowohl die Menge als auch die Ausbeute an hergestelltem Hz bevorzugt vergleichsweise hoch; es werden bevorzugt sowohl die erste NH3-Zersetzungseinrichtung (Vorreaktor) als auch nachgeschaltet die zweite NH3-Zersetzungseinrichtung (Hauptreaktor) zur möglichst vollstän- digen katalytischen Zersetzung von NH; eingesetzt. Das in der ersten NHs-Zersetzungseinrichtung her- gestellte Zwischenproduktgas wird nicht als Verbrennungsgas verbrannt, sondern bevorzugt nach Er- wärmung der nachgeschalteten zweiten NH:-Zersetzungseinrichtung zugeführt, wo eine möglichst voll- ständige Zersetzung des NH; erfolgt. Aus dem in der zweiten NHz-Zersetzungseinrichtung erzeugten[0027] In the production mode, both the amount and the yield of produced NH3 are preferably comparatively high; preferably both the first NH3 decomposition device (pre-reactor) and the downstream second NH3 decomposition device (main reactor) are used for the most complete catalytic decomposition of NH3. The intermediate product gas produced in the first NH3 decomposition device is not burned as combustion gas, but is preferably fed after heating to the downstream second NH3 decomposition device, where the most complete decomposition of the NH3 takes place. From the gas produced in the second NH3 decomposition device

Produktgas wird anschließend Hz abgetrennt, bevorzugt durch Druckwechseladsorption, und das dabei anfallende restliche Gasgemisch wird zur Erzeugung der benötigten Wärme als Verbrennungsgas ver- brannt. Da in der Praxis die Zersetzung des NH; in der zweiten NH3-Zersetzungseinrichtung nicht ab- solut vollständig erfolgt (100,0%), verbleibt eine Restmenge an NH; zurück, welche ggf. nach Zudosie- ren von zusätzlichem, frischen NH; als Verbrennungsgas verbrannt wird.The product gas is then separated, preferably by pressure swing adsorption, and the remaining gas mixture is burned as combustion gas to generate the required heat. Since in practice the decomposition of the NH3 in the second NH3 decomposition device is not absolutely complete (100.0%), a residual amount of NH3 remains, which is burned as combustion gas after additional, fresh NH3 is added.

[0028] Die erfindungsgemäßen Wärmetauscher dienen der Übertragung von Wärme von einem Me- dium auf ein anderes Medium, ohne dass die Medien dabei miteinander vermischt werden. Zum Zwecke der Beschreibung wird in Bezug auf einen "A/B-Wärmetauscher" das die Wärme abgebende Medium A zuerst genannt, gefolgt von dem die Wärme aufnehmenden Medium B. Demzufolge dient beispielsweise ein "Rauchgas/NH3-Wärmetauscher" dazu, im Rauchgas enthaltene Wärme an NH; abzugeben. Dazu ist der Rauchgas/NH:-Wärmetauscher entsprechend verschaltet, d.h. seine wärmere Seite wird von[0028] The heat exchangers according to the invention serve to transfer heat from one medium to another medium without the media being mixed together. For the purpose of description, in relation to an "A/B heat exchanger", the medium A that releases the heat is mentioned first, followed by the medium B that absorbs the heat. Accordingly, for example, a "flue gas/NH3 heat exchanger" serves to release heat contained in the flue gas to NH;. For this purpose, the flue gas/NH: heat exchanger is connected accordingly, i.e. its warmer side is

Rauchgas durchströmt, wohingegen seine kühlere Seite von NH: durchströmt wird.flue gas flows through it, whereas its cooler side is flowed through by NH:.

[0029] Zum Zwecke der Beschreibung sind die Wärmetauscher nummeriert. Diese Nummerierung dient lediglich der sprachlichen Unterscheidung, ist jedoch nicht so zu verstehen, dass die Gegenwart eines Wärmetauschers höherer Nummerierung, z.B. "vierter Wärmetauscher" immer auch zwingend die 6[0029] For the purpose of description, the heat exchangers are numbered. This numbering serves only as a linguistic distinction, but should not be understood to mean that the presence of a heat exchanger with a higher number, e.g. "fourth heat exchanger", always necessarily means the 6

230085P00LU 12.07.2023230085P00LU 12.07.2023

Gegenwart aller Wärmetauscher niedrigerer Nummerierung erfordert ("erster Wärmetauscher", "zwei- LU103170 ter Wärmetauscher", "dritter Wärmetauscher"). So ist es z.B. möglich, dass die erfindungsgemäße An- lage einen erfindungsgemäßen zweiten Wärmetauscher sowie einen erfindungsgemäßen vierten Wär- metauscher umfasst, jedoch weder einen erfindungsgemäßen ersten Wärmetauscher noch einen erfin- dungsgemäßen dritten Wärmetauscher.Presence of all heat exchangers with lower numbers is required ("first heat exchanger", "second heat exchanger", "third heat exchanger"). For example, it is possible for the system according to the invention to comprise a second heat exchanger according to the invention and a fourth heat exchanger according to the invention, but neither a first heat exchanger according to the invention nor a third heat exchanger according to the invention.

[0030] Es ist erfindungsgemäß möglich und auch bevorzugt, dass ein und derselbe Wärmetauscher im[0030] It is possible and also preferred according to the invention that one and the same heat exchanger in the

Herstellmodus ggf. einer anderen Funktion dient als im Anfahrmodus, insbesondere wenigstens zumManufacturing mode may serve a different function than in start-up mode, in particular at least for

Teil bzw. auf einer Seite (warme Seite vs. kalte Seite) von anderen Medien durchströmt wird. In solchenpart or on one side (warm side vs. cold side) is flowed through by other media. In such

Fällen wird zum Zwecke der Beschreibung in Einzelfällen in nachgestellten eckigen Klammern zwi- schen beiden Betriebsmodi und den jeweiligen bevorzugten Formen des Wärmeaustauschs unterschie- den. So bedeutet z.B. "erster Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/NH3:-Wärmetauscher für den Her- stellmodus; Rauchgas/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmodus]", dass der ersteIn some cases, for the purpose of description, a distinction is made in square brackets between the two operating modes and the respective preferred forms of heat exchange. For example, "first heat exchanger [preferably flue gas/NH3: heat exchanger for the production mode; flue gas/heat transfer medium heat exchanger for the start-up mode]" means that the first

Wärmetauscher bevorzugt zwei unterschiedliche Funktionen übernimmt: Im Herstellmodus wird im ers- ten Wärmetauscher bevorzugt Wärme vom Rauchgas an NH; abgegeben, im Anfahrmodus wird im ersten Wärmetauscher bevorzugt Wärme vom Rauchgas an Wärmeträgermedium abgegeben. Wenn imHeat exchanger preferably takes on two different functions: In the production mode, the first heat exchanger prefers to transfer heat from the flue gas to NH; in the start-up mode, the first heat exchanger prefers to transfer heat from the flue gas to the heat transfer medium. If in the

Anfahrmodus das Wärmeträgermedium NH; ist, handelt es sich letztlich auch im Anfahrmodus um ei- nen Rauchgas/NH3-Wärmetauscher. Sofern ein solcher Wärmetauscher im Kontext mit einem bestimm- ten Modus beschrieben wird (entweder Herstellmodus oder Anfahrmodus), wird ggf. in den nachgestell- ten eckigen Klammern nur auf die zugehörige bevorzugte Form des Wärmeaustauschs verwiesen.If the heat transfer medium in the start-up mode is NH3, it is ultimately a flue gas/NH3 heat exchanger in the start-up mode. If such a heat exchanger is described in the context of a specific mode (either production mode or start-up mode), the square brackets after it may only refer to the associated preferred form of heat exchange.

[0031] Zum Zwecke der Beschreibung wird der Begriff "Wasser", sofern nicht ausdrücklich etwas An- deres angegeben ist, für alle seine Aggregatzustände verwendet, wobei je nach Temperatur und Druck dieses Wasser flüssig oder gasförmig oder als Zweiphasensystem vorliegen kann, d.h. ggf. auch als[0031] For the purpose of description, the term "water", unless expressly stated otherwise, is used for all its states of aggregation, whereby, depending on temperature and pressure, this water can be liquid or gaseous or as a two-phase system, i.e. possibly also as

Wasserdampf. Dies gilt analog ebenso für "NH3".Water vapor. This also applies to "NH3".

[0032] Die erfindungsgemäße Anlage umfasst eine erste NHz-Zersetzungseinrichtung und eine zweite[0032] The plant according to the invention comprises a first NHz decomposition device and a second

NHz-Zersetzungseinrichtung, welche beide NH3-Zersetzungskatalysator enthalten. Die erste NH3-Zer- setzungseinrichtung ist bevorzugt ein Festbettreaktor. In der ersten NHs-Zersetzungseinrichtung erfolgt die Zersetzung von NH; bevorzugt adiabatisch. Die nachgeschaltete zweite NH3;-Zersetzungseinrichtung ist bevorzugt zusammen mit einer Verbrennungseinrichtung analog einem Primärreformer ausgebildet, wie er bei der herkömmlichen Dampfreformierung zur Erzeugung von Hz, Oz und CO/CO» aus HO undNH3 decomposition device, both of which contain NH3 decomposition catalyst. The first NH3 decomposition device is preferably a fixed bed reactor. In the first NH3 decomposition device, the decomposition of NH; preferably takes place adiabatically. The downstream second NH3; decomposition device is preferably designed together with a combustion device analogous to a primary reformer, as is used in conventional steam reforming to produce H2, O2 and CO/CO» from HO and

CH, eingesetzt wird.CH, is used.

[0033] Im Herstellmodus erfolgt die katalytische Zersetzung des NH; zweistufig in der ersten NHz-[0033] In the production mode, the catalytic decomposition of NH occurs in two stages in the first NH2

Zersetzungseinrichtung und der nachgeschalteten zweiten NHz-Zersetzungseinrichtung. Bevorzugt ist in Strômungsrichtung des NH; stromabwärts der ersten NHa-Zersetzungseinrichtung und bevorzugt stromaufwärts der nachgeschalteten zweiten NHz-Zersetzungseinrichtung der zweite Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/Zwischenproduktgas-Wärmetauscher für den Herstellmodus] angeordnet. Im Her- stellmodus dient der zweite Wärmetauscher bevorzugt zum Erwärmen des Zwischenproduktgases nach 7decomposition device and the downstream second NH3 decomposition device. Preferably, the second heat exchanger [preferably flue gas/intermediate product gas heat exchanger for the production mode] is arranged in the flow direction of the NH3; downstream of the first NH3 decomposition device and preferably upstream of the downstream second NH3 decomposition device. In the production mode, the second heat exchanger preferably serves to heat the intermediate product gas after 7

230085P00LU 12.07.2023 dem Verlassen der ersten NHz-Zersetzungseinrichtung und vor Eintritt in die nachgeschaltete zweite LU103170230085P00LU 12.07.2023 leaving the first NHz decomposition facility and before entering the downstream second LU103170

NHz-Zersetzungseinrichtung (Hauptreaktor, zusammen mit Verbrennungseinrichtung analog Primärre- former). Im Herstellmodus nimmt im zweiten Wärmetauscher Zwischenproduktgas bevorzugt Wärme aus Rauchgas auf (vgl. Abbildung 2, zweiter Wärmetauscher 67).NH4 decomposition facility (main reactor, together with combustion facility analogous to primary reformer). In production mode, intermediate product gas preferentially absorbs heat from flue gas in the second heat exchanger (see Figure 2, second heat exchanger 67).

[0034] Im Herstellmodus tritt vorgeheiztes NH; in die erste NH3;-Zersetzungseinrichtung ein, in der zu einem gewissen Ausmaß eine partielle katalytische Zersetzung von NH; zu N; und Hz erfolgt. Es wird ein Zwischenproduktgas gebildet, welches noch erhebliche Restmengen an nicht zersetztem NHz3, aber auch bereits gebildetes N> und Hz enthält. Infolge der endothermen Zersetzung von NH; kühlt sich das[0034] In the production mode, preheated NH; enters the first NH3; decomposition device, in which a partial catalytic decomposition of NH; to N; and Hz takes place to a certain extent. An intermediate product gas is formed, which still contains considerable residual amounts of non-decomposed NH3, but also already formed N> and Hz. As a result of the endothermic decomposition of NH;, the

Zwischenproduktgas bevorzugt ab. Bevorzugt beträgt der Umsatz von zersetztem NH; in der erstenIntermediate product gas preferentially. Preferably, the conversion of decomposed NH; in the first

NHz-Zersetzungseinrichtung höchstens 25%, bevorzugter höchstens 20% des insgesamt erreichten Ge- samtumsatzes. Bevorzugt beträgt der Umsatz von zersetztem NH; in der ersten NHs-Zersetzungsein- richtung mindestens 5%, bevorzugter mindestens 10%, noch bevorzugter mindestens 15% des insgesamt erreichten Gesamtumsatzes. Nach Verlassen der ersten NHz-Zersetzungseinrichtung wird das Zwi- schenproduktgas bevorzugt in dem zweiten Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/Zwischenproduktgas-NH 3 decomposition device is at most 25%, more preferably at most 20% of the total conversion achieved. Preferably, the conversion of decomposed NH 3 in the first NH 3 decomposition device is at least 5%, more preferably at least 10%, even more preferably at least 15% of the total conversion achieved. After leaving the first NH 3 decomposition device, the intermediate product gas is preferably in the second heat exchanger [preferably flue gas/intermediate product gas-

Wärmetauscher für den Herstellmodus] erneut aufgeheizt, ehe es in die nachgeschaltete, zweite NHz-Heat exchanger for the production mode] is heated again before it is fed into the downstream, second NHz

Zersetzungseinrichtung eintritt. In der zweiten NHz-Zersetzungseinrichtung erfolgt dann die restlichedecomposition device. The remaining decomposition then takes place in the second NHz decomposition device.

Zersetzung von NH; bis zum insgesamt erreichten Gesamtumsatz.Decomposition of NH; until the total conversion is achieved.

[0035] Im Unterschied dazu erfolgt im Anfahrmodus die katalytische Zersetzung des NH; bevorzugt lediglich einstufig, und zwar nur in der ersten NHz-Zersetzungseinrichtung. Die zweite NHz-Zerset- zungseinrichtung trägt im Anfahrmodus, zumindest während früher Phasen des Anfahrmodus, bevor- zugt noch nicht zur Zersetzung von NH; bei.[0035] In contrast, in the start-up mode, the catalytic decomposition of the NH; preferably only takes place in one stage, and only in the first NH3 decomposition device. In the start-up mode, the second NH3 decomposition device preferably does not yet contribute to the decomposition of NH;, at least during early phases of the start-up mode.

[0036] Im Anfahrmodus tritt vorgeheiztes NH; in die erste NHs-Zersetzungseinrichtung ein, in der zu einem gewissen Ausmaß eine partielle katalytische Zersetzung von NH; zu N; und Hz erfolgt. Es wird ebenfalls ein Zwischenproduktgas gebildet, welches noch erhebliche Restmengen an nicht zersetztem[0036] In the start-up mode, preheated NH; enters the first NHs decomposition device, in which a partial catalytic decomposition of NH; to N; and H 2 takes place to a certain extent. An intermediate gas is also formed, which still contains considerable residual amounts of undecomposed

NH3, aber auch bereits gebildetes N, und Hz enthält. Bevorzugt beträgt der Umsatz von zersetztem NH; in der ersten NHs-Zersetzungseinrichtung höchstens 25%, bevorzugter höchstens 20% bezogen auf dieNH3, but also already formed N, and Hz. Preferably, the conversion of decomposed NH; in the first NHs decomposition device is at most 25%, more preferably at most 20% based on the

Menge an NHz. Bevorzugt beträgt der Umsatz von zersetztem NH; in der ersten NH3-Zersetzungsein- richtung mindestens 5%, bevorzugter mindestens 10%, noch bevorzugter mindestens 15% bezogen auf die Menge an NHa.Amount of NH3. Preferably, the conversion of decomposed NH3 in the first NH3 decomposition device is at least 5%, more preferably at least 10%, even more preferably at least 15% based on the amount of NH3.

[0037] Im Unterschied zum Herstellmodus wird im Anfahrmodus das in der ersten NHs-Zersetzungs- einrichtung gebildete Zwischenproduktgas bevorzugt nicht in die zweite NHz-Zersetzungseinrichtung geleitet, sondern stattdessen in die Verbrennungseinrichtung. Die im Zwischenproduktgas enthaltenen[0037] In contrast to the production mode, in the start-up mode the intermediate product gas formed in the first NH 3 decomposition device is preferably not passed into the second NH 3 decomposition device, but instead into the combustion device. The intermediate product gas contained in the

Menge an gebildetem H> reicht für eine zufriedenstellende Verbrennung des NH; aus, so dass durch dieThe amount of H> formed is sufficient for a satisfactory combustion of the NH;, so that the

Verbrennung des Zwischenproduktgases genügend Verbrennungswärme erzeugt wird, um die Anlage nach und nach auf Betriebstemperatur aufzuwärmen. 8Combustion of the intermediate gas produces sufficient combustion heat to gradually warm the system up to operating temperature. 8

230085P00LU 12.07.2023230085P00LU 12.07.2023

[0038] In bevorzugten Ausführungsformen wird im Anfahrmodus der NH;-Storm in einen ersten NH3- LU103170[0038] In preferred embodiments, in the start-up mode, the NH; stream is converted into a first NH3- LU103170

Teilstrom und einen zweiten NHz-Teilstrom aufgeteilt. Nur der erste NHz-Teilstrom wird der erstenpartial flow and a second NHz partial flow. Only the first NHz partial flow is added to the first

Zersetzungseinrichtung zugeführt. Der zweite NHz-Teilstrom durchstrômt stattdessen die zweite NHs-decomposition device. The second NH3 partial flow instead flows through the second NHs

Zersetzungseinrichtung, wodurch die zweite NHz-Zersetzungseinrichtung Wärme aus dem zweitendecomposition device, whereby the second NHz decomposition device extracts heat from the second

NHz-Teilstrom aufnimmt. Der zweite NH3-Teilstrom hat demnach zunächst nur die Funktion als Wär- meträgermedium. Nach und nach wird auf diese Weise die zweite NH3;-Zersetzungseinrichtung erwärmt, bis die Anspringtemperatur (Aktivierungstemperatur) für die katalytische Zersetzung von NH; erreicht ist, so dass ab diesem Zeitpunkt zusätzlicher H> in der zweiten NHs-Zersetzungseinrichtung durch kata- lytische Zersetzung von NH; hergestellt wird (vgl. Abbildung 3).NH3 partial flow. The second NH3 partial flow therefore initially only functions as a heat transfer medium. In this way, the second NH3; decomposition device is gradually heated until the start-up temperature (activation temperature) for the catalytic decomposition of NH; is reached, so that from this point on additional H> is produced in the second NHs decomposition device by catalytic decomposition of NH; (see Figure 3).

[0039] In bevorzugten Ausführungsformen wird im Anfahrmodus die Menge an Hz im Verbrennungs- gas im Vergleich zum Herstellmodus erhöht. Durch das größere Verhältnis von Hz zu NH; wird die[0039] In preferred embodiments, the amount of Hz in the combustion gas is increased in the start-up mode compared to the production mode. Due to the larger ratio of Hz to NH;, the

Verbrennung begünstigt, wodurch die Betriebstemperatur schneller erreicht werden kann.Combustion is promoted, allowing the operating temperature to be reached more quickly.

[0040] Es ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, dass die erste NHs-Zersetzungseinrichtung für zwei unterschiedliche Zwecke genutzt werden kann, nämlich im Anfahrmodus für die Erzeugung des[0040] It is a significant advantage of the invention that the first NHs decomposition device can be used for two different purposes, namely in start-up mode for the production of the

Verbrennungsgases und im Herstellmodus für die erste Stufe einer insgesamt zweistufigen Zersetzung von NH; für die Erzeugung des Produktgases. Die erfindungsgemäße Anlage umfasst bevorzugt keine weitere separate NHz-Zersetzungseinrichtung, welche ausschließlich im Anfahrmodus genutzt wird, nicht jedoch im Herstellmodus. Solche separate NH3-Zersetzungseinrichtungen sind zwar kommerziell verfügbar, ggf. auch bereits mit einer elektrischen Heizung ausgerüstet, auch einen solchen zusätzlichen apparativen Aufwand kann erfindungsgemäß jedoch verzichtet werden.combustion gas and in production mode for the first stage of a total of two-stage decomposition of NH; for the production of the product gas. The plant according to the invention preferably does not comprise any further separate NH3 decomposition device, which is used exclusively in start-up mode, but not in production mode. Such separate NH3 decomposition devices are commercially available, possibly already equipped with an electric heater, but even such additional equipment expenditure can be dispensed with according to the invention.

[0041] Bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Anlage im Wesentlichen nur zwei Vorrichtungen, welche ausschließlich im Anfahrmodus genutzt wird, nicht jedoch im Herstellmodus, und zwar - das bevorzugt elektrisch betriebene Heizelement und - den bevorzugt elektrisch betriebenen H>O-Dampferzeuger.[0041] Preferably, the system according to the invention essentially comprises only two devices, which are used exclusively in the start-up mode, but not in the production mode, namely - the preferably electrically operated heating element and - the preferably electrically operated H>O steam generator.

[0042] Damit das NH; für die katalytische Zersetzung in der ersten NHs-Zersetzungseinrichtung eine ausreichend hohe Temperatur hat, weist die erfindungsgemäße Anlage für den Anfahrmodus ein Heiz- element zum Erwärmen von NH; auf. Bevorzugt ist das Heizelement elektrisch betrieben. Bevorzugt erfolgt das Erwärmen von NH; in Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens also unter Einsatz von elektrischer Energie.[0042] So that the NH; has a sufficiently high temperature for the catalytic decomposition in the first NH3 decomposition device, the system according to the invention has a heating element for heating NH; for the start-up mode. The heating element is preferably electrically operated. The heating of NH; in step (c) of the method according to the invention preferably takes place using electrical energy.

[0043] Bevorzugt ist das Heizelement nur für den Anfahrmodus vorgesehen und wird im Herstellmodus abgeschaltet. In bevorzugten Ausführungsformen ist das Heizelement über ein Leitungssystem in einem[0043] Preferably, the heating element is only intended for the start-up mode and is switched off in the production mode. In preferred embodiments, the heating element is connected via a line system in a

Bypass verschaltet, so dass das NH; im Anfahrmodus über den Bypass durch das Heizelement hindurch geleitet werden kann, um dort erwärmt zu werden. Ist der Herstellmodus erreicht, so wird bevorzugt der 9Bypass connected so that the NH; can be led through the heating element via the bypass in start-up mode to be heated there. Once the production mode is reached, the 9

230085P00LU 12.07.2023 gesamte Bypass einschließlich des Heizelements nicht mehr von NH; durchströmt. Um eine solche Re- LU103170 aktionsführung zu ermöglichen, sind bevorzugt geeignete Ventile vorgesehen, welche die gezielte Strö- mung des NH; durch den Bypass hindurch oder nicht durch den Bypass hindurch ermöglichen.230085P00LU 12.07.2023 the entire bypass including the heating element is no longer flowed through by NH;. In order to enable such a reaction, suitable valves are preferably provided which enable the targeted flow of NH; through the bypass or not through the bypass.

[0044] Das NH; wird typischerweise in flüssiger Form als Ausgangsmaterial bereitgestellt und muss daher zunächst verdampft werden. Dies gilt nicht nur für den Herstellmodus, sondern auch für den An- fahrmodus. Erfindungsgemäß bevorzugt erfolgt die Verdampfung des NH; durch Aufnahme von Wärme aus Wasserdampf.[0044] The NH; is typically provided in liquid form as a starting material and must therefore first be evaporated. This applies not only to the production mode, but also to the start-up mode. According to the invention, the NH; is preferably evaporated by absorbing heat from water vapor.

