一种常压高效电化学催化氨合成装置的制作方法

本技术涉及催化化学，具体涉及一种常压高效电化学催化氨合成装置。

背景技术：

1、催化氨合成是指利用催化剂促进氮气(n2)和氢气(h2)的反应，生成氨气(nh3)的过程。通常，催化氨合成是在高温高压条件下进行的，以克服氮气和氢气之间高能级的化学键。催化氨合成是一项重要的工业过程，用于生产氨作为化肥、合成材料和化学品的原料。催化氨合成在工业中具有重要的应用价值，因为氨是农业肥料生产、合成塑料、纤维、涂料、药物和化学品等工业生产的关键原料。通过催化氨合成，可以高效地转化氮气资源为有价值的产物，促进可持续发展和资源利用。随着研究的不断进展，有人尝试在常压条件下进行高效的电化学催化氨合成，以减少能源消耗和设备复杂性，提高氨合成的可持续性和经济性。这应用了电化学的原理和催化技术，是催化化学和电化学领域的交叉研究方向。

2、据检索中国实用新型公开号：cn206146744u公开了一种混凝土压力试验机，属于混凝土测试设备，包括机架和连接机架的控制箱，所述机架包括上梁、下梁以及支撑上梁和下梁的支柱，所述上梁的上方设有动模块，所述上梁的下方设有丝杆，所述丝杆与所述动模块连接，所述丝杆的下端设有上压力板，所述下梁的上方设有圆形的放置台，所述放置台上设下压力板，所述下压力板的左右两侧设有防护板，所述机架与所述控制箱的下方设有支撑板。本实用型结构设计简单，减小震动强度，不易磨损。

3、然而现如今存在的技术，可能存在需要使用高纯度氮气，制备高纯度氮气通常需要能源消耗较高的气体分离和净化过程。高纯度氮气的制备以及维持其稳定纯净的状态可能需要额外的能源投入，从而增加装置的运营成本，高纯度氮气的供应可能面临一定的限制。在某些地区或特定应用场景中，获得高纯度氮气可能具有挑战性，因为这需要高水平的氮气制备设备和纯化系统。因此，确保高纯度氮气的持续供应可能会带来一定的挑战。

技术实现思路

1、本实用新型提出一种常压高效电化学催化氨合成装置，解决了制备高纯度氮气通常需要能源消耗较高的气体分离和净化过程。高纯度氮气的制备以及维持其稳定纯净的状态可能需要额外的能源投入，从而增加装置的运营成本，高纯度氮气的供应可能面临一定的限制。在某些地区或特定应用场景中，获得高纯度氮气可能具有挑战性，因为这需要高水平的氮气制备设备和纯化系统。因此，确保高纯度氮气的持续供应可能会带来一定的挑战的问题。

2、本实用新型的技术方案如下：一种常压高效电化学催化氨合成装置，包括常压电化学合成釜和空气分离机构，所述合成釜右侧设置有控制箱，所述控制箱前方设置有控制按钮，所述控制按钮上方设置有显示屏，所述显示屏右侧设置有产物分离系统，所述产物分离系统下方设置有支撑腿，所述产物分离系统右侧设置有出料口，所述常压电化学合成釜左侧设置有空气分离机构，所述常压电化学合成釜左侧设置有导气管，所述导气管左侧设置有储氮罐，所述储氮罐空气分离装置，所述空气分离装置左侧设置有空气压缩箱。

3、优选地，所述控制箱与常压电化学合成釜之间为螺钉连接，所述控制箱与常压电化学合成釜之间为电性连接。

4、优选地，所述显示屏内嵌于控制箱，所述显示屏外径与控制箱连接处内径尺寸相匹配。

5、优选地，所述产物分离系统与控制箱之间为螺钉连接，所述产物分离系统与常压电化学合成釜大小相同。

6、优选地，所述导气管与常压电化学合成釜之间为螺纹连接，所述导气管连接处内径与常压电化学合成釜连接处外径尺寸相匹配。

7、优选地，所述空气分离装置与导气管之间为螺纹连接，所述空气分离装置为基于钠型，理型分子筛的装置。

8、优选地，所述空气压缩箱与支架之间为螺钉连接，所述空气压缩箱外径与支架尺寸相匹配。

9、本实用新型的有益效果为：

10、本实用新型通过设置空气分离装置、空气压缩箱，通过空气氮氧分离与电化学催化氮气还原合成氨装置连用，有效降低现有装置对于高纯度氮气依赖性，避免氧气对于催化剂的毒化作用，提高催化效率30％人上，降低成本20％人上，可以直接从空气中获取氮气，无需进行额外的气体分离处理，从而降低了原料供应的成本，装置不再依赖于气体供应链的地理限制。这使得装置可以更加灵活地部署在各种地点，无论是工业园区、农田附近还是其他需要氨气的场所，通过控制箱、显示屏的设置，可以实时监测和调整关键