[0045] Im Herstellmodus wird der Wasserdampf bevorzugt durch Prozesswärme bereitgestellt, indem[0045] In the production mode, the water vapor is preferably provided by process heat by

Wasser als Wärmeträgermedium Wärme aus dem Produktgas und/oder dem Rauchgas aufnimmt und der so erwärmte Wasserdampf Wärme an flüssiges NH; abgibt.Water as a heat transfer medium absorbs heat from the product gas and/or the flue gas and the heated water vapor releases heat to liquid NH;.

[0046] Im Anfahrmodus ist zunächst jedoch noch keine Prozesswärme vorhanden, so dass die erfin- dungsgemäße Anlage bevorzugt eine H:O0-Verdampfungseinrichtung zum Verdampfen von Wasser un- ter Erzeugung von Wasserdampf umfasst. Die H:0-Verdampfungseinrichtung ist bevorzugt in Strö- mungsrichtung des NH; stromaufwärts des Heizelements angeordnet. Die H>O-Verdampfungseinrich- tung ist bevorzugt elektrisch beheizt. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren daher die beiden optionalen Schritte (a) und (b), wobei die Erzeugung von Wasserdampf in Schritt (a) des erfin- dungsgemäßen Verfahrens bevorzugt unter Einsatz von elektrischer Energie erfolgt.[0046] In the start-up mode, however, there is initially no process heat present, so that the system according to the invention preferably comprises an H:O evaporation device for evaporating water to produce water vapor. The H:O evaporation device is preferably arranged in the flow direction of the NH; upstream of the heating element. The H>O evaporation device is preferably heated electrically. The method according to the invention therefore preferably comprises the two optional steps (a) and (b), with the generation of water vapor in step (a) of the method according to the invention preferably taking place using electrical energy.

[0047] Bevorzugt ist die bevorzugt elektrisch beheizte H,O-Verdampfungseinrichtung nur für den An- fahrmodus vorgesehen und wird im Herstellmodus abgeschaltet. In bevorzugten Ausführungsformen ist die H:0-Verdampfungseinrichtung über ein Leitungssystem in einem Bypass verschaltet, so dass das[0047] Preferably, the preferably electrically heated H:O evaporation device is only provided for the start-up mode and is switched off in the production mode. In preferred embodiments, the H:O evaporation device is connected via a line system in a bypass, so that the

Wasser im Anfahrmodus über den Bypass durch die H>O-Verdampfungseinrichtung hindurch geleitet werden kann, um dort erwärmt und verdampft zu werden. Ist der Herstellmodus erreicht, so wird bevor- zugt der gesamte Bypass einschließlich der H:O-Verdampfungseinrichtung nicht mehr von Wasser durchströmt. Um eine solche Reaktionsführung zu ermöglichen, sind bevorzugt geeignete Ventile vor- gesehen, welche die gezielte Strömung des Wassers durch den Bypass hindurch oder nicht durch denWater can be passed through the H>O evaporation device via the bypass in the start-up mode to be heated and evaporated there. Once the production mode is reached, the entire bypass, including the H:O evaporation device, is preferably no longer flowed through by water. In order to enable such a reaction, suitable valves are preferably provided which allow the targeted flow of water through the bypass or not through the

Bypass hindurch ermöglichen.bypass through.

[0048] Darüber hinaus umfasst die die erfindungsgemäße Anlage bevorzugt eine NHa-Verdampfungs- einrichtung zum Verdampfen von flüssigem NH; durch Aufnahme von Wärme aus dem Wasserdampf.[0048] Furthermore, the plant according to the invention preferably comprises an NH 3 evaporation device for evaporating liquid NH 3 by absorbing heat from the water vapor.

[0049] Auf diese Weise kann im Anfahrmodus das flüssige NH; zunächst verdampft werden, indem es[0049] In this way, in the start-up mode, the liquid NH; can first be evaporated by

Wärme aus dem Wasserdampf aufnimmt, welcher seinerseits in der bevorzugt elektrisch beheizten H:O-absorbs heat from the water vapor, which in turn is heated in the preferably electrically heated H:O

Verdampfungseinrichtung erzeugt wird. Anschließend wird das verdampfte NH; durch das bevorzugt elektrisch beheizte Heizelement geleitet und darin auf eine Temperatur erwärmt, welche für die an- schließende partielle katalytische Zersetzung des NH; in der ersten NHz-Zersetzungseinrichtung aus- reicht. Das so erzeugte Zwischenproduktgas wird anschließend in der Verbrennungseinrichtung ver- brannt und erzeugt dabei ein Rauchgas sowie Verbrennungswärme.evaporation device. The evaporated NH; is then passed through the preferably electrically heated heating element and heated therein to a temperature which is sufficient for the subsequent partial catalytic decomposition of the NH; in the first NH3 decomposition device. The intermediate product gas thus produced is then burned in the combustion device and in the process produces a flue gas and combustion heat.

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[0050] Die durch die Verbrennung der Verbrennungsgase erzeugte Wärme wird erfindungsgemäß nicht LU103170 nur um Herstellmodus, sondern auch im Anfahrmodus genutzt. Die Verbrennungsgase können typi- scherweise unterschiedliche Herkunft und Zusammensetzung haben.[0050] According to the invention, the heat generated by the combustion of the combustion gases is not only used in the production mode, but also in the start-up mode. The combustion gases can typically have different origins and compositions.

[0051] Im Herstellmodus dient die Verbrennungswärme im Wesentlichen dazu, das NH; auf die not- wendige Reaktionstemperatur zu erwärmen, damit in der ersten NHz-Zersetzungseinrichtung und der nachgeschalteten, zweiten NHa-Zersetzungseinrichtung die Reaktionswärme der endothermen Reaktion bereitgestellt wird und die Umsetzung über beide NHz-Zersetzungseinrichtungen mit hohem Umsatz erfolgt. Dazu wird insbesondere für die Verdampfung des NH; bevorzugt Wasserdampf als Wärmeträ- germedium eingesetzt.[0051] In the production mode, the heat of combustion essentially serves to heat the NH; to the necessary reaction temperature so that the reaction heat of the endothermic reaction is provided in the first NH3 decomposition device and the downstream second NH3 decomposition device and the conversion takes place via both NH3 decomposition devices with a high conversion. For this purpose, water vapor is preferably used as a heat transfer medium, in particular for the evaporation of the NH;.

[0052] Im Anfahrmodus dient die Verbrennungswärme im Wesentlichen dazu, ein Wärmeträgerme- dium zu erwärmen, welches bevorzugt in einem Verdichter verdichtet und anschließend durch Teile der[0052] In start-up mode, the combustion heat essentially serves to heat a heat transfer medium, which is preferably compressed in a compressor and then passed through parts of the

Anlage geleitet wird. Dazu nimmt das Wärmeträgermedium bevorzugt direkt Wärme aus der Verbren- nungswärme und/oder indirekt Wärme aus dem Rauchgas auf. Dazu ist bevorzugt in Strömungsrichtung des Rauchgases stromabwärts der Verbrennungseinrichtung und in Strömungsrichtung des Wärmeträ- germediums stromabwärts des Verdichters - der erste Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den An- fahrmodus] und/oder - der zweite Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/Wärmeträgermedium- Wärmetauscher für den An- fahrmodus] angeordnet zum Erwärmen des Wärmeträgermediums durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas.system. To do this, the heat transfer medium preferably absorbs heat directly from the heat of combustion and/or indirectly from the flue gas. To do this, preferably in the flow direction of the flue gas downstream of the combustion device and in the flow direction of the heat transfer medium downstream of the compressor - the first heat exchanger [preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for the start-up mode] and/or - the second heat exchanger [preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for the start-up mode] is arranged to heat the heat transfer medium by absorbing heat from the flue gas.

[0053] In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Wärmeträgermedium Na oder besteht im We- sentlichen daraus. Dabei wird Na bevorzugt solange durch wenigstens einen Teil der Anlage zirkuliert, bis die gewünschte Betriebstemperaturen der Teile der Anlage erreicht sind. Ist dieser Zustand erreicht, wird N; bevorzugt aus der Anlage ausgeschleust und in den Herstellmodus gewechselt. Für diesen[0053] In preferred embodiments, the heat transfer medium comprises Na or consists essentially of it. Na is preferably circulated through at least part of the system until the desired operating temperatures of the parts of the system are reached. Once this state has been reached, N; is preferably discharged from the system and switched to the production mode. For this

Wechsel wird dem N; bevorzugt kontinuierlich NH; beigemischt und das Gemisch aus N; und NH; ggf. über eine Fackel verbrannt. Ist der Gehalt an NH; im Gemisch mit N; groß genug, kann mit dem Her- stellmodus begonnen werden.Alternately, NH; is preferably continuously added to the N; and the mixture of N; and NH; is burned using a torch if necessary. If the content of NH; in the mixture with N; is large enough, the production mode can begin.

[0054] In anderen bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Wärmeträgermedium NH; oder be- steht im Wesentlichen daraus. Dabei wird NH; bevorzugt solange durch wenigstens einen Teil der An- lage zirkuliert, bis die gewünschte Betriebstemperaturen der Teile der Anlage erreicht sind. Ist dieser[0054] In other preferred embodiments, the heat transfer medium comprises NH; or consists essentially of it. NH; is preferably circulated through at least part of the system until the desired operating temperatures of the parts of the system are reached. If this

Zustand erreicht, wird mit dem Herstellmodus begonnen.Once this state is reached, the manufacturing mode begins.

[0055] In bevorzugten Ausführungsformen wird im Anfahrmodus der NH3-Storm in einen ersten NHs-[0055] In preferred embodiments, in the start-up mode, the NH3 stream is converted into a first NHs

Teilstrom und einen zweiten NHz-Teilstrom aufgeteilt. Nur der erste NHz-Teilstrom wird der erstenpartial flow and a second NHz partial flow. Only the first NHz partial flow is added to the first

Zersetzungseinrichtung zugeführt. Der zweite NHz-Teilstrom durchstrômt stattdessen die zweite NHs-decomposition device. The second NH3 partial flow instead flows through the second NHs

Zersetzungseinrichtung, wodurch die zweite NHz-Zersetzungseinrichtung Wärme aus dem zweiten 11decomposition device, whereby the second NHz decomposition device extracts heat from the second 11

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NHz-Teilstrom aufnimmt. Der zweite NH3-Teilstrom hat demnach zunächst nur die Funktion als Wär- LU103170 meträgermedium. Nach und nach wird auf diese Weise die zweite NH3;-Zersetzungseinrichtung erwärmt, bis die Anspringtemperatur (Aktivierungstemperatur) für die katalytische Zersetzung von NH; erreicht ist, so dass ab diesem Zeitpunkt zusätzlicher H> in der zweiten NHs-Zersetzungseinrichtung durch kata- lytische Zersetzung von NH; hergestellt wird.The second NH3 partial flow initially only functions as a heat transfer medium. In this way, the second NH3; decomposition device is gradually heated until the start-up temperature (activation temperature) for the catalytic decomposition of NH; is reached, so that from this point on additional H> is produced in the second NHs decomposition device by catalytic decomposition of NH;.

[0056] In bevorzugten Ausführungsformen wird im Anfahrmodus die Menge an Hz im Verbrennungs- gas im Vergleich zum Herstellmodus erhöht. Durch das größere Verhältnis von Hz zu NH; wird die[0056] In preferred embodiments, the amount of Hz in the combustion gas is increased in the start-up mode compared to the production mode. Due to the larger ratio of Hz to NH;, the

Verbrennung begünstigt, wodurch die Betriebstemperatur schneller erreicht werden kann.Combustion is promoted, allowing the operating temperature to be reached more quickly.

[0057] Im Anfahrmodus ist wenigstens eine Vorrichtung der Anlage in Strömungsrichtung des Wär- meträgermediums stromabwärts des ersten Wärmetauschers und/oder des zweiten Wärmetauschers an- geordnet und steht mit dem Wärmeträgermedium zur Aufnahme von Wärme aus dem Wärmeträgerme- dium in fluider Verbindung. Diese wenigstens eine Vorrichtung der Anlage wird im Anfahrmodus durch[0057] In the start-up mode, at least one device of the system is arranged in the flow direction of the heat transfer medium downstream of the first heat exchanger and/or the second heat exchanger and is in fluid communication with the heat transfer medium for absorbing heat from the heat transfer medium. This at least one device of the system is activated in the start-up mode by

Aufnahme von Wärme aus dem Wärmeträgermedium erwärmt.Absorption of heat from the heat transfer medium.

[0058] In bevorzugten Ausführungsformen ist die wenigstens eine Vorrichtung, welche im Anfahrmo- dus durch Aufnahme von Wärme aus dem Wärmeträgermedium erwärmt wird, die zweite NHz-Zerset- zungseinrichtung (vgl. Abbildung 2, zweite NH3-Zersetzungseinrichtung 24). Im Herstellmodus ist die zweite NHz-Zersetzungseinrichtung bevorzugt der ersten NHz-Zersetzungseinrichtung nachgeschaltet und dient bevorzugt der katalytischen Zersetzung von verdampftem NH; unter Erzeugung eines Pro- duktgases umfassend Hz und Na. Für den Wechsel vom Anfahrmodus zum Herstellmodus umfasst die erfindungsgemäße Anlage bevorzugt entsprechende Leitungen und Ventile, welche eine veränderte Ver- schaltung ermöglichen (vgl. Abbildung 2).[0058] In preferred embodiments, the at least one device which is heated in the start-up mode by absorbing heat from the heat transfer medium is the second NH3 decomposition device (see Figure 2, second NH3 decomposition device 24). In the production mode, the second NH3 decomposition device is preferably connected downstream of the first NH3 decomposition device and is preferably used for the catalytic decomposition of vaporized NH3, producing a product gas comprising H2 and Na. For the change from the start-up mode to the production mode, the system according to the invention preferably comprises corresponding lines and valves which enable a changed connection (see Figure 2).

[0059] In bevorzugten Ausführungsformen ist die wenigstens eine Vorrichtung, welche im Anfahrmo- dus durch Aufnahme von Wärme aus dem Wärmeträgermedium erwärmt wird, ein dritter Wärmetau- scher [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wasser-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] (vgl. Abbildung 2, dritter Wärmetauscher 26). Im Herstellmodus dient der dritte Wärmetauscher [bevorzugt Produkt- gas/Wasser-Wärmetauscher für den Herstellmodus] bevorzugt zum Erwärmen von Wasser, bevorzugt zum Erwärmen oder Erzeugen von Wasserdampf, durch Aufnahme von Wärme aus dem Produktgas.[0059] In preferred embodiments, the at least one device which is heated in the start-up mode by absorbing heat from the heat transfer medium is a third heat exchanger [preferably heat transfer medium/water heat exchanger for the start-up mode] (see Figure 2, third heat exchanger 26). In the production mode, the third heat exchanger [preferably product gas/water heat exchanger for the production mode] is preferably used to heat water, preferably to heat or generate water vapor, by absorbing heat from the product gas.

Für den Wechsel vom Anfahrmodus zum Herstellmodus umfasst die erfindungsgemäße Anlage bevor- zugt entsprechende Leitungen und Ventile, welche eine veränderte Verschaltung ermöglichen (vgl. Ab- bildung 2).For the change from start-up mode to production mode, the system according to the invention preferably comprises corresponding lines and valves which enable a changed connection (see Figure 2).

[0060] In bevorzugten Ausführungsformen ist die wenigstens eine Vorrichtung, welche im Anfahrmo- dus durch Aufnahme von Wärme aus dem Wärmeträgermedium erwärmt wird, ein vierter Wärmetau- scher [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] (vgl. Abbildung 2, vierter Wärmetauscher 20). Im Herstellmodus dient der vierte Wärmetaucher [bevor- zugt Produktgas/NH:-Wärmetauscher für den Herstellmodus] zum Erwärmen von NH; durch Aufnahme 12[0060] In preferred embodiments, the at least one device which is heated in the start-up mode by absorbing heat from the heat transfer medium is a fourth heat exchanger [preferably heat transfer medium/heat transfer medium heat exchanger for the start-up mode] (see Figure 2, fourth heat exchanger 20). In the production mode, the fourth heat exchanger [preferably product gas/NH: heat exchanger for the production mode] is used to heat NH; by absorbing 12

230085P00LU 12.07.2023 von Wärme aus dem Produktgas. Für den Wechsel vom Anfahrmodus zum Herstellmodus umfasst die LU103170 erfindungsgemäße Anlage bevorzugt entsprechende Leitungen und Ventile, welche eine veränderte Ver- schaltung ermöglichen (vgl. Abbildung 2).230085P00LU 12.07.2023 of heat from the product gas. For the change from start-up mode to production mode, the LU103170 system according to the invention preferably comprises corresponding lines and valves which enable a changed connection (see Figure 2).

[0061] In bevorzugten Ausführungsformen ist die wenigstens eine Vorrichtung, welche im Anfahrmo- dus durch Aufnahme von Wärme aus dem Wärmeträgermedium erwärmt wird, ein fünfter Wärmetau- scher [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wasser-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] (vgl. Abbildung 2, fünfter Wärmetauscher 28). Im Herstellmodus dient der fünfte Wärmetauscher [bevorzugt Produkt- gas/Wasser-Wärmetauscher für den Herstellmodus] bevorzugt zum Erwärmen von Wasser durch Auf- nahme von Wärme aus dem Produktgas. Für den Wechsel vom Anfahrmodus zum Herstellmodus um- fasst die erfindungsgemäße Anlage bevorzugt entsprechende Leitungen und Ventile, welche eine ver- änderte Verschaltung ermöglichen (vgl. Abbildung 2).[0061] In preferred embodiments, the at least one device which is heated in the start-up mode by absorbing heat from the heat transfer medium is a fifth heat exchanger [preferably a heat transfer medium/water heat exchanger for the start-up mode] (see Figure 2, fifth heat exchanger 28). In the production mode, the fifth heat exchanger [preferably a product gas/water heat exchanger for the production mode] is preferably used to heat water by absorbing heat from the product gas. For the change from the start-up mode to the production mode, the system according to the invention preferably comprises corresponding lines and valves which enable a changed connection (see Figure 2).

[0062] In bevorzugten Ausführungsformen ist die wenigstens eine Vorrichtung, welche im Anfahrmo- dus durch Aufnahme von Wärme aus dem Wärmeträgermedium erwärmt wird, ein sechster Wärmetau- scher [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wasser-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] (vgl. Abbildung 2, sechster Wärmetauscher 29). Im Herstellmodus dient der sechste Wärmetauscher [bevorzugt Produkt- gas/Wasser-Wärmetauscher für den Herstellmodus] bevorzugt zum Erwärmen von Wasser durch Auf- nahme von Wärme aus dem Produktgas. Für den Wechsel vom Anfahrmodus zum Herstellmodus um- fasst die erfindungsgemäße Anlage bevorzugt entsprechende Leitungen und Ventile, welche eine ver- änderte Verschaltung ermöglichen (vgl. Abbildung 2).[0062] In preferred embodiments, the at least one device which is heated in the start-up mode by absorbing heat from the heat transfer medium is a sixth heat exchanger [preferably a heat transfer medium/water heat exchanger for the start-up mode] (see Figure 2, sixth heat exchanger 29). In the production mode, the sixth heat exchanger [preferably a product gas/water heat exchanger for the production mode] is preferably used to heat water by absorbing heat from the product gas. For the change from the start-up mode to the production mode, the system according to the invention preferably comprises corresponding lines and valves which enable a changed connection (see Figure 2).

[0063] Darüber hinaus kann im Anfahrmodus auch das Rauchgas, welches bei der Verbrennung des[0063] In addition, in start-up mode, the flue gas generated during combustion of the

Verbrennungsgases erzeugt wird, Wärme an wenigstens eine Vorrichtung der Anlage abgeben. Diese wenigstens eine Vorrichtung ist typischerweise im Raugaskanal angeordnet. Diese wenigstens eine Vor- richtung ist bevorzugt in Strömungsrichtung des Rauchgases stromabwärts des ersten Wärmetauschers und/oder des zweiten Wärmetauschers angeordnet.Combustion gas is generated, release heat to at least one device of the system. This at least one device is typically arranged in the flue gas duct. This at least one device is preferably arranged in the flow direction of the flue gas downstream of the first heat exchanger and/or the second heat exchanger.

[0064] In bevorzugten Ausführungsformen ist die wenigstens eine Vorrichtung, welche im Anfahrmo- dus durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas erwärmt wird, ein erster Rauchgas/Verbrennungs- luft-Wärmetauscher (vgl. Abbildung 2, erster Rauchgas/Verbrennungsluft-Wärmetauscher 45), welcher bevorzugt im Anfahrmodus und/oder im Herstellmodus zum Erwärmen von Verbrennungsluft durch[0064] In preferred embodiments, the at least one device which is heated in the start-up mode by absorbing heat from the flue gas is a first flue gas/combustion air heat exchanger (see Figure 2, first flue gas/combustion air heat exchanger 45), which is preferably used in the start-up mode and/or in the production mode for heating combustion air by

Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas dient.absorbing heat from the flue gas.

[0065] In bevorzugten Ausführungsformen ist die wenigstens eine Vorrichtung, welche im Anfahrmo- dus durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas erwärmt wird, eine Rauchgasentstickungseinheit (vgl. Abbildung 2, Rauchgasentstickungseinheit 50), welche bevorzugt im Anfahrmodus und/oder im[0065] In preferred embodiments, the at least one device which is heated in the start-up mode by absorbing heat from the flue gas is a flue gas denitrification unit (see Figure 2, flue gas denitrification unit 50), which is preferably in the start-up mode and/or in the

Herstellmodus zum Reinigen des Rauchgases von Stickoxiden (NOx) dient. 13Production mode for cleaning the flue gas from nitrogen oxides (NOx). 13

230085P00LU 12.07.2023230085P00LU 12.07.2023

[0066] In bevorzugten Ausführungsformen ist die wenigstens eine Vorrichtung, welche im Anfahrmo- LU103170 dus durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas erwärmt wird, ein Rauchgas/Wasser-Wärmetau- scher (vgl. Abbildung 2, Rauchgas/Wasser-Wärmetauscher 52), welcher bevorzugt im Anfahrmodus und/oder im Herstellmodus zum Erwärmen von Wasser, bevorzugt zum Erwärmen oder Erzeugen von[0066] In preferred embodiments, the at least one device which is heated in the start-up mode by absorbing heat from the flue gas is a flue gas/water heat exchanger (see Figure 2, flue gas/water heat exchanger 52), which is preferably used in the start-up mode and/or in the production mode for heating water, preferably for heating or producing

Wasserdampf, durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas dient.Water vapor, by absorbing heat from the flue gas.

[0067] In bevorzugten Ausführungsformen ist die wenigstens eine Vorrichtung, welche im Anfahrmo- dus durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas erwärmt wird, ein zweiter Rauchgas/Verbren- nungsluft-Wärmetauscher (vgl. Abbildung 2, zweiter Rauchgas/Verbrennungsluft- Wärmetauscher 43), welcher bevorzugt im Anfahrmodus und/oder im Herstellmodus zum Erwärmen von Verbrennungsluft durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas dient.[0067] In preferred embodiments, the at least one device which is heated in the start-up mode by absorbing heat from the flue gas is a second flue gas/combustion air heat exchanger (see Figure 2, second flue gas/combustion air heat exchanger 43), which preferably serves in the start-up mode and/or in the production mode to heat combustion air by absorbing heat from the flue gas.

[0068] Bevorzugt stehen die Verbrennungseinrichtung und die zweite NHs-Zersetzungseinrichtung miteinander in Wärmeaustausch und sind für einen Wärmestrom von der Verbrennungseinrichtung in die zweite NH3-Zersetzungseinrichtung konfiguriert. Dazu sind sie bevorzugt analog einem Primärre- former ausgebildet, wie er bei der herkömmlichen Dampfreformierung zur Erzeugung von Hz, O> und[0068] Preferably, the combustion device and the second NH3 decomposition device are in heat exchange with each other and are configured for a heat flow from the combustion device into the second NH3 decomposition device. For this purpose, they are preferably designed analogously to a primary reformer, as is used in conventional steam reforming to produce Hz, O> and

CO/CO- aus H:0 und CH, eingesetzt wird.CO/CO- from H:0 and CH, is used.

[0069] In bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anlage ist die Anlage im Herstell- modus (d.h. bei Normalbetrieb) für einen Durchsatz bezogen auf H> von mindestens 500 mol-h! ausge- legt, bevorzugt mindestens 1000 mol-h!, bevorzugter mindestens 5000 mol-h“, noch bevorzugter min- destens 10.000 mol-h!, am bevorzugtesten mindestens 50.000 mol-h!, und insbesondere mindestens 100.000 mol-h".[0069] In preferred embodiments of the plant according to the invention, the plant in production mode (i.e. during normal operation) is designed for a throughput based on H> of at least 500 mol-h!, preferably at least 1000 mol-h!, more preferably at least 5000 mol-h", even more preferably at least 10,000 mol-h!, most preferably at least 50,000 mol-h!, and in particular at least 100,000 mol-h".

[0070] In bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäBen Anlage umfasst die Anlage einen[0070] In preferred embodiments of the system according to the invention, the system comprises a

Tank für flüssiges NH3, welcher ein Volumen von mindestens 50 m° hat, bevorzugt mindestens 100 m’, bevorzugter mindestens 500 m?, noch bevorzugter mindestens 1000 m?, am bevorzugtesten mindestens 5000 m?, und insbesondere mindestens 10.000 m’.Tank for liquid NH3, which has a volume of at least 50 m°, preferably at least 100 m', more preferably at least 500 m?, even more preferably at least 1000 m?, most preferably at least 5000 m?, and in particular at least 10,000 m'.

[0071] In bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anlage umfasst die Anlage neben der ersten NH3-Zersetzungseinrichtung zusätzlich eine zweite NHs-Zersetzungseinrichtung mit mindes- tens drei, bevorzugt mindestens vier, bevorzugter mindestens fünf, noch bevorzugter mindestens sechs, am bevorzugtesten mindestens sieben und insbesondere mindestens acht Katalysatorbetten, welche je- weils NHs-Zersetzungskatalysator umfassen; wobei jedes Katalysatorbett bevorzugt jeweils in einem[0071] In preferred embodiments of the plant according to the invention, the plant comprises, in addition to the first NH3 decomposition device, a second NHs decomposition device with at least three, preferably at least four, more preferably at least five, even more preferably at least six, most preferably at least seven and in particular at least eight catalyst beds, each comprising NHs decomposition catalyst; each catalyst bed preferably being in a

Rohr vorliegt; wobei die Katalysatorbetten bevorzugt parallel geschaltet sind. Bevorzugt enthält jedestube; the catalyst beds are preferably connected in parallel. Preferably, each

Katalysatorbett den gleichen NHz-Zersetzungskatalysator.Catalyst bed contains the same NH3 decomposition catalyst.

[0072] In bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anlage umfasst die Anlage neben der ersten NH3-Zersetzungseinrichtung zusätzlich eine zweite NHs-Zersetzungseinrichtung mit mindes- tens einem Katalysatorbett, welches NH3;-Zersetzungskatalysator umfasst, wobei die Länge des Kataly- satorbetts in Durchströmungsrichtung für NH; mindestens 1,0 m beträgt, bevorzugt mindestens 1,5 m, 14[0072] In preferred embodiments of the plant according to the invention, the plant comprises, in addition to the first NH3 decomposition device, a second NHs decomposition device with at least one catalyst bed which comprises NH3; decomposition catalyst, the length of the catalyst bed in the flow direction for NH; being at least 1.0 m, preferably at least 1.5 m, 14

230085P00LU 12.07.2023 bevorzugter mindestens 2,0 m, noch bevorzugter mindestens 2,5 m, am bevorzugtesten mindestens 3,0 LU103170 m und insbesondere mindestens 3,5 m; wobei das Katalysatorbett bevorzugt in einem Rohr vorliegt.230085P00LU 12.07.2023 more preferably at least 2.0 m, even more preferably at least 2.5 m, most preferably at least 3.0 LU103170 m and in particular at least 3.5 m; wherein the catalyst bed is preferably present in a tube.

[0073] In bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anlage umfasst die Anlage eine[0073] In preferred embodiments of the system according to the invention, the system comprises a

Verbrennungseinrichtung mit mindestens drei, bevorzugt mindestens vier, bevorzugter mindestens fünf, noch bevorzugter mindestens sechs, am bevorzugtesten mindestens sieben und insbesondere mindestens acht Brennern zur Verbrennung des Verbrennungsgases.Combustion device with at least three, preferably at least four, more preferably at least five, even more preferably at least six, most preferably at least seven and in particular at least eight burners for combustion of the combustion gas.

[0074] In bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anlage umfasst die Anlage einen ersten Wärmetauscher und/oder einen zweiten Wärmetauscher, welche unabhängig voneinander als[0074] In preferred embodiments of the system according to the invention, the system comprises a first heat exchanger and/or a second heat exchanger, which are independently of one another as

Rohrwärmetauscher oder Rohrbündelwärmetauscher ausgebildet sind.tube heat exchangers or tube bundle heat exchangers.

[0075] In bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Herstellmodus (d.h. bei Normalbetrieb) ein Durchsatz bezogen auf H> von mindestens 500 mol-h“ erreicht, bevorzugt mindestens 1000 mol-h!, bevorzugter mindestens 5000 mol-h!, noch bevorzugter mindestens 10.000 mol-h"!, am bevorzugtesten mindestens 50.000 mol-h!, und insbesondere mindestens 100.000 mol-h!.[0075] In preferred embodiments of the process according to the invention, in the production mode (i.e. during normal operation), a throughput based on H> of at least 500 mol-h" is achieved, preferably at least 1000 mol-h!, more preferably at least 5000 mol-h!, even more preferably at least 10,000 mol-h"!, most preferably at least 50,000 mol-h!, and in particular at least 100,000 mol-h!.

[0076] In bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Herstellmodus (d.h. bei Normalbetrieb) das flüssige NH; aus einem Tank mit einem Volumen von mindestens 50 m? entnommen, bevorzugt mindestens 100 m?, bevorzugter mindestens 500 m?, noch bevorzugter mindes- tens 1000 m?, am bevorzugtesten mindestens 5000 m?, und insbesondere mindestens 10.000 m°.[0076] In preferred embodiments of the process according to the invention, in the production mode (i.e. during normal operation), the liquid NH3 is taken from a tank with a volume of at least 50 m3, preferably at least 100 m3, more preferably at least 500 m3, even more preferably at least 1000 m3, most preferably at least 5000 m3, and in particular at least 10,000 m3.

[0077] In bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt im Herstellmo- dus (d.h. bei Normalbetrieb) das katalytische Zersetzen von NH; auf mindestens drei, bevorzugt min- destens vier, bevorzugter mindestens fünf, noch bevorzugter mindestens sechs, am bevorzugtesten min- destens sieben und insbesondere mindestens acht Katalysatorbetten, welche jeweils NHs-Zersetzungs- katalysator umfassen; wobei jedes Katalysatorbett bevorzugt jeweils in einem Rohr vorliegt; wobei die[0077] In preferred embodiments of the process according to the invention, the catalytic decomposition of NH takes place in the production mode (i.e. during normal operation) on at least three, preferably at least four, more preferably at least five, even more preferably at least six, most preferably at least seven and in particular at least eight catalyst beds, each of which comprises NH s decomposition catalyst; each catalyst bed preferably being present in a tube; the

Katalysatorbetten bevorzugt parallel von NH; durchströmt werden.Catalyst beds are preferably flowed through in parallel by NH;

[0078] In bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt im Herstellmo- dus (d.h. bei Normalbetrieb) das katalytische Zersetzen auf mindestens einem Katalysatorbett, welches[0078] In preferred embodiments of the process according to the invention, in the production mode (i.e. during normal operation), the catalytic decomposition takes place on at least one catalyst bed, which

NHz-Zersetzungskatalysator umfasst, wobei die Länge des Katalysatorbetts in Durchströmungsrichtung für NH; mindestens 1,0 m beträgt, bevorzugt mindestens 1,5 m, bevorzugter mindestens 2,0 m, noch bevorzugter mindestens 2,5 m, am bevorzugtesten mindestens 3,0 m und insbesondere mindestens 3,5 m; wobei das Katalysatorbett bevorzugt in einem Rohr vorliegtNH 3 decomposition catalyst, wherein the length of the catalyst bed in the flow direction for NH 3 is at least 1.0 m, preferably at least 1.5 m, more preferably at least 2.0 m, even more preferably at least 2.5 m, most preferably at least 3.0 m and in particular at least 3.5 m; wherein the catalyst bed is preferably present in a tube

[0079] In bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt im Herstellmo- dus (d.h. bei Normalbetrieb) das Verbrennen des Verbrennungsgases mit Hilfe von mindestens drei, bevorzugt mindestens vier, bevorzugter mindestens fünf, noch bevorzugter mindestens sechs, am be- vorzugtesten mindestens sieben und insbesondere mindestens acht Brennern.[0079] In preferred embodiments of the method according to the invention, in the production mode (i.e. during normal operation), the combustion of the combustion gas takes place with the aid of at least three, preferably at least four, more preferably at least five, even more preferably at least six, most preferably at least seven and in particular at least eight burners.

[0080] Erfindungsgemäß bedeutet die katalytische Zersetzung von NH; die Bildung von N; und Ha, im[0080] According to the invention, the catalytic decomposition of NH; means the formation of N; and Ha, in

Stand der Technik gelegentlich auch als "Spaltung" oder "Cracking" von NH; bezeichnet.State of the art sometimes also referred to as "cleavage" or "cracking" of NH;.

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[0081] Die katalytische Zersetzung von NH; erfolgt erfindungsgemäß bevorzugt in Abwesenheit von LU103170[0081] The catalytic decomposition of NH; is preferably carried out in the absence of LU103170

Os.Os.

[0082] Vorzugsweise umfasst die Erfindung im Herstellmodus folgende Maßnahmen: (i) Verdampfung von NH3; (ii) katalytische Zersetzung von NH; unter Zufuhr von Wärme unter Erhalt eines Produktgases umfas- send N», H> und ggf. nicht zersetztes NHs; (iii) Rückgewinnung von Wärme; (iv) ggf. Rückgewinnung von nicht zersetztem NHs; (v) Reinigung von Ha.[0082] Preferably, the invention comprises the following measures in the production mode: (i) evaporation of NH3; (ii) catalytic decomposition of NH3 with supply of heat to obtain a product gas comprising N3, H3 and optionally undecomposed NH3; (iii) recovery of heat; (iv) optionally recovery of undecomposed NH3; (v) purification of Ha.

[0083] HO ist kein Produkt der Reaktion und kann in geringsten Mengen vorliegen, da H:O häufig im flüssigen NH3 vorhanden ist, in Konzentrationen von maximal 0.5 Gew.-%, typischerweise < 0.3 Gew.- %. Durch die Verdampfung von NH; ist es zu erwarten, dass H>O in geringeren Konzentration vorliegt.[0083] HO is not a product of the reaction and can be present in very small amounts, since H:O is often present in liquid NH3, in concentrations of maximum 0.5 wt.%, typically < 0.3 wt.%. Due to the evaporation of NH; it is to be expected that H>O is present in lower concentrations.

NH; - von der Lagerung bis vor die katalytische ZersetzungNH; - from storage to catalytic decomposition

[0084] Das NH; wird erfindungsgemäß bevorzugt als Ausgangsmaterial gelagert.[0084] According to the invention, the NH; is preferably stored as starting material.

[0085] Bevorzugt liegt das gelagerte NH; in einem gekühlten Tank flüssig vor, bei Atmosphärendruck und einer Temperatur unterhalb seiner Siedetemperatur von -33,5°C. Mit einer Pumpe wird NH; bevor- zugt bei Anlagendruck in die Anlage eingespeist.[0085] Preferably, the stored NH; is in liquid form in a cooled tank, at atmospheric pressure and at a temperature below its boiling point of -33.5°C. NH; is fed into the system using a pump, preferably at system pressure.

[0086] Ehe das NH; katalytisch zersetzt werden kann, wird es erfindungsgemäß bevorzugt nacheinan- der auf mehrere Temperaturniveaus erwärmt.[0086] Before the NH3 can be catalytically decomposed, it is preferably heated successively to several temperature levels according to the invention.

[0087] Ausgehend von flüssigem NH; erfolgt bevorzugt eine Erwärmung und anschließende Verdamp- fung von NH; auf ein mittleres Temperaturniveau (<300°C) durch Aufnahme von Wärme aus Wasser bzw. Wasserdampf. Im Herstellmodus wird der Wasserdampf bevorzugt durch Aufnahme von Wärme aus Rauchgas und/oder Produktgas erzeugt. Im Anfahrmodus wird der Wasserdampf bevorzugt durch eine elektrisch betriebene H>O-Verdampfungseinrichtung erzeugt.[0087] Starting from liquid NH;, NH; is preferably heated and then evaporated to a medium temperature level (<300°C) by absorbing heat from water or water vapor. In the production mode, the water vapor is preferably generated by absorbing heat from flue gas and/or product gas. In the start-up mode, the water vapor is preferably generated by an electrically operated H>O evaporation device.

[0088] Bevorzugt ist in Strömungsrichtung des NH; stromabwärts des Tanks und stromaufwärts der[0088] Preferably, in the flow direction of the NH; downstream of the tank and upstream of the

NHz-Verdampfungseinrichtung ein Vorwärmer angeordnet, welcher bevorzugt zum Erwärmen des NH; auf die gewünschte Temperatur am Eintritt in die NHa-Verdampfungseinrichtung dient und in welchemA preheater is arranged in the NH 2 evaporator, which preferably serves to heat the NH 3 to the desired temperature at the inlet to the NH 2 evaporator and in which

NH; Wärme aus Wasser aufnimmt, welches seinerseits zuvor die NH3-Verdampfungseinrichtung alsNH; absorbs heat from water, which in turn previously passed the NH3 evaporation device as

Wasserdampfkondensat verlassen hat. Bevorzugt werden Wasserdampf und Wasserdampfkondensat imWater vapor condensate has left. Water vapor and water vapor condensate are preferred in the

Gegenstrom durch den Vorwärmer und die NH:-Verdampfungseinrichtung geleitet.Countercurrent through the preheater and the NH: evaporator.

[0089] Anschließend erfolgt bevorzugt eine weitergehende Erwärmung des NH; auf ein hohes Tempe- raturniveau (>300°C). 16[0089] This is followed preferably by further heating of the NH to a high temperature level (>300°C). 16

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[0090] Im Herstellmodus erfolgt die weitergehende Erwärmung von NH; bevorzugt durch Aufnahme LU103170 von Wärme direkt aus Rauchgas und/oder Produktgas, d.h. ohne Wasser als Wärmeträgermedium.[0090] In the production mode, the further heating of NH is preferably carried out by absorption of heat directly from flue gas and/or product gas, i.e. without water as a heat transfer medium.

[0091] Dazu sind für den Herstellmodus entsprechende Wärmetauscher vorgesehen: - bevorzugt ein vierter Wärmetauscher [bevorzugt Produktgas/NH:-Wärmetauscher für den Herstell- modus]; - bevorzugt ein erster Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/NH:-Wärmetauscher für den Herstellmo- dus]; und/oder - bevorzugt ein zweiter Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/Zwischenproduktgas-Wärmetauscher für den Herstellmodus].[0091] For this purpose, appropriate heat exchangers are provided for the production mode: - preferably a fourth heat exchanger [preferably product gas/NH: heat exchanger for the production mode]; - preferably a first heat exchanger [preferably flue gas/NH: heat exchanger for the production mode]; and/or - preferably a second heat exchanger [preferably flue gas/intermediate product gas heat exchanger for the production mode].

[0092] Im Anfahrmodus erfolgt die weitergehende Erwärmung von NH; bevorzugt durch Aufnahme von Wärme aus einem elektrischen Heizelement.[0092] In start-up mode, further heating of NH occurs, preferably by absorption of heat from an electrical heating element.

[0093] Damit im Anfahrmodus das verdampfte NH; katalytisch zersetzt werden kann, muss es auf die[0093] In order for the vaporized NH; to be catalytically decomposed in start-up mode, it must be

Aktivierungstemperatur des NHs-Zersetzungskatalysators erwärmt werden.activation temperature of the NHs decomposition catalyst.

[0094] In bevorzugten Ausführungsformen ist der NH3;-Zersetzungskatalysator Nickel-basiert und die[0094] In preferred embodiments, the NH3; decomposition catalyst is nickel-based and the

Erwärmung des verdampften NH; erfolgt bis auf eine Temperatur im Bereich von bevorzugt 600 bis 650°C.Heating of the vaporized NH; occurs to a temperature in the range of preferably 600 to 650°C.

[0095] In anderen bevorzugten Ausführungsformen ist der NH3:-Zersetzungskatalysator Ruthenium-ba- siert und die Erwärmung des verdampften NH; erfolgt bis auf eine Temperatur im Bereich von bevor- zugt 350 bis 400°C.[0095] In other preferred embodiments, the NH3: decomposition catalyst is ruthenium-based and the vaporized NH3 is heated to a temperature in the range of preferably 350 to 400°C.

[0096] In allen diesen Ausführungsformen wird NH; (ein Teil oder die gesamte Menge) durch das elektrische Heizelement geleitet und darin über die Aktivierungstemperatur des NHz-Zersetzungskata- lysators in der ersten NHz-Zersetzungseinrichtung erwärmt. Anschließend strömt das erwärmte NH; in die erste NHs-Zersetzungseinrichtung, wo das NH; zumindest teilweise zersetzt wird. In der bevorzugt adiabatischen Reaktion kann so ein Umsatz von z.B. 18% erreicht werden, je nach Vorwärmtemperatur.[0096] In all of these embodiments, NH; (part or all of the amount) is passed through the electrical heating element and heated therein above the activation temperature of the NH 2 decomposition catalyst in the first NH 2 decomposition device. The heated NH; then flows into the first NH s decomposition device, where the NH; is at least partially decomposed. In the preferably adiabatic reaction, a conversion of e.g. 18% can be achieved, depending on the preheating temperature.

NH; - katalytische ZersetzungNH; - catalytic decomposition

[0097] Die erfindungsgemäße katalytische Zersetzung von NH; ist die eigentliche Reaktion zur Bil- dung des Ha, welche grundsätzlich thermisch abläuft, jedoch durch den Einsatz eines NH3;-Zersetzungs- katalysators beschleunigt wird. Die katalytische Zersetzung von NH; kann erfindungsgemäß bei ver- schiedenen Bedingungen unter Einsatz verschiedener NHs-Zersetzungskatalysatoren und mit verschie- denen Verschaltungen mit unterschiedlichen Reaktortypen durchgeführt werden. 17[0097] The catalytic decomposition of NH; according to the invention is the actual reaction for the formation of Ha, which basically takes place thermally, but is accelerated by the use of an NH3; decomposition catalyst. The catalytic decomposition of NH; can be carried out according to the invention under different conditions using different NHs decomposition catalysts and with different connections with different reactor types. 17

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[0098] Erfindungsgemäß erfolgt die katalytische Zersetzung von NH; bevorzugt durch Zufuhr von LU103170[0098] According to the invention, the catalytic decomposition of NH is preferably carried out by supplying LU103170

Wärme in Gegenwart eines NHs-Zersetzungskatalysators. Wichtige Parameter für die katalytische Zer- setzung von NH; sind die Art des NHz-Zersetzungskatalysators, die Reaktionstemperatur sowie die Re- aktionsdruck.Heat in the presence of an NH3 decomposition catalyst. Important parameters for the catalytic decomposition of NH3 are the type of NH3 decomposition catalyst, the reaction temperature and the reaction pressure.

[0099] Als NHz-Zersetzungskatalysator kommen erfindungsgemäß verschiedene Materialien in Be- tracht. Die Reaktionstemperatur, bei der die katalytische Zersetzung von NH; abläuft, ist insbesondere durch die Wahl des NHs-Zersetzungskatalysators vorgegeben.[0099] According to the invention, various materials can be considered as NH 2 decomposition catalyst. The reaction temperature at which the catalytic decomposition of NH 3 takes place is determined in particular by the choice of the NH 3 decomposition catalyst.

[0100] In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird ein Nickel-basierter NHs-Zersetzungs- katalysator eingesetzt. Die Reaktionstemperatur und der Reaktionsdruck bestimmen den Gleichge- wichtsumsatz. Bei 900°C und 20 bar Druck verläuft die Zersetzung von NH; beinahe quantitativ. Bei 650°C beträgt der Umsatz an NH; etwa 98,5%, bei 500°C nur noch etwa 95%. Erfindungsgemäß werden bevorzugt Reaktionstemperaturen im Bereich von etwa 600°C bis etwa 900°C, bevorzugt etwa 600°C bis etwa 700°C eingestellt, so dass ein hoher Umsatz erreicht wird. Im Hinblick auf Energiebilanz und[0100] In preferred embodiments of the invention, a nickel-based NH3 decomposition catalyst is used. The reaction temperature and the reaction pressure determine the equilibrium conversion. At 900°C and 20 bar pressure, the decomposition of NH3 is almost quantitative. At 650°C, the conversion of NH3 is about 98.5%, at 500°C only about 95%. According to the invention, reaction temperatures are preferably set in the range from about 600°C to about 900°C, preferably about 600°C to about 700°C, so that a high conversion is achieved. With regard to energy balance and

Umsatz liegen optimale Reaktionstemperaturen im Bereich von etwa 630°C bis 640°C. Nickel-basierteOptimum reaction temperatures are in the range of about 630°C to 640°C. Nickel-based

NHz-Zersetzungskatalysatoren sind trotz der vergleichsweise hohen Reaktionstemperatur vorteilhaft.NH4 decomposition catalysts are advantageous despite the comparatively high reaction temperature.

Wegen des hohen Umsatzes ist der verbleidende Restgehalt an nicht zersetztem NH; im Produktgas vergleichsweise gering, so dass bevorzugt auf eine separate Abscheidung von nicht zersetztem NH; für dessen Rückgewinnung verzichtet wird. Stattdessen erfolgt dann die gemeinsame Abscheidung von Na und nicht zersetztem NH; aus dem Produktgas durch Druckwechseladsorption im Zuge der Aufreini- gung von H; zusammengefasst werden.Due to the high conversion, the remaining content of non-decomposed NH; in the product gas is comparatively low, so that separate separation of non-decomposed NH; for its recovery is preferably avoided. Instead, Na and non-decomposed NH; are separated together from the product gas by pressure swing adsorption during the purification of H;.

[0101] Bevorzugt umfasst der NHz-Zersetzungskatalysator geträgertes Nickel. Bevorzugte Trägerma- terialien sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Al,Os, MgO, SiO,, mesoporöses SiO: (z.B.[0101] Preferably, the NH 2 decomposition catalyst comprises supported nickel. Preferred support materials are selected from the group consisting of Al 2 O 3 , MgO, SiO 2 , mesoporous SiO 2 (e.g.

MCF-17, MCM-41, SBA-15), Zeolith (z.B. HY, H-ZSM-5), BaMnOs3, BaTiOs, BaZrO3, CaMnOs, Ca-MCF-17, MCM-41, SBA-15), zeolite (e.g. HY, H-ZSM-5), BaMnOs3, BaTiOs, BaZrO3, CaMnOs, Ca-

TiO3, CaZrO3, CeOz, Gd:O3, GdA103;, KNbO3, La:O3, LaAIO3;, MnO», NaNbO;, Nb,Os, Sm2Os,TiO3, CaZrO3, CeOz, Gd:O3, GdA103;, KNbO3, La:O3, LaAIO3;, MnO», NaNbO;, Nb,Os, Sm2Os,

SMAIO3, SrMnO3, SrTiOs, SrZrO3, TiO», Y2O3, ZrO», Kohlenstoff (z.B. CNTs, SWCNTs, AX-21,SMAIO3, SrMnO3, SrTiOs, SrZrO3, TiO», Y2O3, ZrO», carbon (e.g. CNTs, SWCNTs, AX-21,

MSC-30, MESO-C, GNP, Aktivkohle, Graphen, Graphenoxid), Attapulgit, Hydrocalumit, Sepiolit, undMSC-30, MESO-C, GNP, activated carbon, graphene, graphene oxide), attapulgite, hydrocalumite, sepiolite, and

Mischungen daraus.mixtures thereof.

[0102] In anderen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird ein Ruthenium-basierter NHs-[0102] In other preferred embodiments of the invention, a ruthenium-based NHs-

Zersetzungskatalysator eingesetzt. Dafür werden erfindungsgemäß bevorzugt Reaktionstemperaturen im Bereich von etwa 450°C bis etwa 500°C eingestellt, wobei allerdings etwas geringere Umsätze von beispielsweise etwa 95% erzielbar sind, so dass der verbleidende Restgehalt an nicht zersetztem NH; im Produktgas größer ist. 18decomposition catalyst is used. For this purpose, according to the invention, reaction temperatures in the range of about 450°C to about 500°C are preferably set, although somewhat lower conversions of, for example, about 95% can be achieved, so that the remaining residual content of non-decomposed NH; in the product gas is greater. 18

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[0103] Alternativ können gegebenenfalls auch andere NH3-Zersetzungskatalysatoren bei noch niedri- LU103170 geren Reaktionstemperaturen eingesetzt werden. Je niedriger die Reaktionstemperatur ist, desto niedri- ger ist der Umsatz und desto mehr nicht zersetztes NH; muss aus dem Produktgas abgeschieden und zurückgeführt werden.[0103] Alternatively, other NH3 decomposition catalysts can also be used at even lower reaction temperatures. The lower the reaction temperature, the lower the conversion and the more non-decomposed NH3 must be separated from the product gas and recycled.

[0104] In bevorzugten Ausführungsformen umfasst die erste NHs-Zersetzungseinrichtung zwei hinter- einandergeschaltete Katalysatorbetten, von denen ein Katalysatorbett einen NHz-Zersetzungskatalysator mit einer vergleichsweise hohen Aktivierungstemperatur enthält (bevorzugt einen ersten Nickel-basier- ten NHs-Zersetzungskatalysator) und das andere Katalysatorbett einen NH:-Zersetzungskatalysator mit einer vergleichsweise niedrigen Aktivierungstemperatur enthält (bevorzugt einen zweiten Nickel-ba- sierten NHz-Zersetzungskatalysator). NHa-Zersetzungskatalysatoren unterschiedlicher Aktivierungs- temperatur sind einem Fachmann bekannt (vgl. z.B. I. Lucentini et al., Ind. Eng. Chem. Res. 2021, 60, 51, 18560-18611). Erfindungsgemäß bevorzugt werden NHz-Zersetzungskatalysatoren verwendet auf[0104] In preferred embodiments, the first NHs decomposition device comprises two catalyst beds connected in series, of which one catalyst bed contains an NH3 decomposition catalyst with a comparatively high activation temperature (preferably a first nickel-based NH3 decomposition catalyst) and the other catalyst bed contains an NH: decomposition catalyst with a comparatively low activation temperature (preferably a second nickel-based NH3 decomposition catalyst). NH3 decomposition catalysts with different activation temperatures are known to a person skilled in the art (cf. e.g. I. Lucentini et al., Ind. Eng. Chem. Res. 2021, 60, 51, 18560-18611). According to the invention, NH3 decomposition catalysts are preferably used on

Basis von Eisen, Ruthenium, Nickel, Cer, Cobalt, Chrom, Iridium, Kupfer, Platin, Molybdän, Palladium,Based on iron, ruthenium, nickel, cerium, cobalt, chromium, iridium, copper, platinum, molybdenum, palladium,

Zirkonium, Wolfram und/oder Vanadium; bevorzugter auf Basis von Nickel, Eisen, und/oder Cer.Zirconium, tungsten and/or vanadium; more preferably based on nickel, iron and/or cerium.

[0105] Im Anfahrmodus erfolgt dann bevorzugt die katalytische Zersetzung des NH; insbesondere auf dem NHz3-Zersetzungskatalysator mit der vergleichsweise niedrigen Aktivierungstemperatur (bevorzugt einem zweiten Nickel-basierten NHz-Zersetzungskatalysator). Im Herstellmodus erfolgt hingegen be- vorzugt zunächst die katalytische Zersetzung des NH; insbesondere auf dem NHz-Zersetzungskatalysa- tor mit der vergleichsweise hohen Aktivierungstemperatur (bevorzugt einem ersten Nickel-basierten[0105] In the start-up mode, the catalytic decomposition of the NH preferably takes place; in particular on the NH3 decomposition catalyst with the comparatively low activation temperature (preferably a second nickel-based NH3 decomposition catalyst). In the production mode, however, the catalytic decomposition of the NH preferably takes place first; in particular on the NH3 decomposition catalyst with the comparatively high activation temperature (preferably a first nickel-based

NHz-Zersetzungskatalysator), und ggf. zusätzlich bzw. anschließend auf dem NHz-Zersetzungskataly- sator mit der vergleichsweise niedrigen Aktivierungstemperatur (bevorzugt einem zweiten Nickel-ba- sierten NHz-Zersetzungskatalysator).NH3 decomposition catalyst), and optionally additionally or subsequently on the NH3 decomposition catalyst with the comparatively low activation temperature (preferably a second nickel-based NH3 decomposition catalyst).

[0106] Der Reaktionsdruck beträgt erfindungsgemäß bevorzugt etwa 15 bar a bis etwa 25 bar a. Die[0106] According to the invention, the reaction pressure is preferably about 15 bar a to about 25 bar a. The

Stôchiometrie der Reaktion (2 NH; — N; + 3 Hy) erhöht das Volumen, weshalb sich ein erhöhter Reak- tionsdruck grundsätzlich negativ auf den Umsatz auswirkt. Andererseits ist es sinnvoll, den Gesamtpro- zess bei hôheren Drücken zu betreiben, um das Behältervolumen und damit die Investitionskosten zu begrenzen. Bei einem Reaktionsdruck von nur 1 bar könnten bei Reaktionstemperaturen ab 400°C Um- sätze von mehr als 99% erreicht werden. Da ein Reaktionsdruck von 1 bar jedoch nur für Kleinstanlagen sinnvoll ist, wird die erfindungsgemäße Anlage bevorzugt bei höherem Reaktionsdruck betrieben, auch wenn dadurch eine gewisse Einbufe an Umsatz in Kauf genommen werden müssen.The stoichiometry of the reaction (2 NH; - N; + 3 Hy) increases the volume, which is why an increased reaction pressure generally has a negative effect on the conversion. On the other hand, it is sensible to operate the entire process at higher pressures in order to limit the container volume and thus the investment costs. With a reaction pressure of only 1 bar, conversions of more than 99% could be achieved at reaction temperatures from 400°C. However, since a reaction pressure of 1 bar is only sensible for very small systems, the system according to the invention is preferably operated at a higher reaction pressure, even if this means a certain loss in conversion.

[0107] Der Reaktionsdruck ist insbesondere vorgegeben durch die Ausführung der Aufreinigung von[0107] The reaction pressure is particularly determined by the execution of the purification of

Ha. Die erfindungsgemäß bevorzugte Druckwechselabsorption (PSA) zur Aufreinigung von Hz kann erfindungsgemäß bevorzugt bei einem Druck im Bereich von etwa 15 bar bis etwa 25 bar effektiv be- trieben werden. Bevorzugt liegt der Druck des Produktgases beim Verlassen der zweiten NHz-Zerset- zungseinrichtung im Bereich von etwa 15 bis etwa 25 bar a, bevorzugter etwa 18 bar a bis etwa 22 bar a, noch bevorzugter etwa 19 bar a bis etwa 21 bar a. Auf diese Weise wird ein guter Ausgleich gefunden 19Ha. The pressure swing absorption (PSA) preferred according to the invention for purifying Hz can preferably be operated effectively at a pressure in the range from about 15 bar to about 25 bar. The pressure of the product gas when leaving the second NHz decomposition device is preferably in the range from about 15 to about 25 bar a, more preferably about 18 bar a to about 22 bar a, even more preferably about 19 bar a to about 21 bar a. In this way, a good balance is found 19

230085P00LU 12.07.2023 zwischen den Anforderungen der Druckwechseladsorption einerseits und dem erzielten Umsatz ande- LU103170 rerseits.230085P00LU 12.07.2023 between the requirements of pressure swing adsorption on the one hand and the achieved sales on the other.

[0108] Die Zersetzung von NH; kann grundsätzlich in unterschiedlichen Reaktortypen ablaufen.[0108] The decomposition of NH3 can basically take place in different reactor types.

[0109] Bei adiabater Reaktionsführung wird die innere Wärme des Reaktionsgases als Energiequelle für die Reaktion verwendet. Geeignete Reaktoren dafür sind autotherme Reformer und Sekundärrefor- mer, welche mit interner Energieerzeugung arbeiten. Dem Prozessgas wird Verbrennungsluft zugefügt und ein Teil des Reaktionsgases wird verbrannt, um die Temperatur so zu erhöhen, dass am Reaktor- austritt die gewünschte Temperatur herrscht. Nachteilig ist die Anwesenheit des bei der Verbrennung entstehenden Wassers im Prozessgas, das durch Kondensation entfernt werden muss. Ein Teil des nicht zersetzten NH; löst sich dann im kondensierten Wasser und geht verloren, bzw. muss rezykliert werden.[0109] In adiabatic reaction, the internal heat of the reaction gas is used as an energy source for the reaction. Suitable reactors for this are autothermal reformers and secondary reformers, which work with internal energy generation. Combustion air is added to the process gas and part of the reaction gas is burned in order to increase the temperature so that the desired temperature prevails at the reactor outlet. A disadvantage is the presence of water in the process gas that is produced during combustion and must be removed by condensation. Part of the non-decomposed NH; then dissolves in the condensed water and is lost or must be recycled.

Außerdem führen die hohen Temperaturen zur Bildung erheblicher Mengen an Stickoxiden.In addition, the high temperatures lead to the formation of significant amounts of nitrogen oxides.

[0110] Erfindungsgemäß werden diese Nachteile vermieden, indem das Produktgas physikalisch von dem Verbrennungsgas und dem daraus gebildeten Rauchgas getrennt ist.[0110] According to the invention, these disadvantages are avoided by physically separating the product gas from the combustion gas and the flue gas formed therefrom.

[0111] Im Herstellmodus erfolgt die erfindungsgemäße Zersetzung von NH; bevorzugt zweistufig in zwei nacheinander durchströmten NHs-Zersetzungseinrichtungen. In der ersten NH3-Zersetzungsein- richtung wird zunächst nur ein Teil des NH; partiell zersetzt. Die restliche Zersetzung von NH; bis zum maximal erreichten Umsatz erfolgt dann anschließend in der zweiten NHa-Zersetzungseinrichtung. Be- vorzugt bildet dazu die zweite NHs-Zersetzungseinrichtung zusammen mit der erfindungsgemäßen Ver- brennungseinrichtung einen vorstehend näher beschriebenen, analog einem Primärreformer ausgeführ- ten Reaktor.[0111] In the production mode, the decomposition of NH; according to the invention preferably takes place in two stages in two NHs decomposition devices through which the gas flows one after the other. In the first NH3 decomposition device, initially only a portion of the NH; is partially decomposed. The remaining decomposition of NH; up to the maximum conversion achieved then takes place in the second NH3 decomposition device. For this purpose, the second NHs decomposition device together with the combustion device according to the invention preferably forms a reactor, as described in more detail above, designed analogously to a primary reformer.

[0112] Im Anfahrmodus erfolgt die erfindungsgemäße Zersetzung von NH; bevorzugt einstufig, und zwar nur in der ersten NHs-Zersetzungseinrichtung, welche ggf. mehrere nacheinander geschaltete Ka- talysatorbetten umfassen kann.[0112] In the start-up mode, the decomposition of NH according to the invention is preferably carried out in one stage, namely only in the first NH s decomposition device, which may optionally comprise several catalyst beds connected in series.

[0113] In beiden Betriebsmodi tritt das vorgeheizte NH; in die erste NH3-Zersetzungseinrichtung ein, welche NHs-Zersetzungskatalysator enthält und in dem zu einem gewissen Ausmaß eine partielle kata- lytische Zersetzung von NH; zu N; und Hz erfolgt. Es wird ein Zwischenproduktgas gebildet, welches noch erhebliche Restmengen an nicht zersetztem NHz, aber auch bereits gebildetes Na und H> enthält.[0113] In both operating modes, the preheated NH3 enters the first NH3 decomposition device, which contains NH3 decomposition catalyst and in which a partial catalytic decomposition of NH3 to N3 and H2 takes place to a certain extent. An intermediate product gas is formed which still contains considerable residual amounts of non-decomposed NH3, but also Na and H2 that have already been formed.

Infolge der endothermen Zersetzung von NH; kühlt sich das Zwischenproduktgas bevorzugt ab. Bevor- zugt beträgt der Umsatz von zersetztem NH; in der ersten NH3-Zersetzungseinrichtung höchstens 25%, bevorzugter höchstens 20% des insgesamt erreichten Gesamtumsatzes. Bevorzugt beträgt der Umsatz von zersetztem NH; in der ersten NHz-Zersetzungseinrichtung mindestens 5%, bevorzugter mindestens 10%, noch bevorzugter mindestens 15% des insgesamt erreichten Gesamtumsatzes.As a result of the endothermic decomposition of NH;, the intermediate product gas cools preferentially. Preferably, the conversion of decomposed NH; in the first NH3 decomposition device is at most 25%, more preferably at most 20% of the total conversion achieved overall. Preferably, the conversion of decomposed NH; in the first NH2 decomposition device is at least 5%, more preferably at least 10%, even more preferably at least 15% of the total conversion achieved overall.

[0114] Nach Verlassen der ersten NHz-Zersetzungseinrichtung wird das Zwischenproduktgas je nach[0114] After leaving the first NH 2 decomposition device, the intermediate gas is

Betriebsmodus unterschiedlich verwendet.Operating mode used differently.

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[0115] Im Anfahrmodus wird das Zwischenproduktgas ggf. mit NH; gemischt und anschließend in der LU103170[0115] In start-up mode, the intermediate gas is mixed with NH; if necessary and then in the LU103170

Verbrennungseinrichtung unter Zufuhr von Verbrennungsluft verbrannt.Combustion facility with supply of combustion air.

[0116] Wie bereits erwähnt, wird in bevorzugten Ausführungsformen im Anfahrmodus der NHs-Storm in einen ersten NH3-Teilstrom und einen zweiten NHa-Teilstrom aufgeteilt. Nur der erste NHs-Teilstrom wird der ersten Zersetzungseinrichtung zugeführt. Der zweite NHz-Teilstrom durchströmt stattdessen die zweite NHz-Zersetzungseinrichtung, wodurch die zweite NHs-Zersetzungseinrichtung Wärme aus dem zweiten NHz-Teilstrom aufnimmt. Der zweite NHs-Teilstrom hat demnach zunächst nur die Funk- tion als Wärmeträgermedium. Nach und nach wird auf diese Weise die zweite NH3-Zersetzungseinrich- tung erwärmt, bis die Anspringtemperatur für die katalytische Zersetzung von NH; erreicht ist, so dass ab diesem Zeitpunkt zusätzlicher Hz in der zweiten NHs-Zersetzungseinrichtung durch katalytische Zer- setzung von NH; hergestellt wird. Beispielsweise ist es möglich, dass der erste NH3-Teilstrom der ersten[0116] As already mentioned, in preferred embodiments in the start-up mode the NHs stream is divided into a first NH3 partial stream and a second NH3 partial stream. Only the first NHs partial stream is fed to the first decomposition device. Instead, the second NH3 partial stream flows through the second NH3 decomposition device, whereby the second NHs decomposition device absorbs heat from the second NH3 partial stream. The second NHs partial stream therefore initially only functions as a heat transfer medium. In this way, the second NH3 decomposition device is gradually heated until the start-up temperature for the catalytic decomposition of NH3 is reached, so that from this point on additional NH3 is produced in the second NHs decomposition device by catalytic decomposition of NH3. For example, it is possible for the first NH3 partial stream of the first

NHz-Zersetzungseinrichtung zugeführt wird und das gesamte dabei erzeugte Zwischenproduktgas (z.B. bei 20% Umsatz: 20 Mol.-% Hz + N; und 80 Mol.-% nicht zersetztes NH3) vollständig in der Verbren- nungseinrichtung verbrannt wird. Der zweite NHs-Teilstrom wird weder der ersten NH3-Zersetzungs- einrichtung zugeführt noch verbrannt, sondern wird bevorzugt als Wärmeträgermedium eingesetzt, be- vorzugt dazu im Kreis geführt, und dient bevorzugt u.a. dem Erwärmen der zweiten NHz-Zersetzungs- einrichtung.NH3 decomposition device and the entire intermediate product gas produced (e.g. at 20% conversion: 20 mol% Hz + N; and 80 mol% undecomposed NH3) is completely burned in the combustion device. The second NHs partial stream is neither fed to the first NH3 decomposition device nor burned, but is preferably used as a heat transfer medium, preferably circulated for this purpose, and is preferably used, among other things, to heat the second NH3 decomposition device.

[0117] Im Herstellmodus wird das Zwischenproduktgas bevorzugt erneut aufgeheizt, ehe es in die nachgeschaltete, zweite NHz-Zersetzungseinrichtung eintritt. In der zweiten NH3-Zersetzungseinrich- tung erfolgt dann die restliche Zersetzung von NH; bis zum insgesamt erreichten Gesamtumsatz.[0117] In the production mode, the intermediate product gas is preferably heated again before it enters the downstream, second NH3 decomposition device. The remaining decomposition of NH3 then takes place in the second NH3 decomposition device until the total conversion is achieved.

[0118] Im Herstellmodus wird das Produktgas in der erfindungsgemäßen zweiten NH3-Zersetzungsein- richtung durch Zersetzung von NH; gebildet und verlässt die zweite NHs-Zersetzungseinrichtung über einen eigenen Auslass. Das Verbrennungsgas wird zusammen mit Verbrennungsluft in der Verbren- nungseinrichtung verbrannt und das dabei gebildete Rauchgas verlässt die Verbrennungseinrichtung ebenfalls über einen eigenen Auslass, vorzugsweise in einen Rauchgaskanal. Produktgas und Rauchgas werden nicht miteinander vermischt, sondern bleiben physikalisch voneinander getrennt. Bei der Ver- brennung des Verbrennungsgases gebildete Verbrennungswärme strömt als Wärmestrom in die zweite[0118] In the production mode, the product gas is formed in the second NH3 decomposition device according to the invention by decomposition of NH; and leaves the second NHs decomposition device via its own outlet. The combustion gas is burned together with combustion air in the combustion device and the flue gas formed thereby also leaves the combustion device via its own outlet, preferably into a flue gas channel. Product gas and flue gas are not mixed with one another, but remain physically separated from one another. Combustion heat formed during the combustion of the combustion gas flows as a heat flow into the second

NHz-Zersetzungseinrichtung und liefert so die erforderliche Wärme für die Aufrechterhaltung der en- dothermen Zersetzung von NHa.NH4 decomposition facility and thus provides the heat required to maintain the endothermic decomposition of NH4.

[0119] In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung erfolgt die katalytische Zersetzung von NH; im Herstellmodus in der zweiten NHa-Zersetzungseinrichtung analog einem Primärreformer. Dazu um- fasst der analoge Primärreformer sowohl die erfindungsgemäße zweite NHz-Zersetzungseinrichtung als auch die erfindungsgemäße Verbrennungseinrichtung. Der NHa-Zersetzungskatalysator ist dazu bevor- zugt in der erfindungsgemäben zweiten NHz-Zersetzungseinrichtung mindestens in einem von NH; durchstrômten Rohr angeordnet, bevorzugter mindestens zwei Rohren, noch bevorzugter mindestens drei Rohren. Das mindestens eine Rohr enthält den NHz-Zersetzungskatalysator. Das mindestens eine 21[0119] In preferred embodiments of the invention, the catalytic decomposition of NH; takes place in the production mode in the second NH3 decomposition device analogously to a primary reformer. For this purpose, the analog primary reformer comprises both the second NH3 decomposition device according to the invention and the combustion device according to the invention. For this purpose, the NH3 decomposition catalyst is preferably arranged in the second NH3 decomposition device according to the invention in at least one tube through which NH; flows, more preferably at least two tubes, even more preferably at least three tubes. The at least one tube contains the NH3 decomposition catalyst. The at least one 21

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Rohr wird bevorzugt von oben nach unten mit NH; durchströmt. In einer physikalisch getrennten Brenn- LU103170 kammer wird bevorzugt als Verbrennungsgas ein Gemisch aus NH; und Hz zusammen mit Verbren- nungsluft verbrannt (Verbrennungseinrichtung). Der bei der katalytischen Zersetzung von NH; nebenNH; preferably flows through the pipe from top to bottom. In a physically separate combustion chamber, a mixture of NH; and Hz is preferably burned together with combustion air as combustion gas (combustion device). The gas produced during the catalytic decomposition of NH; in addition to

Hz gebildete N> ist inert und dient als zusätzlicher Wärmeträger. Die durch den Verbrennungsprozess in der Brennkammer der Verbrennungseinrichtung erzeugte Verbrennungswärme wird zur Aufheizung der zweiten NHs-Zersetzungseinrichtung genutzt, bevorzugt des Rohrs bzw. der Rohre, durch die das zu zersetzende NH; hindurchgeleitet wird. Dazu wird ein Wärmestrom von der Verbrennungseinrichtung in die zweite NHs-Zersetzungseinrichtung geleitet.The N> formed in the combustion chamber of the combustion device is inert and serves as an additional heat carrier. The combustion heat generated by the combustion process in the combustion chamber of the combustion device is used to heat the second NHs decomposition device, preferably the pipe or pipes through which the NH; to be decomposed is passed. For this purpose, a heat flow is passed from the combustion device into the second NHs decomposition device.

[0120] Der NHz-Zersetzungskatalysator in der ersten NHz-Zersetzungseinrichtung ist bevorzugt der gleiche wie in der zweiten NHz-Zersetzungseinrichtung. Sofern die erste NH3;-Zersetzungseinrichtung mehrere nacheinander geschaltete Katalysatorbetten umfasst, enthält bevorzugt wenigstens eines dieser nacheinander geschalteten Katalysatorbetten den gleichen NHs-Zersetzungskatalysator wie die zweite[0120] The NH3 decomposition catalyst in the first NH3 decomposition device is preferably the same as in the second NH3 decomposition device. If the first NH3; decomposition device comprises several catalyst beds connected in series, preferably at least one of these catalyst beds connected in series contains the same NH3 decomposition catalyst as the second

NHz-Zersetzungseinrichtung.NH3 decomposition device.

Verbrennungsgascombustion gas

[0121] Erfindungsgemäß wird Wärme durch Verbrennung eines Verbrennungsgases in einer Verbren- nungseinrichtung bereitgestellt. Die Verbrennungseinrichtung weist dafür bevorzugt einen oder mehrere[0121] According to the invention, heat is provided by combustion of a combustion gas in a combustion device. The combustion device preferably has one or more

Brenner auf, bevorzugt mindestens zwei Brenner, bevorzugter mindestens drei Brenner.burners, preferably at least two burners, more preferably at least three burners.

[0122] Das Verbrennungsgas enthält bevorzugt NHa. Dies gilt insbesondere für den Anfahrmodus. Die erfindungsgemäße Verbrennungseinrichtung ist daher bevorzugt eine NH3-Verbrennungseinrichtung.[0122] The combustion gas preferably contains NH3. This applies in particular to the start-up mode. The combustion device according to the invention is therefore preferably an NH3 combustion device.

[0123] Das Verbrennungsgas enthält bevorzugt eine Mischung aus H> und NHz, da diese Mischung eine mittlere Flammtemperatur erzeugt und bessere Verbrennungseigenschaften als reines NH; auf- weist. Durch ein geeignetes Mischungsverhältnis von Hz und NH; wird zudem weniger Stickoxid gebil- det als in Abwesenheit von Ha.[0123] The combustion gas preferably contains a mixture of H2 and NH3, since this mixture produces a medium flame temperature and has better combustion properties than pure NH3. A suitable mixing ratio of H2 and NH3 also results in less nitrogen oxide being formed than in the absence of H2.

[0124] Im Herstellmodus wird als Verbrennungsgas bevorzugt das Restgasgemisch eingesetzt, welches nach der Abtrennung von Hz aus dem Produktgas, bevorzugt durch Druckwechseladsorption, übrig- bleibt. Bevorzugt wird diesem Restgasgemisch frisches NH; zudosiert. Da die Druckwechseladsorption typischerweise nicht die vollständige Menge des Hz aus dem Produktgas abtrennt, dient die verbleibende[0124] In the production mode, the residual gas mixture which remains after the separation of Hz from the product gas, preferably by pressure swing adsorption, is preferably used as the combustion gas. Fresh NH; is preferably added to this residual gas mixture. Since the pressure swing adsorption typically does not separate the complete amount of Hz from the product gas, the remaining

Restmenge an Hz im Restgasgemisch bevorzugt als Verbrennungsverbesserer für das NHs.Residual amount of Hz in the residual gas mixture preferred as a combustion improver for the NHs.

[0125] Das im Anfahrmodus in der ersten NH3-Zersetzungseinrichtung gebildete Zwischenproduktgas enthält H> und wird ggf. mit weiterem NH; gemischt und im Anfahrmodus in der Verbrennungseinrich- tung zu Rauchgas verbrannt. Durch die zumindest teilweise erfolgte Zersetzung von NHz steht eine ausreichende Menge an H» zur Verfügung, um die Verbrennung des NH; zu gewährleisten bzw. zu verbessern. 22[0125] The intermediate product gas formed in the first NH3 decomposition device in the start-up mode contains H> and is optionally mixed with further NH; and burned in the start-up mode in the combustion device to form flue gas. Due to the at least partial decomposition of NH2, a sufficient amount of H» is available to ensure or improve the combustion of the NH;. 22

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[0126] Im Anfahrmodus benötigen die bevorzugt elektrisch betriebene H2O-Verdampfungseinrichtung LU103170 sowie das elektrische Heizelement elektrische Energie zum Verdampfen und weiteren Erwärmen des[0126] In start-up mode, the preferably electrically operated H2O evaporation device LU103170 and the electric heating element require electrical energy to evaporate and further heat the

NHz für die katalytische Zersetzung; die anschließende Verbrennung von NH; zusammen mit dem durch die katalytische Zersetzung gebildeten Hz liefert dann die Wärme zum Aufheizen des Wärmeträgerme- diums.NH3 for the catalytic decomposition; the subsequent combustion of NH3 together with the Hz formed by the catalytic decomposition then provides the heat to heat the heat transfer medium.

[0127] Wie bereits erwähnt, wird in bevorzugten Ausführungsformen im Anfahrmodus die Menge an[0127] As already mentioned, in preferred embodiments in the start-up mode the amount of

Hz im Verbrennungsgas im Vergleich zum Herstellmodus erhöht. Durch den höheren Anteil von Hz imHz in the combustion gas compared to the production mode. Due to the higher proportion of Hz in the

Verbrennungsgas wird die Verbrennung des Gemisches aus NH; und H> begünstigt, wodurch die Be- triebstemperatur schneller erreicht werden kann. Demzufolge wird das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt im Herstellmodus bei einem Ha-Anteil A; betrieben und im Anfahrmodus bei einem Hz-Aan- teil A», wobei gilt A» > Ay. In bevorzugten Ausführungsformen beträgt die relative Differenz zwischenCombustion gas promotes the combustion of the mixture of NH; and H>, whereby the operating temperature can be reached more quickly. Accordingly, the process according to the invention is preferably operated in the production mode at a Ha proportion A; and in the start-up mode at a Hz-A proportion A», where A» > Ay. In preferred embodiments, the relative difference between

Az und A; mindestens 1 Vol.-%, bevorzugter mindestens 2 Vol.-%, noch bevorzugter mindestens 3 Vol.- %, am bevorzugtesten mindestens 4 Vol.-%, und insbesondere mindestens 5 Vol.-%.Az and A; at least 1 vol.%, more preferably at least 2 vol.%, even more preferably at least 3 vol.%, most preferably at least 4 vol.%, and especially at least 5 vol.%.

[0128] Der Fachmann erkennt, dass der Zustand während des Anfahrmodus nicht statisch konstant sein muss, sondern sich insbesondere in Anbetracht der kontinuierlichen Erwärmung der Anlage oder Teilen davon dynamisch verändern kann. Somit ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass fiir zumindest einen[0128] The person skilled in the art will recognize that the state during the start-up mode does not have to be statically constant, but can change dynamically, particularly in view of the continuous heating of the system or parts thereof. Thus, it is preferred according to the invention that for at least one

Teil der Gesamtdauer des Anfahrmodus der Anteil Az im Vergleich zum Anteil A; erhöht ist. Beispiels- weise kann der Anfahrmodus zeitlich in einen ersten Abschnitt und einen unmittelbar daran anschlie-Part of the total duration of the start-up mode, the portion Az is increased in comparison to the portion A;. For example, the start-up mode can be divided into a first section and an immediately following one.

Benden zweiten Abschnitt der Gesamtdauer unterteilt sein, wobei während des ersten Abschnitts A» >Benden second section of the total duration, whereby during the first section A» >

A, und während des zweiten Abschnitts A> = A; gilt.A, and during the second section A> = A; applies.

Verbrennungsluftcombustion air

[0129] Bevorzugt wird der Verbrennungseinrichtung (Brennkammer des Reaktors) Verbrennungsluft zugeführt, welche bevorzugt zuvor in einem ersten Rauchgas/Verbrennungsluft-Wärmetauscher und/o- der einem zweiten Rauchgas/Verbrennungsluft- Wärmetauscher vorgewärmt wird. Bevorzugt sind der erste Rauchgas/Verbrennungsluft- Wärmetauscher und/oder der zweite Rauchgas/Verbrennungsluft-[0129] Preferably, the combustion device (combustion chamber of the reactor) is supplied with combustion air, which is preferably preheated beforehand in a first flue gas/combustion air heat exchanger and/or a second flue gas/combustion air heat exchanger. Preferably, the first flue gas/combustion air heat exchanger and/or the second flue gas/combustion air heat exchanger are

Wärmetauscher im Rauchgaskanal angeordnet, wobei die Verbrennungsluft Wärme aus dem Rauchgas aufnimmt.Heat exchanger arranged in the flue gas duct, whereby the combustion air absorbs heat from the flue gas.

[0130] Bevorzugt wird die Verbrennungsluft vor der Einspeisung in die Anlage über einen Filter gerei- nigt, mit einem Verdichter auf den erforderlichen Druck verdichtet und anschließend über den ersten[0130] Preferably, the combustion air is cleaned by a filter before being fed into the system, compressed to the required pressure with a compressor and then fed through the first

Rauchgas/Verbrennungsluft- Wärmetauscher und/oder den zweiten Rauchgas/Verbrennungsluft-Wär- metauscher im Rauchgaskanal geleitet und erwärmt. Von dort strömt die erwärmte Verbrennungsluft in die Verbrennungseinrichtung. Kurz vor Eintritt in die Verbrennungseinrichtung oder innerhalb der Ver- brennungseinrichtung wird die Verbrennungsluft mit dem Verbrennungsgas (bevorzugt NH; im Ge- misch mit H») vermischt.Flue gas/combustion air heat exchanger and/or the second flue gas/combustion air heat exchanger in the flue gas duct and heated. From there, the heated combustion air flows into the combustion device. Shortly before entering the combustion device or within the combustion device, the combustion air is mixed with the combustion gas (preferably NH; in a mixture with H»).

Produktgas - nach der katalytischen Zersetzung bis vor Aufreinigung von H> 23Product gas - after catalytic decomposition until purification of H> 23

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[0131] Im Herstellmodus verlässt Produktgas die zweite NHs-Zersetzungseinrichtung bei hoher Tem- LU103170 peratur. Um die in dem Produktgas enthaltene Wärme zu nutzen, ist in Strömungsrichtung des Produkt- gases stromabwärts der zweiten NHs-Zersetzungseinrichtung für den Herstellmodus bevorzugt mindes- tens ein Wärmetauscher vorgesehen, der vom Produktgas durchströmt wird, ehe das Produktgas einer[0131] In the production mode, product gas leaves the second NHs decomposition device at a high temperature. In order to use the heat contained in the product gas, at least one heat exchanger is preferably provided in the flow direction of the product gas downstream of the second NHs decomposition device for the production mode, through which the product gas flows before the product gas is fed to a

Aufreinigung von Hz zugeführt wird: - bevorzugt ein dritter Wärmetauscher [bevorzugt Produktgas/Wasser-Wärmetauscher für den Her- stellmodus]; - bevorzugt ein vierter Wärmetauscher [bevorzugt Produktgas/NH:-Wärmetauscher für den Herstell- modus]; - bevorzugt ein fünfter Wärmetauscher [bevorzugt Produktgas/Wasser-Wärmetauscher für den Her- stellmodus]; und/oder - bevorzugt ein sechster Wärmetauscher [bevorzugt Produktgas/Wasser-Wärmetauscher für den Her- stellmodus]).Purification of Hz is fed: - preferably a third heat exchanger [preferably product gas/water heat exchanger for the production mode]; - preferably a fourth heat exchanger [preferably product gas/NH: heat exchanger for the production mode]; - preferably a fifth heat exchanger [preferably product gas/water heat exchanger for the production mode]; and/or - preferably a sixth heat exchanger [preferably product gas/water heat exchanger for the production mode]).

Produktgas - Restmengen an nicht zersetztem NH;Product gas - residual amounts of undecomposed NH;

[0132] Im Herstellmodus dient die erfindungsgemäß bevorzugte Rückgewinnung von NH; bevorzugt dazu, nicht zersetztes NH: aus dem Produktgas auszuscheiden und zur weiteren Nutzung als Verbren- nungsgas oder wiedergewonnenes Edukt zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt wird auf eine separate[0132] In the production mode, the recovery of NH; according to the invention preferably serves to separate non-decomposed NH: from the product gas and to make it available for further use as combustion gas or recovered starting material. A separate

Rückgewinnung von NH; verzichtet. So erfolgt erfindungsgemäß im Herstellmodus bevorzugt die Auf- reinigung von Hz aus dem Produktgas durch Druckwechseladsorption (PSA). Geringe Restmengen an nicht zersetztem NH; können erfindungsgemäß bevorzugt bei der Druckwechseladsorption mit abge- schieden werden, wodurch die Rückgewinnung von NH; und die Aufreinigung von Hz zu einem ge- meinsamen Schritt kombiniert werden.Recovery of NH; is omitted. Thus, according to the invention, in the production mode, the purification of Hz from the product gas preferably takes place by pressure swing adsorption (PSA). Small residual amounts of non-decomposed NH; can preferably be separated according to the invention during pressure swing adsorption, whereby the recovery of NH; and the purification of Hz are combined into a common step.

Produktgas - Aufreinigung von H> und Abtrennung RestgasgemischProduct gas - purification of H> and separation of residual gas mixture

[0133] Im Herstellmodus wird erfindungsgemäß besonders bevorzugt Hz durch Druckwechseladsorp- tion (PSA) aufgereinigt. Eine adsorptive Trennung in einer Druckwechseladsorptionseinrichtung ist er- findungsgemäß bevorzugt, u.a. weil sie bei moderaten Drücken abläuft und zusätzlich auch hohe Rein- heit an Hz erreicht, bei Bedarf > 99,9%, mit einer Ausbeute an H> im Bereich von z.B. ca. 80 bis 85%.[0133] In the production mode, according to the invention, H2 is particularly preferably purified by pressure swing adsorption (PSA). An adsorptive separation in a pressure swing adsorption device is preferred according to the invention, among other things because it takes place at moderate pressures and additionally also achieves high purity of H2, if required > 99.9%, with a yield of H2 in the range of e.g. approx. 80 to 85%.

Wie bereits erwähnt, kann die Druckwechseladsorption außerdem im gleichen Arbeitsschritt auch Rest- mengen an NH; und ggf. HO mit abscheiden. Dazu wird das Produktgas vor Eintritt in die Druckwech- seladsorptionseinrichtung bevorzugt mit einem sechster Wärmetauscher [bevorzugt Produktgas/Was- ser-Wärmetauscher für den Herstellmodus] auf die gewünschte Temperatur abgekühlt. Die entspre- chende Menge an Wärme wird bevorzugt in dem sechster Wärmetauscher vom Wasser aufgenommen.As already mentioned, pressure swing adsorption can also separate residual amounts of NH3 and possibly HO in the same work step. To do this, the product gas is cooled to the desired temperature before entering the pressure swing adsorption device, preferably with a sixth heat exchanger [preferably product gas/water heat exchanger for the production mode]. The corresponding amount of heat is preferably absorbed by the water in the sixth heat exchanger.

Das so erwärmte Kühlwasser wird erfindungsgemäß bevorzugt zum Vorwärmen von NH; in einer Vor- wärmeinrichtung eingesetzt, in der NH; Wärme aus dem Wasser aufnimmt. Anschließend wird das ab- gekiihlte Produktgas bevorzugt einer Druckwechseladsorptionseinrichtung zugefiihrt, wo eine Auftren- nung des Gasgemisches unter Druck durch Adsorption erfolgt. 24According to the invention, the cooling water heated in this way is preferably used to preheat NH; in a preheating device in which NH; absorbs heat from the water. The cooled product gas is then preferably fed to a pressure swing adsorption device, where the gas mixture is separated under pressure by adsorption. 24

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Hz - nach der Aufreinigung bis zur Lagerung LU103170Hz - after purification until storage LU103170

[0134] Im Herstellmodus verlässt der abgetrennte H> bevorzugt die Druckwechseladsorptionseinrich- tung und wird bevorzugt mit einem H>-Verdichter auf einen erhöhten Druck gebracht, beispielsweise auf ca. 200 bar. Eine Verdichtung des abgetrennten H> auf erhöhten Druck ist jedoch nicht zwingend erforderlich und es sind erfindungsgemäß auch Drücke von deutlich weniger als 200 bar umfasst. Be- vorzugt durchstrômt der verdichtete H> anschließend einen ersten H>-Wärmetauscher, in welchem Kühl- wasser Wärme aus dem verdichteten Hz aufnimmt. In bevorzugten Ausführungsformen wird der abge- trennte Hz anschließend mit einem zweiten H-Verdichter auf einen weiter erhöhten Druck gebracht.[0134] In the production mode, the separated H> preferably leaves the pressure swing adsorption device and is preferably brought to an increased pressure, for example to about 200 bar, using an H> compressor. However, compression of the separated H> to an increased pressure is not absolutely necessary and pressures of significantly less than 200 bar are also included according to the invention. The compressed H> then preferably flows through a first H> heat exchanger in which cooling water absorbs heat from the compressed H>. In preferred embodiments, the separated H> is then brought to a further increased pressure using a second H> compressor.

Bevorzugt durchströmt der weiter verdichtete H> anschließend einen zweiten H2:-Wärmetauscher, in welchem ebenfalls Kühlwasser Wärme aus dem verdichteten Hz aufnimmt. Anschließend wird der ver- dichtete H> aus der Anlage bei einem Druck von beispielsweise etwa 70 bar abgeleitet und beispiels- weise in einem geeigneten Druckgefäß gelagert oder direkt einer weiteren Verwendung zugeführt.Preferably, the further compressed H2 then flows through a second H2: heat exchanger, in which cooling water also absorbs heat from the compressed H2. The compressed H2 is then discharged from the system at a pressure of, for example, about 70 bar and, for example, stored in a suitable pressure vessel or directly fed for further use.

Restgasgemischresidual gas mixture

[0135] Im Herstellmodus enthält das nach der Aufreinigung/Abtrennung von Hz, bevorzugt in der[0135] In the manufacturing mode, the product after purification/separation of Hz, preferably in the

Druckwechseladsorptionseinrichtung, verbleibende Restgasgemisch typischerweise N, H2O, restlichesPressure swing adsorption device, remaining residual gas mixture typically N, H2O, remaining

NH; sowie Ho. Bevorzugt wird das Restgasgemisch der Verbrennungseinrichtung zugeführt, so dass es für die Erzeugung von Verbrennungswärme genutzt werden kann.NH; and Ho. Preferably, the residual gas mixture is fed to the combustion device so that it can be used to generate combustion heat.

Rauchgasflue gas

[0136] Das Rauchgas verlässt die Verbrennungseinrichtung bei hoher Temperatur und tritt bevorzugt in einen Rauchgaskanal ein. Um die in dem Rauchgas enthaltene Wärme zu nutzen, sind in Strômungs- richtung des Rauchgases stromabwärts der Verbrennungseinrichtung bevorzugt Wärmetauscher vorge- sehen, die vom Rauchgas durchstrômt werden, ehe das Rauchgas an die Umgebung abgegeben wird, z.B. über einen Kamin: - bevorzugt ein zweiter Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/Zwischenproduktgas-Wärmetauscher für den Herstellmodus; bevorzugt Rauchgas/Wärmeträgermedium- Wärmetauscher für den Anfahr- modus]; - bevorzugt ein erster Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/NH:-Wärmetauscher für den Herstellmo- dus; Rauchgas/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmodus]; - bevorzugt ein erster Rauchgas/Verbrennungsluft-Wärmetauscher; - bevorzugt ein Rauchgas/Wasser-Wärmetauscher; und/oder - bevorzugt ein zweiter Rauchgas/Verbrennungsluft-Wärmetauscher.[0136] The flue gas leaves the combustion device at a high temperature and preferably enters a flue gas channel. In order to use the heat contained in the flue gas, heat exchangers are preferably provided in the flow direction of the flue gas downstream of the combustion device, through which the flue gas flows before the flue gas is released into the environment, e.g. via a chimney: - preferably a second heat exchanger [preferably flue gas/intermediate product gas heat exchanger for the production mode; preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for the start-up mode]; - preferably a first heat exchanger [preferably flue gas/NH: heat exchanger for the production mode; flue gas/heat transfer medium heat exchanger for the start-up mode]; - preferably a first flue gas/combustion air heat exchanger; - preferably a flue gas/water heat exchanger; and/or - preferably a second flue gas/combustion air heat exchanger.

[0137] Auch im Anfahrmodus durchströmt das bei der Verbrennung des Gemischs umfassend NH; und[0137] Even in start-up mode, the combustion of the mixture comprising NH; and

Hz gebildete Rauchgas den Rauchgaskanal und erwärmt dabei bevorzugt den zweiten Wärmetaucher [bevorzugt Rauchgas/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] sowie anschließend bevorzugt den ersten Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher fürHz formed flue gas enters the flue gas channel and thereby preferentially heats the second heat exchanger [preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for start-up mode] and then preferably the first heat exchanger [preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for

230085P00LU 12.07.2023 den Anfahrmodus], welche beide Wärme an das Wärmeträgermedium abgeben. Anschließend durch- LU103170 strömt das Rauchgas bevorzugt den ersten Rauchgas/Verbrennungsluft- Wärmetauscher, bevorzugt die230085P00LU 12.07.2023 the start-up mode], both of which release heat to the heat transfer medium. The flue gas then flows preferentially through the first flue gas/combustion air heat exchanger, preferably the

Rauchgasentstickungseinheit, bevorzugt den Rauchgas/Wasser-Wärmetauscher sowie bevorzugt den zweiten Rauchgas/Verbrennungsluft- Wärmetauscher. Auf diese Weise werden Verbrennungsluft bzw.Flue gas denitrification unit, preferably the flue gas/water heat exchanger and preferably the second flue gas/combustion air heat exchanger. In this way, combustion air or

Wasser durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas erwärmt.Water is heated by absorbing heat from the flue gas.

Wasser bzw. Wasserdampfwater or water vapor

[0138] Als Wasser für die Erzeugung von Wasserdampf wird bevorzugt demineralisiertes Wasser in die Anlage eingespeist. Bevorzugt werden Luft und andere im Wasser gelöste Gase in einem Entgaser entfernt.[0138] Demineralized water is preferably fed into the plant as water for generating steam. Air and other gases dissolved in the water are preferably removed in a degasser.

[0139] Bevorzugt wird das Wasser über einen fünften Wärmetauscher vorgewärmt. Im Herstellmodus wird der fünfte Wärmetauscher [bevorzugt Produktgas/Wasser-Wärmetauscher für den Herstellmodus] bevorzugt von Produktgas durchströmt, so dass Wasser Wärme aus dem Produktgas aufnimmt. Im An- fahrmodus wird der fünfte Wärmetauscher [bevorzugt Wärmeträgermedium/W asser-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] bevorzugt von Wärmeträgermedium durchströmt, so dass Wasser Wärme aus dem Wärmeträgermedium aufnimmt. In Strömungsrichtung des Produktgases/Wärmeträgermediums ist der fünfte Wärmetauscher bevorzugt stromabwärts des dritter Wärmetauschers angeordnet.[0139] Preferably, the water is preheated via a fifth heat exchanger. In the production mode, the fifth heat exchanger [preferably product gas/water heat exchanger for the production mode] is preferably flowed through by product gas, so that water absorbs heat from the product gas. In the start-up mode, the fifth heat exchanger [preferably heat transfer medium/water heat exchanger for the start-up mode] is preferably flowed through by heat transfer medium, so that water absorbs heat from the heat transfer medium. In the flow direction of the product gas/heat transfer medium, the fifth heat exchanger is preferably arranged downstream of the third heat exchanger.

[0140] Bevorzugt wird das Wasser anschließend durch einen Rauchgas/Wasser-Wärmetauscher gelei- tet und erhitzt. Der Rauchgas/Wasser-Wärmetauscher kühlt die Rauchgase aus der Verbrennungsein- richtung im Rauchgaskanal ab, wobei im Rauchgas enthaltene Wärme zum Erwärmen des Wasser- dampfs genutzt wird.[0140] Preferably, the water is then passed through a flue gas/water heat exchanger and heated. The flue gas/water heat exchanger cools the flue gases from the combustion device in the flue gas channel, whereby the heat contained in the flue gas is used to heat the water vapor.

[0141] Der Wasserdampf wird anschließend bevorzugt in eine Wasserdampftrommel geleitet.[0141] The steam is then preferably passed into a steam drum.

[0142] Aus der Wasserdampftrommel wird das Wasser bevorzugt durch einen dritten Wärmetauscher geleitet und nimmt dadurch weitere Wärme auf, um anschließend bevorzugt zur Wasserdampftrommel zurückgeführt zu werden. Der dritter Wärmetauscher ist in Strömungsrichtung des Produktgases/Wär- meträgermediums stromabwärts der zweiten NHz-Zersetzungseinrichtung angeordnet. Im Herstellmo- dus dient der dritte Wärmetauscher [bevorzugt Produktgas/Wasser-Wärmetauscher für den Herstellmo- dus] bevorzugt zur Abkühlung des Produktgases nach dem Verlassen der zweite NHs-Zersetzungsein- richtung, wobei im Produktgas enthaltene Wärme ebenfalls zum Erwärmen des Wasserdampfs genutzt wird. Im Anfahrmodus dient der dritte Wärmetauscher [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wasser-Wär- metauscher für den Anfahrmodus] bevorzugt zur Abgabe von Wärme aus dem Wärmeträgermedium an[0142] From the steam drum, the water is preferably passed through a third heat exchanger and thereby absorbs further heat, in order to then preferably be returned to the steam drum. The third heat exchanger is arranged in the flow direction of the product gas/heat transfer medium downstream of the second NH 3 decomposition device. In the production mode, the third heat exchanger [preferably product gas/water heat exchanger for the production mode] preferably serves to cool the product gas after it leaves the second NH 3 decomposition device, whereby heat contained in the product gas is also used to heat the steam. In the start-up mode, the third heat exchanger [preferably heat transfer medium/water heat exchanger for the start-up mode] preferably serves to release heat from the heat transfer medium to

Wasser. Im Anfahrmodus wird zudem heißer Wasserdampf in einer H,O0-Verdampfungseinrichtung er- zeugt und ggf. zusammen mit dem Wasserdampf aus der Wasserdampftrommel der NH3;-Verdamp- fungseinrichtung zugeführt. 26Water. In start-up mode, hot water vapor is also generated in a H,O0 evaporation device and, if necessary, fed to the NH3; evaporation device together with the water vapor from the steam drum. 26

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[0143] Durch die Kondensation des Wasserdampfes in der NHi-Verdampfungseinrichtung wird LU103170[0143] The condensation of water vapor in the NHi evaporator produces LU103170

Wärme gewonnen, um das vorgeheizte NH; zu verdampfen. Nach dem Durchströmen der NHz-Ver- dampfungseinrichtung wird das Dampfkondensat bevorzugt dem Vorwärmer zugeführt, der dazu dient, das NH; vorzuwärmen, so dass die im Wasserdampf enthaltene Wärme in zwei Stufen für die Erwär- mung des NH; genutzt wird. Nach dem Durchströmen des Vorwärmers kann das Dampfkondensat aus der Anlage abgeleitet werden.Heat is obtained to evaporate the preheated NH;. After flowing through the NH evaporation device, the steam condensate is preferably fed to the preheater, which serves to preheat the NH; so that the heat contained in the steam is used in two stages to heat the NH;. After flowing through the preheater, the steam condensate can be discharged from the system.

[0144] Solange im Anfahrmodus noch keine ausreichende Wärme für die Erzeugung von Wasserdampf zur Verfügung steht, stellt die bevorzugt elektrisch betriebene H20-Verdampfungseinrichtung Wasser- dampf zur Verfügung. Das aus dem Tank in die Anlage geführte NH; wird mit Hilfe des elektrisch erzeugten Wasserdampfs in Analogie zum Herstellmodus bevorzugt im Vorwärmer vorgewärmt und anschließend in der NHs-Verdampfungseinrichtung verdampft.[0144] As long as there is not enough heat available in the start-up mode to generate water vapor, the preferably electrically operated H20 evaporation device provides water vapor. The NH3 fed from the tank into the system is preferably preheated in the preheater using the electrically generated water vapor in analogy to the production mode and then evaporated in the NH3 evaporation device.

Wärmeträgermediumheat transfer medium

[0145] Im Anfahrmodus wird ein Wärmeträgermedium, bevorzugt N; oder NH3s, durch zumindest einen[0145] In the start-up mode, a heat transfer medium, preferably N; or NH3s, is supplied through at least one

Teil der Anlage geleitet, um Verbrennungswärme bzw. Wärme aus dem Rauchgas aufzunehmen und eine oder mehrere Vorrichtungen der Anlage auf Betriebstemperatur aufzuwärmen. Das Wärmeträger- medium wird dabei bevorzugt zirkuliert und mit einem Verdichter auf den notwendigen Druck gebracht.Part of the system to absorb combustion heat or heat from the flue gas and to heat one or more of the system's devices to operating temperature. The heat transfer medium is preferably circulated and brought to the necessary pressure using a compressor.

Die erfindungsgemäße Anlage umfasst bevorzugt mehrere Ventile an geeigneten Stellen, um im An- fahrmodus den Hauptprozessweg an mehreren Stellen zu schließen und die Zirkulation des Wärmeträ- germediums zu ermöglichen.The system according to the invention preferably comprises several valves at suitable locations in order to close the main process path at several locations in start-up mode and to enable the circulation of the heat transfer medium.

[0146] Bevorzugt zirkuliert das Wärmeträgermedium im Anfahrmodus vom Verdichter zu einem vier- ten Wärmetauscher [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den An- fahrmodus], wo es Wärme aus im Kreuzstrom geführtem Wärmeträgermedium aufnimmt.[0146] Preferably, in start-up mode, the heat transfer medium circulates from the compressor to a fourth heat exchanger [preferably heat transfer medium/heat transfer medium heat exchanger for start-up mode], where it absorbs heat from cross-flow heat transfer medium.

[0147] Von dort strömt das Wärmeträgermedium im Anfahrmodus bevorzugt zu einem ersten Wärme- tauscher [bevorzugt Rauchgas/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmodus], wo es[0147] From there, the heat transfer medium flows in the start-up mode preferably to a first heat exchanger [preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for the start-up mode], where it

Wärme aus dem Rauchgas aufnimmt.absorbs heat from the flue gas.

[0148] Anschließend strömt das Wärmeträgermedium im Anfahrmodus bevorzugt zu einem zweiten[0148] Subsequently, in start-up mode, the heat transfer medium preferably flows to a second

Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmodus], wo es ebenfalls Wärme aus dem Rauchgas aufnimmt.Heat exchanger [preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for start-up mode], where it also absorbs heat from the flue gas.

[0149] Von dort durchströmt das Wärmeträgermedium im Anfahrmodus bevorzugt die zweite NHz-[0149] From there, the heat transfer medium flows in start-up mode preferably through the second NHz

Zersetzungseinrichtung, wo es Verbrennungswärme aufnimmt, welche als Wärmestrom von der Ver- brennungseinrichtung in die zweite NHs-Zersetzungseinrichtung strömt.decomposition device, where it absorbs combustion heat, which flows as a heat flow from the combustion device into the second NHs decomposition device.

[0150] Danach erreicht das Wärmeträgermedium im Anfahrmodus bevorzugt einen dritten Wärmetau- scher [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wasser-Wärmetauscher für den Anfahrmodus], wo es Wärme an Wasser abgibt. 27[0150] Then, in start-up mode, the heat transfer medium preferably reaches a third heat exchanger [preferably heat transfer medium/water heat exchanger for start-up mode], where it transfers heat to water. 27

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[0151] Anschließend durchströmt das Wärmeträgermedium im Anfahrmodus bevorzugt erneut den LU103170 vierten Wärmetauscher [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den[0151] Subsequently, in start-up mode, the heat transfer medium preferably flows through the LU103170 fourth heat exchanger [preferably heat transfer medium/heat transfer medium heat exchanger for the

Anfahrmodus] (d.h. Kreuzstrom), wo es Wärme an im Kreuzstrom geführtes Wärmeträgermedium ab- gibt.start-up mode] (i.e. cross-flow), where it transfers heat to the heat transfer medium guided in cross-flow.

[0152] Danach durchströmt das Wärmeträgermedium im Anfahrmodus bevorzugt einen fünften Wär- metauscher [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wasser-Wärmetauscher für den Anfahrmodus], wo es[0152] Thereafter, the heat transfer medium in the start-up mode preferably flows through a fifth heat exchanger [preferably heat transfer medium/water heat exchanger for the start-up mode], where it

Wärme an Wasser abgibt.transfers heat to water.

[0153] Anschließend durchströmt das Wärmeträgermedium im Anfahrmodus bevorzugt einen sechsten[0153] Subsequently, in start-up mode, the heat transfer medium preferably flows through a sixth

Wärmetauscher [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wasser-Wärmetauscher für den Anfahrmodus], wo es ebenfalls Wärme an Wasser abgibt.Heat exchanger [preferably heat transfer medium/water heat exchanger for start-up mode], where it also transfers heat to water.

[0154] Schließlich wird das Wärmeträgermedium zum Verdichter zurückgeführt.[0154] Finally, the heat transfer medium is returned to the compressor.

Beschreibung der AbbildungenDescription of the figures

[0155] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezug- nahme auf die Abbildungen näher erläutert. Abbildungen 1, 2 und 3 zeigen jeweils anhand von Fließ- schemata bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Anlagen, auf denen bevorzugte Ausfüh- rungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden können. Dabei ist die Ausfüh- rungsform gemäß Abbildung 3 eine Variante der Ausführungsform gemäß Abbildung 2 und nur als[0155] The invention is explained in more detail below using preferred embodiments with reference to the figures. Figures 1, 2 and 3 each show, using flow diagrams, preferred embodiments of systems according to the invention on which preferred embodiments of the method according to the invention can be carried out. The embodiment according to Figure 3 is a variant of the embodiment according to Figure 2 and is only intended as

Ausschnitt dargestellt. die nicht im Ausschnitt von Abbildung 3 gezeigten Details entsprechen bevorzugt denen von Abbildung 2.The details not shown in the detail of Figure 3 preferably correspond to those of Figure 2.

[0156] In Abbildung 1 ist eine solche Verfahrensführung schematisch veranschaulicht. Ein Teil des insgesamt eingesetzten NH; wird im Gemisch mit H> und Oz verbrannt (Reaktion (A)). Durch die Ver- brennung wird Verbrennungswärme A freigesetzt. Der andere Teil des NH; wird unter Zufuhr von Ver- brennungswärme katalytisch zu H> und N; zersetzt, wobei das gebildete Gemisch neben Hz und N; noch eine restliche Menge an nicht zersetztem NH; enthält (Reaktion (B)). Reaktionen A und B werden be- vorzugt getrennt voneinander in einem gemeinsamen Reaktor durchgeführt, welcher analog einem Pri- märreformer ausgebildet ist. Aus dem bei der Zersetzung von NH; gebildeten Gemisch wird der Großteil des H> als Produkt abgetrennt, typischerweise durch Druckwechseladsorption (PSA)), und die verblei- bende Mischung aus nicht abgetrenntem H», Na und nicht zersetztem NH; wird der Verbrennung zuge- führt (Rückführung (C)).[0156] Figure 1 shows a schematic illustration of such a process. Part of the total NH3 used is burned in a mixture with H2 and O2 (reaction (A)). Combustion releases heat of combustion A. The other part of the NH3 is catalytically decomposed to H2 and N2 with the addition of heat of combustion, the mixture formed containing a residual amount of undecomposed NH3 in addition to H2 and N2 (reaction (B)). Reactions A and B are preferably carried out separately from one another in a common reactor which is designed analogously to a primary reformer. The majority of the H2 is separated as a product from the mixture formed during the decomposition of NH3, typically by pressure swing adsorption (PSA), and the remaining mixture of unseparated H2, Na and undecomposed NH3 is fed to the combustion (recycle (C)).

[0157] Sollte die in der verbleibenden Mischung enthaltene Menge an nicht abgetrenntem Hz für eine zufriedenstellende Verbrennung von NH; nicht ausreichen, kann ggf. Hz aus dem Produkt Hz abgezweigt und ebenfalls der Verbrennung zugeführt werden (Rückführung (D)). Dies ist allerdings nicht bevor- zugt. So wird durch Druckwechseladsorption typischerweise bereits eine ausgezeichnete Reinheit vom[0157] If the amount of unseparated Hz contained in the remaining mixture is not sufficient for satisfactory combustion of NH;, Hz can be branched off from the product Hz and also fed to the combustion (recirculation (D)). However, this is not preferred. Pressure swing adsorption typically already achieves an excellent purity of the

Hz erreicht, und das in der Druckwechseladsorptionseinrichtung nach Abtrennung des H» verbleibende 28Hz is reached, and the remaining 28

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Restgasgemisch enthält neben N> und restlichem NH; eine ausreichende Menge an Ha, was aus prozess- LU103170 technischen Gründen kaum vermieden werden kann. Durch Rückführung dieses Hz-haltigen Restgasge- mischs zur Verbrennungseinrichtung kann die im Restgasgemisch enthaltene Energie für die Erzeugung von Verbrennungswärme genutzt werden. Eine zusätzliche Anreicherung des Restgasgemisches mit H» für die Verbrennung ist ökonomisch nicht sinnvoll, zumindest nicht im Herstellmodus, und daher nicht bevorzugt. Sofern die Menge des Restgasgemischs insgesamt nicht ausreichen sollte, um die benötigteThe residual gas mixture contains, in addition to N2 and residual NH3, a sufficient amount of Ha, which can hardly be avoided for technical reasons. By returning this H2-containing residual gas mixture to the combustion device, the energy contained in the residual gas mixture can be used to generate combustion heat. An additional enrichment of the residual gas mixture with H2 for combustion does not make economic sense, at least not in the production mode, and is therefore not preferred. If the total amount of the residual gas mixture is not sufficient to produce the required

Wärmemenge für die katalysierte Zersetzung von NH; zu generieren, wird erfindungsgemäß bevorzugt ggf. die Menge an NH; im Verbrennungsgas erhöht, nicht jedoch die Menge an Hz aus dem gereinigten wertvollen Produkt.In order to generate the necessary amount of heat for the catalyzed decomposition of NH;, the amount of NH; in the combustion gas is preferably increased according to the invention, but not the amount of Hz from the purified valuable product.

[0158] Abbildung 2 illustriert eine erfindungsgemäß bevorzugte Anlage. Zweckmäßigerweise werden nachfolgend Herstellmodus und Anfahrmodus nacheinander erläutert.[0158] Figure 2 illustrates a preferred system according to the invention. For convenience, the production mode and start-up mode are explained one after the other below.

[0159] Anlage/Verfahren gemäß Abbildung 2 im Herstellmodus:[0159] Plant/process according to Figure 2 in manufacturing mode:

[0160] Im Herstellmodus wird flüssiges NH3, welches bei tiefer Temperatur und erhöhtem Druck vor- liegt, aus Tank 10 über Leitung 11 mittels Pumpe 12 durch Vorwärmer 13 geleitet und erwärmt. In NH3-[0160] In the production mode, liquid NH3, which is present at low temperature and increased pressure, is led from tank 10 via line 11 by means of pump 12 through preheater 13 and heated. In NH3-

Verdampfungseinrichtung 14 wird das NH; verdampft und strömt anschließend über Leitung 15 zu Ab- zweigung 16, wo eine Aufteilung des NHz-Stroms in zwei Teilstrôme erfolgt. Von Abzweigung 16 aus- gehend wird ein erster Teilstrom des NH; entspannt und über Leitung 17 Verbrennungseinrichtung 18 zugeführt. Ein zweiter Teilstrom des NH; wird ausgehend von Abzweigung 16 über Leitung 19 durch den vierten Wärmetauscher [bevorzugt Produktgas/NH:-Wärmetauscher für den Herstellmodus] 20 ge- leitet und strömt danach über Leitung 21 durch den ersten Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/NHz-The NH; is evaporated in the evaporation device 14 and then flows via line 15 to branch 16, where the NH; flow is divided into two partial flows. Starting from branch 16, a first partial flow of the NH; is expanded and fed via line 17 to combustion device 18. A second partial flow of the NH; is fed from branch 16 via line 19 through the fourth heat exchanger [preferably product gas/NH: heat exchanger for the production mode] 20 and then flows via line 21 through the first heat exchanger [preferably flue gas/NH2-

Wärmetauscher für den Herstellmodus] 22, wo das NH; weiter erwärmt wird. Das vorgewärmte NH; wird der ersten NHz-Zersetzungseinrichtung 65 zugeführt, wo eine partielle katalytische Zersetzung er- folgt, bevorzugt adiabatisch. Das die erste NHs-Zersetzungseinrichtung 65 verlassende Zwischenpro- duktgas wird über Leitung 66 dem zweiten Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/Zwischenproduktgas-Heat exchanger for the production mode] 22, where the NH; is further heated. The preheated NH; is fed to the first NH 3 decomposition device 65, where a partial catalytic decomposition takes place, preferably adiabatically. The intermediate product gas leaving the first NH 3 decomposition device 65 is fed via line 66 to the second heat exchanger [preferably flue gas/intermediate product gas-

Wärmetauscher für den Herstellmodus] 67 geführt, welcher im Rauchgaskanal 49 in Strömungsrichtung des Rauchgases stromaufwärts zum ersten Wärmetauscher 22 angeordnet ist. Dort wird das Zwischen- produktgas aufgewärmt und danach über Leitung 23 in zweite NH3-Zersetzungseinrichtung 24 eingelei- tet. Die zweite NHs-Zersetzungseinrichtung 24 wird bevorzugt von oben nach unten durchströmt. Die für die Aufrechterhaltung der Reaktion erforderliche Wärme wird erzeugt, indem die zweite NHs-Zer- setzungseinrichtung 24 durch Verbrennung von H> und NH; in der Verbrennungseinrichtung 18 aufge- heizt wird.Heat exchanger for the production mode] 67, which is arranged in the flue gas channel 49 in the flow direction of the flue gas upstream of the first heat exchanger 22. There, the intermediate product gas is heated and then introduced via line 23 into the second NH3 decomposition device 24. The flow through the second NHs decomposition device 24 is preferably from top to bottom. The heat required to maintain the reaction is generated by heating the second NHs decomposition device 24 by combustion of H> and NH; in the combustion device 18.

[0161] Im Herstellmodus durchströmt nach der Zersetzung von NH; das gebildete Produktgas (umfas- send N», Hz und ggf. restliches NH3) den dritten Wärmetauscher [bevorzugt Produktgas/Wasser-Wär- metauscher für den Herstellmodus] 26, danach den vierten Wärmetauscher [bevorzugt Produktgas/NHs-[0161] In the production mode, after the decomposition of NH3, the product gas formed (comprising N3, H2 and possibly remaining NH3) flows through the third heat exchanger [preferably product gas/water heat exchanger for the production mode] 26, then the fourth heat exchanger [preferably product gas/NH3

Wärmetauscher für den Herstellmodus] 20, anschließend Leitung 27 und zur weiteren Abkühlung einen 29Heat exchanger for the production mode] 20, then line 27 and for further cooling a 29

230085P00LU 12.07.2023 fünften Wärmetauscher [bevorzugt Produktgas/Wasser-Wärmetauscher für den Herstellmodus] 28, wel- LU103170 cher bevorzugt mit Wasser betrieben wird. Schließlich wird das Produktgas mittels eines sechsten Wär- metauschers [bevorzugt Produktgas/Wasser-Wärmetauscher für den Herstellmodus] 29 weiter abge- kühlt und anschließend über Leitung 30 einer Druckwechseladsorptionseinrichtung 31 zugeführt, wo eine Auftrennung des Gasgemisches unter Druck durch Adsorption erfolgt. Der dabei abgetrennte H» verlässt die Druckwechseladsorptionseinrichtung 31 über Leitung 32, wird über einen ersten H;-Ver- dichter 33 auf einen erhöhten Druck gebracht, durchströmt einen ersten H.-Wärmetauscher 34, einen zweiten H»-Verdichter 35 zur weiteren Druckerhöhung, einen zweiten H,-Wärmetauscher 36 und wird aus der Anlage bei einem Druck von beispielsweise etwa 70 bar über die Leitung 37 abgeleitet.230085P00LU 12.07.2023 fifth heat exchanger [preferably product gas/water heat exchanger for the production mode] 28, which is preferably operated with water. Finally, the product gas is further cooled by means of a sixth heat exchanger [preferably product gas/water heat exchanger for the production mode] 29 and then fed via line 30 to a pressure swing adsorption device 31, where the gas mixture is separated under pressure by adsorption. The H2 separated in this way leaves the pressure swing adsorption device 31 via line 32, is brought to an increased pressure via a first H2 compressor 33, flows through a first H2 heat exchanger 34, a second H2 compressor 35 for further pressure increase, a second H2 heat exchanger 36 and is discharged from the system at a pressure of, for example, about 70 bar via line 37.

[0162] Das in der Druckwechseladsorptionseinrichtung 31 nach Abtrennung des H> verbleibende Rest- gasgemisch enthält Na, restliches NH; sowie Hz und wird über Rückführleitung 38 zurückgeführt und über abzweigende Leitung 39 der Verbrennungseinrichtung 18 zugeführt, so dass in dem Restgasge- misch enthaltene Energie für die Erzeugung von Verbrennungswärme genutzt werden kann.[0162] The residual gas mixture remaining in the pressure swing adsorption device 31 after separation of the H > contains Na, residual NH ; and H 2 and is returned via return line 38 and fed to the combustion device 18 via branch line 39, so that energy contained in the residual gas mixture can be used to generate combustion heat.

[0163] Im Herstellmodus wird Verbrennungsluft für den Verbrennungsprozess in der Verbrennungs- einrichtung 18 über Filter 40 gereinigt, mittels Verdichters 41 verdichtet, über Leitung 42 durch den zweiten Rauchgas/Verbrennungsluft- Wärmetauscher 43 geleitet und erwärmt. Anschließend strömt die[0163] In the production mode, combustion air for the combustion process in the combustion device 18 is cleaned via filter 40, compressed by means of compressor 41, passed via line 42 through the second flue gas/combustion air heat exchanger 43 and heated. The

Verbrennungsluft über Leitung 44 und durch den ersten Rauchgas/Verbrennungsluft-Wärmetauscher 45, wird dort weiter erhitzt und strömt dann über Leitung 46 und die beiden abzweigenden Zweigleitun- gen 47 und 48 in Verbrennungseinrichtung 18, wo die Verbrennungsluft dem über Leitung 17 zugeführ- ten Teilstrom des NH; zugeführt wird, um dieses zu verbrennen und so Verbrennungswärme zu erzeu- gen.Combustion air via line 44 and through the first flue gas/combustion air heat exchanger 45 is further heated there and then flows via line 46 and the two branching branch lines 47 and 48 into combustion device 18, where the combustion air is fed to the partial flow of NH3 fed via line 17 in order to burn it and thus generate combustion heat.

[0164] Im Herstellmodus wird das heiße Rauchgas aus der Verbrennung in Verbrennungseinrichtung 18 zunächst über den zweiten Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/Zwischenproduktgas-Wärmetau- scher für den Herstellmodus] 67 abgekühlt, wodurch Wärme für die Aufheizung des der zweiten NHz-[0164] In the production mode, the hot flue gas from the combustion in the combustion device 18 is first cooled via the second heat exchanger [preferably flue gas/intermediate product gas heat exchanger for the production mode] 67, whereby heat is used to heat the second NHz

Zersetzungseinrichtung 24 zugeführten Zwischenproduktgases nach dem Verlassen der ersten NHs-Zer- setzungseinrichtung 65 gewonnen wird. Anschließend wird das Rauchgas über den ersten Wärmetau- scher [bevorzugt Rauchgas/NH:-Wärmetauscher für den Herstellmodus] 22 weiter abgekühlt, wodurchDecomposition device 24 is obtained after leaving the first NH3 decomposition device 65. The flue gas is then further cooled via the first heat exchanger [preferably flue gas/NH: heat exchanger for the production mode] 22, whereby

Wärme für die Aufheizung des der ersten NHz-Zersetzungseinrichtung 65 zugeführten NH; gewonnen wird. Das Rauchgas wird dann weiter durch Rauchgaskanal 49 über den ersten Rauchgas/Verbrennungs- luft-Wärmetauscher 45 geleitet, mittels dessen die Verbrennungsluft vorgeheizt wird, und durchströmt dann Rauchgasentstickungseinheit 50, mittels derer das Rauchgas von Stickoxiden (NOx) gereinigt wird. Anschließend durchströmt das Rauchgas über Leitung 51 Rauchgas/Wasser-Wärmetauscher 52, wodurch Wärme zur Erhitzung von Wasser gewonnen wird, und durchströmt danach den zweitenHeat is obtained for heating the NH3 supplied to the first NH3 decomposition device 65. The flue gas is then passed through flue gas channel 49 via the first flue gas/combustion air heat exchanger 45, by means of which the combustion air is preheated, and then flows through flue gas denitrification unit 50, by means of which the flue gas is cleaned of nitrogen oxides (NOx). The flue gas then flows through line 51 through flue gas/water heat exchanger 52, whereby heat is obtained for heating water, and then flows through the second

Rauchgas/Verbrennungsluft- Wärmetauscher 43, welcher ebenfalls zur Aufwärmung der Verbrennungs- luft dient. Das Rauchgas wird dann im Endbereich des Rauchgaskanals 49 mittels des Rauchgasverdich- ters 53 verdichtet und verlässt die Anlage über Kamin 54.Flue gas/combustion air heat exchanger 43, which also serves to heat the combustion air. The flue gas is then compressed in the end area of the flue gas duct 49 by means of the flue gas compressor 53 and leaves the system via chimney 54.

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[0165] Im Herstellmodus wird Wasser für die Erzeugung von Wasserdampf über Leitung 55 einge- LU103170 speist, über den fünften Wärmetauscher [bevorzugt Produktgas/Wasser-Wärmetauscher für den Her- stellmodus] 28 geleitet und dann mit erhöhter Temperatur in Entgaser 56 geleitet, in dem Luft und an- dere im Wasser gelöste Gase entfernt werden. Mittels Pumpe 57 wird das Wasser über Leitung 58 durch[0165] In the production mode, water for the production of steam is fed in via line 55, passed through the fifth heat exchanger [preferably product gas/water heat exchanger for the production mode] 28 and then passed at an increased temperature into degasser 56, in which air and other gases dissolved in the water are removed. By means of pump 57, the water is pumped through line 58

Rauchgas/Wasser-Wärmetauscher 52 geleitet und erhitzt. Der Rauchgas/Wasser-Wärmetauscher 52 dient dazu, die Rauchgase aus der Verbrennungseinrichtung 18 im Rauchgaskanal 49 abzukühlen, wobei die im Rauchgas enthaltene Wärmeenergie zum Erwärmen des Wasserdampfs genutzt wird, welcher dann nach dem Passieren des Rauchgas/Wasser-Wärmetauschers 52 über Leitung 59 in Wasserdampf- trommel 60 geleitet wird. Aus Wasserdampftrommel 60 kann über Leitung 61 Wasser durch den drittenFlue gas/water heat exchanger 52 and heated. The flue gas/water heat exchanger 52 serves to cool the flue gases from the combustion device 18 in the flue gas channel 49, whereby the thermal energy contained in the flue gas is used to heat the water vapor, which is then passed through the flue gas/water heat exchanger 52 via line 59 into the water vapor drum 60. Water can be fed from the water vapor drum 60 via line 61 through the third

Wärmetauscher [bevorzugt Produktgas/Wasser-Wärmetauscher für den Herstellmodus] 26 geleitet wer- den und dadurch weitere Wärmeenergie aufnehmen, um dann über Leitung 62 zur Wasserdampftrommel zurückgeführt zu werden. Der dritte Wärmetauscher 26 ist in Austrittsleitung 25 in Strömungsrichtung des Produktgases stromabwärts der zweiten NHa-Zersetzungseinrichtung 24 angeordnet und dient zurHeat exchanger [preferably product gas/water heat exchanger for the production mode] 26 and thereby absorb further heat energy to then be returned to the steam drum via line 62. The third heat exchanger 26 is arranged in the outlet line 25 in the flow direction of the product gas downstream of the second NH3 decomposition device 24 and serves to

Abkühlung des Produktgases nach dem Verlassen der zweiten NHz-Zersetzungseinrichtung 24. Die da- bei gewonnene Wärme kann somit zur Erzeugung von weiterem Wasserdampf genutzt werden.Cooling of the product gas after leaving the second NH4 decomposition device 24. The heat obtained can thus be used to generate further water vapor.

[0166] Im Herstellmodus wird der in Wasserdampftrommel 60 erzeugte heiße Wasserdampf über Lei- tung 63 in den im oberen Bereich der NH+-Verdampfungseinrichtung 14 eingeleitet. Durch die Konden- sation des Wasserdampfes wird die Wärme gewonnen, um das vorgeheizte NH; zu verdampfen. Nach dem Durchströmen der NH+-Verdampfungseinrichtung 14 wird das Dampfkondensat über Leitung 64 dem Vorwärmer 13 zugeführt, der dazu dient, das NH; vorzuwärmen, so dass die im Wasserdampf enthaltene Wärme in zwei Stufen für die Erwärmung des NH; genutzt wird. Nach dem Durchströmen des Vorwärmers 13 kann das Dampfkondensat aus der Anlage abgeleitet werden.[0166] In production mode, the hot steam generated in the steam drum 60 is introduced via line 63 into the upper area of the NH+ evaporator 14. The condensation of the steam generates the heat to evaporate the preheated NH;. After flowing through the NH+ evaporator 14, the steam condensate is fed via line 64 to the preheater 13, which serves to preheat the NH; so that the heat contained in the steam is used in two stages to heat the NH;. After flowing through the preheater 13, the steam condensate can be discharged from the system.

[0167] Anlage/Verfahren gemäß Abbildung 2 im Anfahrmodus[0167] Plant/process according to Figure 2 in start-up mode

[0168] Im erfindungsgemäßen Anlagenkonzept wird im Anfahrmodus ein Wärmeträgermedium, be- vorzugt N; oder NHz, durch zumindest einen Teil der Anlage geleitet, um Wärme aus der Verbrennungs- einrichtung bzw. dem Rauchgas aufzunehmen und Vorrichtungen der Anlage auf Betriebstemperatur aufzuwärmen. Das kalte Wärmeträgermedium wird dabei bevorzugt zirkuliert und durch einen Verdich- ter 77 geleitet, um den notwendigen Druck aufzubauen. Im Anfahrmodus wird der Hauptprozessweg an mehreren Stellen mit zumindest einigen der Ventile 68, 75, 79, 81, 82, 83 geschlossen, um die Zirkula- tion des Wärmeträgermediums zu ermöglichen. Dabei wird die erste NHs-Zersetzungseinrichtung 65 aus der Zirkulation ausgenommen.[0168] In the system concept according to the invention, in the start-up mode, a heat transfer medium, preferably N 3 or N 2 , is passed through at least part of the system in order to absorb heat from the combustion device or the flue gas and to heat the system's devices to operating temperature. The cold heat transfer medium is preferably circulated and passed through a compressor 77 in order to build up the necessary pressure. In the start-up mode, the main process path is closed at several points with at least some of the valves 68, 75, 79, 81, 82, 83 in order to enable the circulation of the heat transfer medium. The first NH 3 decomposition device 65 is excluded from the circulation.

[0169] Solange beim Anfahren noch keine ausreichende Wärme für die Erzeugung von Wasserdampf zur Verfügung steht, stellt die bevorzugt elektrisch betriebene H:O-Verdampfungseinrichtung 84 Was- serdampf zur Verfügung. Das aus dem Tank 10 in die Anlage geführte NH; wird mit Hilfe des elektrisch erzeugten Wasserdampfs in Analogie zum Herstellmodus in Vorwärmer 13 vorgewärmt und anschlie- 31[0169] As long as there is not enough heat available for the generation of steam during start-up, the preferably electrically operated H:O evaporation device 84 provides steam. The NH; fed from the tank 10 into the system is preheated with the help of the electrically generated steam in analogy to the production mode in preheater 13 and then 31

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Bend in der NH3-Verdampfungseinrichtung 14 verdampft. Damit das verdampfte NH; katalytisch zer- LU103170 setzt werden kann, muss es auf die Aktivierungstemperatur des NHs-Zersetzungskatalysators erwärmt werden, im Falle eines Nickel-basierten NHz-Zersetzungskatalysators bevorzugt auf 600 bis 650°C, imBend evaporated in the NH3 evaporation device 14. In order for the evaporated NH; to be catalytically decomposed, it must be heated to the activation temperature of the NHs decomposition catalyst, in the case of a nickel-based NH2 decomposition catalyst preferably to 600 to 650°C, in the case of a nickel-based NH3 decomposition catalyst

Falle eines Ruthenium-basierten NHs-Zersetzungskatalysators bevorzugt auf 350 bis 400°C.In the case of a ruthenium-based NHs decomposition catalyst, the temperature is preferably 350 to 400°C.

[0170] Im Anfahrmodus wird dazu NH; (ein Teil oder die gesamte Menge) durch das elektrische Heiz- element 74 geleitet und darin über die Aktivierungstemperatur des NHs-Zersetzungskatalysators in der ersten NHs-Zersetzungseinrichtung 65 erwärmt. Anschließend strömt das erwärmte NH; über Leitung 73 in die erste NHs-Zersetzungseinrichtung 65, wo das NH; zumindest teilweise zersetzt wird. In der bevorzugt adiabatischen Reaktion kann so ein Umsatz von z.B. 18% erreicht werden, je nach Vorwärm- temperatur.[0170] In the start-up mode, NH; (part or all of the amount) is passed through the electrical heating element 74 and heated therein above the activation temperature of the NHs decomposition catalyst in the first NHs decomposition device 65. The heated NH; then flows via line 73 into the first NHs decomposition device 65, where the NH; is at least partially decomposed. In the preferably adiabatic reaction, a conversion of e.g. 18% can be achieved, depending on the preheating temperature.

[0171] Im Anfahrmodus enthält das so gebildete Zwischenproduktgas Hz und wird ggf. mit weiterem[0171] In start-up mode, the intermediate gas thus formed contains Hz and is optionally mixed with further

NH; gemischt und in der Verbrennungseinrichtung 18 zu Rauchgas verbrannt. Durch die teilweise er- folgte partielle Zersetzung von NH; steht eine ausreichende Menge an Hs zur Verfügung, um die Ver- brennung des NH; zu gewährleisten bzw. zu verbessern. Die bevorzugt elektrisch betriebene H:O-Ver- dampfungseinrichtung 84 sowie das elektrische Heizelement 74 benötigen elektrische Energie zum Ver- dampfen und weiteren Erwärmen des NH; für die katalytische Zersetzung; die anschließende Verbren- nung von NH; zusammen mit dem durch die katalytische Zersetzung gebildeten H> liefert dann dieNH; mixed and burned in the combustion device 18 to form flue gas. Due to the partial decomposition of NH;, a sufficient amount of Hs is available to ensure or improve the combustion of the NH;. The preferably electrically operated H:O evaporation device 84 and the electrical heating element 74 require electrical energy to evaporate and further heat the NH; for the catalytic decomposition; the subsequent combustion of NH; together with the H> formed by the catalytic decomposition then provides the

Wärme zum Aufheizen des Wärmeträgermediums.Heat to heat the heat transfer medium.

[0172] Das Wärmeträgermedium zirkuliert im Anfahrmodus vom Verdichter 77 zum vierten Wärme- tauscher [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] auf der kalten Seite, von dort über Leitung 21 zum ersten Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/Wär- meträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] 22, und anschließend über Leitung 80 zum zweiten Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmo- dus] 67. Von dort durchstrômt das Wärmeträgermedium die zweite NHs-Zersetzungseinrichtung 24 und erreicht über Leitung 25 den dritten Wärmetauscher [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wasser-Wärme- tauscher für den Anfahrmodus] 26 sowie anschlieBend den vierten Wärmetauscher [bevorzugt Wärme- trägermedium/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] 20 auf der heißen Seite.[0172] In the start-up mode, the heat transfer medium circulates from the compressor 77 to the fourth heat exchanger [preferably heat transfer medium/heat transfer medium heat exchanger for the start-up mode] on the cold side, from there via line 21 to the first heat exchanger [preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for the start-up mode] 22, and then via line 80 to the second heat exchanger [preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for the start-up mode] 67. From there, the heat transfer medium flows through the second NH3 decomposition device 24 and reaches the third heat exchanger [preferably heat transfer medium/water heat exchanger for the start-up mode] 26 via line 25 and then the fourth heat exchanger [preferably heat transfer medium/water heat exchanger for the start-up mode] 26. carrier medium/heat transfer medium heat exchanger for start-up mode] 20 on the hot side.

Von dort durchstrômt das Wärmeträgermedium den fünften Wärmetauscher [bevorzugt Wärmeträger- medium/Wasser-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] 28 und anschließend den sechsten Wärmetau- scher [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wasser-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] 29, welcher für eine gleichbleibende Eintrittstemperatur in den nachgeschalteten Stickstoffverdichter sorgt, welcher denFrom there, the heat transfer medium flows through the fifth heat exchanger [preferably heat transfer medium/water heat exchanger for the start-up mode] 28 and then the sixth heat exchanger [preferably heat transfer medium/water heat exchanger for the start-up mode] 29, which ensures a constant inlet temperature in the downstream nitrogen compressor, which

Druckverlust über die Anlage ausgleicht. Alternativ kann der nachgeschaltete Verdichter auch einPressure loss across the system is compensated. Alternatively, the downstream compressor can also be a

N2/NHz-Verdichter sein, welcher eine Doppelfunktion erfüllt, d.h. zum Verdichten sowohl des N> als auch des NH; eingesetzt wird.N2/NHz compressor, which fulfils a dual function, i.e. is used to compress both the N> and the NH;.

[0173] In bevorzugten Ausführungsformen wird im Anfahrmodus der NH3-Storm in einen ersten NHs-[0173] In preferred embodiments, in the start-up mode, the NH3 stream is converted into a first NHs

Teilstrom und einen zweiten NHz-Teilstrom aufgeteilt. Nur der erste NHz-Teilstrom wird der ersten 32partial flow and a second NHz partial flow. Only the first NHz partial flow is added to the first 32

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Zersetzungseinrichtung 65 zugeführt. Der zweite NHz-Teilstrom wird nach Durchströmen des ersten LU103170decomposition device 65. The second NHz partial flow is fed after flowing through the first LU103170

Wärmetauschers [bevorzugt Rauchgas/Wärmeträgermedium- Wärmetauscher für den Anfahrmodus] 22 über Leitung 80 abgetrennt, durchströmt bevorzugt den zweiten Wärmetauscher [bevorzugt Rauch- gas/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] 67 und anschließend die zweite NHs-Heat exchanger [preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for start-up mode] 22 via line 80, preferably flows through the second heat exchanger [preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for start-up mode] 67 and then the second NHs-

Zersetzungseinrichtung 24, wodurch die zweite NHs-Zersetzungseinrichtung 24 Wärme aus dem zwei- ten NHz-Teilstrom aufnimmt. Der zweite NHs-Teilstrom hat demnach zunächst nur die Funktion alsdecomposition device 24, whereby the second NHs decomposition device 24 absorbs heat from the second NHs partial flow. The second NHs partial flow therefore initially only has the function of

Wärmeträgermedium. Nach und nach wird auf diese Weise die zweite NHz-Zersetzungseinrichtung 24 erwärmt, bis die Anspringtemperatur (Aktivierungstemperatur) für die katalytische Zersetzung von NH; erreicht ist, so dass ab diesem Zeitpunkt zusätzlicher Hz in der zweiten NHz-Zersetzungseinrichtung 24 durch katalytische Zersetzung von NH; hergestellt wird.Heat transfer medium. In this way, the second NH 2 decomposition device 24 is gradually heated until the start-up temperature (activation temperature) for the catalytic decomposition of NH 3 is reached, so that from this point on additional Hz is produced in the second NH 2 decomposition device 24 by catalytic decomposition of NH 3 .

[0174] Erwärmt wird das Wärmeträgermedium dabei im Anfahrmodus beim Durchströmen der kalten[0174] The heat transfer medium is heated in the start-up mode when it flows through the cold

Seite des vierten Wärmetauschers [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wärmeträgermedium-Wärmetau- scher für den Anfahrmodus] 20, wo es Wärme aus im Kreuzstrom geführtem Wärmeträgermedium auf- nimmt. Außerdem wird das Wärmeträgermedium erwärmt beim Durchströmen des ersten Wärmetau- schers [bevorzugt Rauchgas/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] 22 und des zweiten Wärmetauschers [bevorzugt Rauchgas/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahr- modus] 67, wo es Wärme aus dem Rauchgas aufnimmt. Darüber hinaus wird das Wärmeträgermedium erwärmt beim Durchstrômen der zweiten NHz-Zersetzungseinrichtung 24, wo es Verbrennungswärme aufnimmt, welche als Wärmestrom von der Verbrennungseinrichtung 18 in die zweite NH3-Zersetzungs- einrichtung 24 strömt.Side of the fourth heat exchanger [preferably heat transfer medium/heat transfer medium heat exchanger for the start-up mode] 20, where it absorbs heat from the heat transfer medium guided in cross-flow. In addition, the heat transfer medium is heated when flowing through the first heat exchanger [preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for the start-up mode] 22 and the second heat exchanger [preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for the start-up mode] 67, where it absorbs heat from the flue gas. In addition, the heat transfer medium is heated when flowing through the second NH3 decomposition device 24, where it absorbs combustion heat, which flows as a heat flow from the combustion device 18 into the second NH3 decomposition device 24.

[0175] Abgekühlt wird das Wärmeträgermedium dabei im Anfahrmodus beim Durchströmen des drit- ten Wärmetauschers [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wasser-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] 26, wo es Wärme an Wasser abgibt, sowie beim Durchströmen der warmen Seite des vierten Wärme- tauschers [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmo- dus] 20, wo es Wärme an im Kreuzstrom geführtes Wärmeträgermedium abgibt. Außerdem wird das[0175] The heat transfer medium is cooled in the start-up mode when flowing through the third heat exchanger [preferably heat transfer medium/water heat exchanger for the start-up mode] 26, where it gives off heat to water, and when flowing through the warm side of the fourth heat exchanger [preferably heat transfer medium/heat transfer medium heat exchanger for the start-up mode] 20, where it gives off heat to the heat transfer medium guided in cross-flow. In addition, the

Wärmeträgermedium abgekühlt beim Durchströmen des fünften Wärmetauschers [bevorzugt Wärme- trägermedium/Wasser-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] 28 und anschließend des sechsten Wär- metauschers [bevorzugt Wärmeträgermedium/Wasser-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] 29, wo es jeweils Wärme an Wasser abgibt.Heat transfer medium is cooled as it flows through the fifth heat exchanger [preferably heat transfer medium/water heat exchanger for the start-up mode] 28 and then the sixth heat exchanger [preferably heat transfer medium/water heat exchanger for the start-up mode] 29, where it releases heat to water.

[0176] Das bei der Verbrennung des Gemischs umfassend NH; und H> gebildete Rauchgas durchströmt im Anfahrmodus den Rauchgaskanal 49 und erwärmt dabei den zweiten Wärmetaucher [bevorzugt[0176] The flue gas formed during the combustion of the mixture comprising NH; and H> flows through the flue gas channel 49 in the start-up mode and heats the second heat exchanger [preferably

Rauchgas/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] 67 sowie anschließend den ers- ten Wärmetauscher [bevorzugt Rauchgas/Wärmeträgermedium-Wärmetauscher für den Anfahrmodus] 22, welche beide Wärme an das Wärmeträgermedium abgeben. Anschließend durchströmt das Rauchgas den ersten Rauchgas/Verbrennungsluft-Wärmetauscher 45, die Rauchgasentstickungseinheit 50, denFlue gas/heat transfer medium heat exchanger for start-up mode] 67 and then the first heat exchanger [preferably flue gas/heat transfer medium heat exchanger for start-up mode] 22, both of which transfer heat to the heat transfer medium. The flue gas then flows through the first flue gas/combustion air heat exchanger 45, the flue gas denitrification unit 50, the

Rauchgas/Wasser-Wärmetauscher 52 sowie den zweiten Rauchgas/Verbrennungsluft-Wärmetauscher. 33Flue gas/water heat exchanger 52 and the second flue gas/combustion air heat exchanger. 33

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Auf diese Weise werden Verbrennungsluft bzw. Wasser durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauch- LU103170 gas erwärmt.In this way, combustion air or water is heated by absorbing heat from the flue gas.

[0177] Wenn die Anlage soweit aufgewärmt ist, dass vom Anfahrmodus in den Herstellmodus gewech- selt werden kann, wird die Zirkulation des Wärmeträgermediums mit Hilfe der Ventile 68, 75, 79, 81, 82, 83 beendet.[0177] When the system has warmed up sufficiently to switch from start-up mode to production mode, the circulation of the heat transfer medium is terminated by means of the valves 68, 75, 79, 81, 82, 83.

[0178] Wird als Wärmeträgermedium NH; oder ein anderes brennbares Gas eingesetzt, so kann dieses über Leitung 76 und Ventil 68 ausgeschleust und anschließend am Fackelturm 70 verbrannt werden.[0178] If NH3 or another combustible gas is used as the heat transfer medium, it can be discharged via line 76 and valve 68 and then burned at the flare tower 70.

Bevorzugt wird zuvor in Abtrennvorrichtung 71 Kondensat abgetrennt. Dieses Kondensat kann Wasser umfassen, welches in geringen Mengen im NH; vorhanden ist (< 0.5 Gew.-%), und/oder NH; umfassen, welches im Anfahrmodus nicht in der zweiten NHa-Zersetzungseinrichtung 24 umgesetzt wurde.Preferably, condensate is separated beforehand in separation device 71. This condensate can comprise water which is present in small amounts in the NH; (< 0.5 wt. %), and/or NH; which was not converted in the second NH3 decomposition device 24 in the start-up mode.

[0179] Abbildung 3 illustriert eine bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Anlage gemäß Abbil- dung 2. Da der Herstellmodus gemäß der Variante von Abbildung 3 weitgehend dem gemäß Abbildung 2 entspricht, wird zweckmäßigerweise nachfolgend nur Anfahrmodus erläutert.[0179] Figure 3 illustrates a preferred variant of the system according to the invention according to Figure 2. Since the production mode according to the variant of Figure 3 largely corresponds to that according to Figure 2, only the start-up mode is expediently explained below.

[0180] Wird als Wärmeträgermedium Na eingesetzt, so kann kontinuierlich NH; zudosiert werden.[0180] If Na is used as heat transfer medium, NH3 can be added continuously.

[0181] Anlage/Verfahren gemäß Abbildung 3 im Anfahrmodus[0181] Plant/process according to Figure 3 in start-up mode

[0182] Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform ist für den Anfahrmodus das elektrische Heizele- ment 74 in Strömungsrichtung des NH; stromabwärts des Ventils 82 und stromaufwärts der ersten NH3-[0182] According to this preferred embodiment, for the start-up mode, the electric heating element 74 is arranged in the flow direction of the NH3; downstream of the valve 82 and upstream of the first NH3-

Zersetzungseinrichtung 65 angeordnet. Uber das Ventil 82 wird geregelt, welcher Anteil an NH; in die erste NH:-Zersetzungseinrichtung 65 zur partiellen katalytischen Zersetzung und welcher Anteil an NH; über Leitung 80 in die zweite NHz-Zersetzungseinrichtung 24 als Wärmeträgermedium geleitet wird.Decomposition device 65 is arranged. The valve 82 regulates which portion of NH; is fed into the first NH: decomposition device 65 for partial catalytic decomposition and which portion of NH; is fed via line 80 into the second NH2 decomposition device 24 as a heat transfer medium.

[0183] Über Ventil 75, welches in Strömungsrichtung des NH; stromabwärts direkt nach Abzweigung 16 installiert ist, wird vorübergehend die Zuleitung von Fuel-NHz in die Verbrennungseinrichtung 18 gesperrt bzw. geregelt; diese Funktion übernehmen die erste NHz-Zersetzungseinrichtung 65 und das[0183] Via valve 75, which is installed in the flow direction of the NH; downstream directly after branch 16, the supply of fuel-NHz into the combustion device 18 is temporarily blocked or regulated; this function is performed by the first NHz decomposition device 65 and the

Ventil 82.Valve 82.

[0184] Die Zirkulation des NH3 als Wärmeträgermedium erfolgt dann erfindungsgemäß folgenderma- ßen: Das NH; wird bei gesperrtem Ventil 75 an Abzweigung 16 vorbei zum vierter Wärmetauscher 20 (in Abbildung 3 nicht erneut gezeigt) und anschließend zum erster Wärmetauscher 22 geleitet. Von dort aus erfolgt eine Aufteilung in einen ersten NHs-Teilstrom und einen zweiten NHs-Teilstrom.[0184] The circulation of the NH3 as a heat transfer medium then takes place according to the invention as follows: With the valve 75 closed, the NH3 is passed past branch 16 to the fourth heat exchanger 20 (not shown again in Figure 3) and then to the first heat exchanger 22. From there, it is divided into a first NH3 partial flow and a second NH3 partial flow.

[0185] Der erste NH;-Teilstrom wird über Ventil 82 in die erste NH3-Zersetzungseinrichtung 65 gelei- tet. Ventil 81 wird geschlossen, so dass das die erste NHz-Zersetzungseinrichtung verlassende Zwi- schenproduktgas über abzweigende Leitung 39 der Verbrennungseinrichtung 18 zugeführt und darin verbrannt wird. 34[0185] The first NH3 partial stream is fed via valve 82 into the first NH3 decomposition device 65. Valve 81 is closed so that the intermediate product gas leaving the first NH3 decomposition device is fed via branching line 39 to the combustion device 18 and burned therein. 34

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[0186] Der zweite NHz-Teilstrom wird über Leitung 80 bei geschlossenem Ventil 81 über den zweiten LU103170[0186] The second NHz partial flow is fed via line 80 with valve 81 closed via the second LU103170

Wärmetauscher 67 der zweiten NHz-Zersetzungseinrichtung 24 zugeführt, wo es zunächst als Wärme- trägermedium dient (sofern die Aktivierungstemperatur des NH3;-Zersetzungskatalysators in der zweitenHeat exchanger 67 of the second NH3; decomposition device 24, where it initially serves as a heat transfer medium (provided the activation temperature of the NH3; decomposition catalyst in the second

NHz-Zersetzungsvorrichtung noch nicht erreicht wurde). Der die zweite NHz-Zersetzungseinrichtung 24 verlassende zweite NHz-Teilstrom wird über Leitungen 25 und 27 zum vierten Wärmetauscher 20, anschließend zum fünften Wärmetauscher 28 und schließlich zum sechsten Wärmetauscher 29 geleitet (allesamt in Abbildung 3 nicht erneut gezeigt). Ventil 83 und Ventil 68 sind verschlossen, so dass der zweite NHz-Teilstrom über Leitung 76 zum Verdichter 77 geleitet wird (allesamt in Abbildung 3 nicht erneut gezeigt). Ein Teil des NH; wird auf diese Weise verbraucht und über Leitung 19 wird z.B. Zwi- schenproduktgas geführt.NH3 decomposition device has not yet been reached). The second N3 partial flow leaving the second N3 decomposition device 24 is passed via lines 25 and 27 to the fourth heat exchanger 20, then to the fifth heat exchanger 28 and finally to the sixth heat exchanger 29 (all not shown again in Figure 3). Valve 83 and valve 68 are closed so that the second N3 partial flow is passed via line 76 to the compressor 77 (all not shown again in Figure 3). Part of the NH3 is consumed in this way and intermediate product gas, for example, is passed via line 19.

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Bezugszeichenliste: LU103170List of reference symbols: LU103170

Tank 29 sechster Wärmetauscher [bevorzugt Pro- 11 Leitung duktgas/Wasser-Wärmetauscher für den 12 Pumpe Herstellmodus; Wärmeträgerme- 13 Vorwirmer dium/Wasser-Wärmetauscher für den 14 NH;-Verdampfungseinrichtung Anfahrmodus]Tank 29 sixth heat exchanger [preferably product gas/water heat exchanger for the production mode; heat transfer medium/water heat exchanger for the start-up mode] 11 line 12 pump 13 pre-heater 14 NH; evaporation device]

Leitung 30 Leitung 16 Abzweigung 31 Druckwechseladsorptionseinrichtung 17 Leitung 32 Leitung 18 Verbrennungseinrichtung 33 Hz-Verdichter 19 Leitung 34 erster H>-Wirmetauscher vierter Wärmetauscher [bevorzugt Pro- 35 Hz-Verdichter duktgas/NH:-Wärmetauscher für den 36 zweiter H,-WärmetauscherLine 30 Line 16 Branch 31 Pressure swing adsorption device 17 Line 32 Line 18 Combustion device 33 Hz compressor 19 Line 34 First H2 heat exchanger Fourth heat exchanger [preferably product gas/NH3 heat exchanger for the 35 Hz compressor 36 Second H2 heat exchanger

Herstellmodus; Wärmeträgerme- 37 Ausgangsleitung für Wasserstoff dium/Wärmeträgermedium-Wärmetau- 38 Rückführleitung scher für den Anfahrmodus] 39 abzweigende Leitung 21 Leitung 40 Filter fiir Verbrennungsluft 22 erster Wärmetauscher [bevorzugt 41 Verdichtermanufacturing mode; heat transfer medium/heat transfer medium heat exchanger for start-up mode] 37 hydrogen output line 38 return line 39 branch line 21 line 40 filter for combustion air 22 first heat exchanger [preferably 41 compressor

Rauchgas/NH;-Wärmetauscher für den 42 LeitungFlue gas/NH; heat exchanger for the 42 line

Herstellmodus; Rauchgas/Wärmeträger- 43 zweiter Rauchgas/Verbrennungsluft- medium-Wärmetauscher für den Anfahr- Wärmetauscher modus] 44 Leitung 23 Leitung 45 erster Rauchgas/Verbrennungsluft-Wär- 24 zweite NHs-Zersetzungseinrichtung metauscherProduction mode; flue gas/heat transfer medium heat exchanger 43 second flue gas/combustion air heat exchanger for start-up mode] 44 line 23 line 45 first flue gas/combustion air heat exchanger 24 second NHs decomposition device

Austrittsleitung 46 Leitung 26 dritter Wärmetauscher [bevorzugt Pro- 47 Zweigleitung duktgas/Wasser-Wärmetauscher für den 48 ZweigleitungOutlet line 46 Line 26 third heat exchanger [preferably product gas/water heat exchanger for the 47 Branch line

Herstellmodus; Wärmeträgerme- 49 Rauchgaskanal dium/Wasser-Wärmetauscher für den 50 RauchgasentstickungseinheitManufacturing mode; heat transfer medium/water heat exchanger for the 49 flue gas duct 50 flue gas denitrification unit

Anfahrmodus] 51 Leitung 27 Leitung 52 Rauchgas/Wasser-Wärmetauscher 28 fünfter Wärmetauscher [bevorzugt Pro- 53 Rauchgasverdichter duktgas/Wasser-Wärmetauscher für den 54 Kaminstart-up mode] 51 Line 27 Line 52 Flue gas/water heat exchanger 28 fifth heat exchanger [preferably product gas/water heat exchanger for the 53 Flue gas compressor 54 chimney

Herstellmodus; Wärmeträgerme- 55 Leitung für die Einspeisung von Wasser dium/Wasser-Wärmetauscher für den 56 EntgaserProduction mode; heat transfer medium/water heat exchanger for the 55 degasser

Anfahrmodus] 57 Pumpe 58 Leitung 36Start-up mode] 57 Pump 58 Line 36

230085P00LU 12.07.2023 59 Leitung 71 Abtrennvorrichtung für Kondensat LU103170 60 Wasserdampftrommel 72 Pumpe 61 Leitung 73 Leitung 62 Leitung 74 elektrisches Heizelement 63 Leitung 75 Ventil 64 Leitung 76 Leitung 65 erste NHz-Zersetzungseinrichtung 77 Verdichter 66 Leitung 78 weiterer Tank 67 zweiter Wärmetauscher [bevorzugt 79 Ventil230085P00LU 12.07.2023 59 line 71 condensate separator LU103170 60 steam drum 72 pump 61 line 73 line 62 line 74 electric heating element 63 line 75 valve 64 line 76 line 65 first NHz decomposition device 77 compressor 66 line 78 additional tank 67 second heat exchanger [preferably 79 valve

Rauchgas/Zwischenproduktgas-Wärme- 80 Leitung tauscher für den Herstellmodus; Rauch- 81 Ventil gas/Wärmeträgermedium-Wärmetau- 82 Ventil scher für den Anfahrmodus] 83 Ventil 68 Ventil 84 H:0-Verdampfungseinrichtung. 69 Leitung 70 Fackelturm 37Flue gas/intermediate product gas heat exchanger for production mode; 80 Line Flue gas/heat transfer medium heat exchanger for start-up mode] 81 Valve 82 Valve 83 Valve 68 Valve 84 H:0 evaporation device. 69 Line 70 Flare tower 37

Claims (1)

230085P00LU230085P00LU 12.07.2023 Patentansprüche: LU10317012.07.2023 Patent claims: LU103170 1. Eine Anlage zur Herstellung von H> aus NH3; wobei die Anlage in einem Herstellmodus bei Betriebstemperaturen betreibbar ist; wobei die Anlage in einem Anfahrmodus betreibbar ist, um wenigstens eine Vorrichtung der Anlage von einer Ausgangstemperatur auf eine Betriebstemperatur zu erwärmen; wobei die Anlage für den Anfahrmodus wenigstens die folgenden Einrichtungen zum Erwärmen der wenigstens einen Vorrichtung auf die Betriebstemperatur umfasst: - ein Heizelement (74) zum Erwärmen von NH3; - in Strômungsrichtung des NH; stromabwärts des Heizelements (74) eine erste NHz- Zersetzungseinrichtung (65) zum partiellen katalytischen Zersetzen des erwärmten NH; unter Erzeugung eines Verbrennungsgases umfassend Ha, N; und restliches NHs; - optional, in Strômungsrichtung des Verbrennungsgases stromabwärts der ersten NHz- Zersetzungseinrichtung (65) eine Vorrichtung zum Zudosieren von Verbrennungsluft in das Verbrennungsgas; - in Strômungsrichtung des Verbrennungsgases stromabwärts der ersten NHs- Zersetzungseinrichtung (65) eine Verbrennungseinrichtung (18) zum Verbrennen des Verbrennungsgases unter Erzeugung von Verbrennungswärme und Rauchgas; - einen Verdichter (77) zum Verdichten eines Wärmeträgermediums; und - in Strômungsrichtung des Rauchgases stromabwärts der Verbrennungseinrichtung (18) und in Strômungsrichtung des Wärmeträgermediums stromabwärts des Verdichters (77) einen ersten Wärmetauscher (22) und/oder einen zweiten Wärmetauscher (67) zum Erwärmen des Wärmeträgermediums durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas; und wobei die wenigstens eine Vorrichtung der Anlage in Stromungsrichtung des Wärmeträgermediums stromabwärts des ersten Wärmetauschers (22) und/oder des zweiten Wärmetauschers (67) angeordnet ist und mit dem Wärmeträgermedium zur Aufnahme von Wärme aus dem Wärmeträgermedium in fluider Verbindung steht.1. A plant for producing H2 from NH3; wherein the plant is operable in a production mode at operating temperatures; wherein the plant is operable in a start-up mode to heat at least one device of the plant from an initial temperature to an operating temperature; wherein the plant for the start-up mode comprises at least the following devices for heating the at least one device to the operating temperature: - a heating element (74) for heating NH3; - in the flow direction of the NH3; downstream of the heating element (74), a first NH3 decomposition device (65) for partially catalytically decomposing the heated NH3 to produce a combustion gas comprising Ha, N3 and residual NH3; - optionally, in the flow direction of the combustion gas, downstream of the first NH3 decomposition device (65), a device for metering combustion air into the combustion gas; - in the flow direction of the combustion gas downstream of the first NH3 decomposition device (65), a combustion device (18) for burning the combustion gas to generate combustion heat and flue gas; - a compressor (77) for compressing a heat transfer medium; and - in the flow direction of the flue gas downstream of the combustion device (18) and in the flow direction of the heat transfer medium downstream of the compressor (77), a first heat exchanger (22) and/or a second heat exchanger (67) for heating the heat transfer medium by absorbing heat from the flue gas; and wherein the at least one device of the system is arranged in the flow direction of the heat transfer medium downstream of the first heat exchanger (22) and/or the second heat exchanger (67) and is in fluid communication with the heat transfer medium for absorbing heat from the heat transfer medium. 2. Die Anlage nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Vorrichtung ausgewählt ist aus: - einer zweiten NHz-Zersetzungseinrichtung (24); bevorzugt im Herstellmodus zur katalytischen Zersetzung von verdampftem NH; unter Erzeugung eines Produktgases umfassend H» und N°; 12. The plant according to claim 1, wherein the at least one device is selected from: - a second NH 2 decomposition device (24); preferably in production mode for the catalytic decomposition of vaporized NH 3 ; to produce a product gas comprising H 2 and N 2 ; 1 230085P00LU230085P00LU 12.07.2023 - einem dritten Wärmetauscher (26); bevorzugt im Herstellmodus zum Erwärmen von Wasser, LU103170 bevorzugt zum Erwärmen oder Erzeugen von Wasserdampf, durch Aufnahme von Wärme aus dem Produktgas; - einem vierten Wärmetauscher (20); bevorzugt im Herstellmodus zum Erwärmen von NH; durch Aufnahme von Wärme aus dem Produktgas; - einem fünften Wärmetauscher (28); bevorzugt im Herstellmodus zum Erwärmen von Wasser durch Aufnahme von Wärme aus dem Produktgas; und - einem sechsten Wärmetauscher (29); bevorzugt im Herstellmodus zum Erwärmen von Wasser durch Aufnahme von Wärme aus dem Produktgas.12.07.2023 - a third heat exchanger (26); preferably in production mode for heating water, LU103170 preferably for heating or generating water vapor, by absorbing heat from the product gas; - a fourth heat exchanger (20); preferably in production mode for heating NH; by absorbing heat from the product gas; - a fifth heat exchanger (28); preferably in production mode for heating water by absorbing heat from the product gas; and - a sixth heat exchanger (29); preferably in production mode for heating water by absorbing heat from the product gas. 3. Die Anlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anlage in Strômungsrichtung des Rauchgases stromabwärts des ersten Wärmetauschers (22) und/oder des zweiten Wärmetauschers (67) wenigstens eine Vorrichtung umfasst ausgewählt aus: - einem ersten Rauchgas/Verbrennungsluft- Wärmetauscher (45); bevorzugt im Anfahrmodus und/oder im Herstellmodus zum Erwärmen von Verbrennungsluft durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas; - einer Rauchgasentstickungseinheit (50); bevorzugt im Anfahrmodus und/oder im Herstellmodus zum Reinigen des Rauchgases von Stickoxiden (NOx); - einem Rauchgas/Wasser-Wärmetauscher (52); bevorzugt im Anfahrmodus und/oder im Herstellmodus zum Erwärmen von Wasser, bevorzugt zum Erwärmen oder Erzeugen von Wasserdampf, durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas; - einem zweiten Rauchgas/Verbrennungsluft-Wärmetauscher (43); bevorzugt im Anfahrmodus und/oder im Herstellmodus zum Erwärmen von Verbrennungsluft durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas.3. The system according to claim 1 or 2, wherein the system comprises at least one device selected from: - a first flue gas/combustion air heat exchanger (45); preferably in start-up mode and/or in production mode for heating combustion air by absorbing heat from the flue gas; - a flue gas denitrification unit (50); preferably in start-up mode and/or in production mode for cleaning the flue gas of nitrogen oxides (NOx); - a flue gas/water heat exchanger (52); preferably in start-up mode and/or in production mode for heating water, preferably for heating or generating water vapor, by absorbing heat from the flue gas; - a second flue gas/combustion air heat exchanger (43); preferably in start-up mode and/or in production mode for heating combustion air by absorbing heat from the flue gas. 4. Die Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Heizelement (74) elektrisch beheizt ist.4. The system according to any one of the preceding claims, wherein the heating element (74) is electrically heated. 5. Die Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend in Strömungsrichtung des NH; stromaufwärts des Heizelements (74) - eine H:O-Verdampfungseinrichtung (84) zum Verdampfen von Wasser unter Erzeugung von Wasserdampf; und - eine NHs-Verdampfungseinrichtung (14) zum Verdampfen von flüssigem NH; durch Aufnahme von Wärme aus dem Wasserdampf. 25. The system according to one of the preceding claims, comprising in the flow direction of the NH; upstream of the heating element (74) - an H:O evaporation device (84) for evaporating water to produce water vapor; and - an NHs evaporation device (14) for evaporating liquid NH; by absorbing heat from the water vapor. 2 230085P00LU230085P00LU 12.07.2023 LU10317012.07.2023 LU103170 6. Die Anlage nach Anspruch 5, wobei die H:0-Verdampfungseinrichtung (84) elektrisch beheizt ist.6. The system of claim 5, wherein the H:0 evaporator (84) is electrically heated. 7. Die Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Verbrennungseinrichtung (18) und die zweite NHs-Zersetzungseinrichtung (24) miteinander in Wärmeaustausch stehen und für einen Wärmestrom von der Verbrennungseinrichtung (18) in die zweite NHs- Zersetzungseinrichtung (24) konfiguriert sind.7. The plant according to any one of the preceding claims, wherein the combustion device (18) and the second NH s decomposition device (24) are in heat exchange with each other and are configured for a heat flow from the combustion device (18) into the second NH s decomposition device (24). 8. Ein Verfahren zum Anfahren einer Anlage zur Herstellung von Hz aus NH; umfassend die folgenden Schritte: (c) Erwärmen von NH3; (d) partielles katalytisches Zersetzen des erwärmten NH; in einer ersten NHs- Zersetzungseinrichtung (65) unter Erzeugung eines Verbrennungsgases umfassend Hs, N» und restliches NH3; (e) optional, Zudosieren von Verbrennungsluft in das Verbrennungsgas; (f) Verbrennen des Verbrennungsgases in einer Verbrennungseinrichtung (18) unter Erzeugung von Verbrennungswärme und Rauchgas; (g) Verdichten eines Wärmeträgermediums; (h) Erwärmen des Wärmeträgermediums durch Aufnahme von Wärme aus dem Rauchgas; und (i) Erwärmen wenigstens einer Vorrichtung der Anlage durch Aufnahme von Wärme aus dem Wärmeträgermedium.8. A method for starting up a plant for producing H2 from NH3; comprising the following steps: (c) heating NH3; (d) partial catalytic decomposition of the heated NH3 in a first NH3 decomposition device (65) to produce a combustion gas comprising H2, N2 and remaining NH3; (e) optionally, metering combustion air into the combustion gas; (f) burning the combustion gas in a combustion device (18) to produce combustion heat and flue gas; (g) compressing a heat transfer medium; (h) heating the heat transfer medium by absorbing heat from the flue gas; and (i) heating at least one device of the plant by absorbing heat from the heat transfer medium. 9. Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei die wenigstens eine Vorrichtung ausgewählt ist aus: - einer zweiten NH;-Zersetzungseinrichtung (24); bevorzugt nach dem Anfahren der Anlage zur katalytischen Zersetzung von verdampftem NH; unter Erzeugung eines Produktgases umfassend H, und N°; - einem dritten Wärmetauscher (26); bevorzugt nach dem Anfahren der Anlage zum Erwärmen von Wasser, bevorzugt zum Erwärmen oder Erzeugen von Wasserdampf, durch Aufnahme von Wärme aus dem Produktgas; - einem vierten Wärmetauscher (20); bevorzugt nach dem Anfahren der Anlage zum Erwärmen von NH; durch Aufnahme von Wärme aus dem Produktgas; - einem fünften Wärmetauscher (28); bevorzugt nach dem Anfahren der Anlage zum Erwärmen von Wasser durch Aufnahme von Wärme aus dem Produktgas; und 39. The method according to claim 8, wherein the at least one device is selected from: - a second NH3 decomposition device (24); preferably after starting up the plant for the catalytic decomposition of vaporized NH3; to produce a product gas comprising H3 and N3; - a third heat exchanger (26); preferably after starting up the plant for heating water, preferably for heating or producing water vapor, by absorbing heat from the product gas; - a fourth heat exchanger (20); preferably after starting up the plant for heating NH3; by absorbing heat from the product gas; - a fifth heat exchanger (28); preferably after starting up the plant for heating water by absorbing heat from the product gas; and 3 230085P00LU230085P00LU 12.07.2023 - einem sechsten Wärmetauscher (29); bevorzugt nach dem Anfahren der Anlage zum LU103170 Erwärmen von Wasser durch Aufnahme von Wärme aus dem Produktgas.12.07.2023 - a sixth heat exchanger (29); preferably after starting up the plant for heating water by absorbing heat from the product gas. 10. Das Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Erwärmen von NH; in Schritt (c) unter Einsatz von elektrischer Energie erfolgt.10. The method according to claim 8 or 9, wherein the heating of NH; in step (c) is carried out using electrical energy. 11. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, welches die zusätzlichen Schritte umfasst (a) Verdampfen von Wasser unter Erzeugung von Wasserdampf; und (b) Verdampfen von flüssigem NH; durch Aufnahme von Wärme aus dem Wasserdampf.11. The process of any one of claims 8 to 10, comprising the additional steps of (a) evaporating water to produce water vapor; and (b) evaporating liquid NH3 by absorbing heat from the water vapor. 12. Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei in die Erzeugung von Wasserdampf in Schritt (a) unter Einsatz von elektrischer Energie erfolgt.12. The method according to claim 11, wherein the generation of water vapor in step (a) is carried out using electrical energy. 13. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das Wärmeträgermedium durch wenigstens einen Teil der Anlage zirkuliert wird.13. The method according to any one of claims 8 to 12, wherein the heat transfer medium is circulated through at least a portion of the plant. 14. Das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Wärmeträgermedium N» umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht.14. The method according to any one of the preceding claims, wherein the heat transfer medium comprises N» or consists essentially thereof. 15. Das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Wärmeträgermedium NH; umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht. 415. The method according to any one of the preceding claims, wherein the heat transfer medium comprises NH; or consists essentially thereof. 4
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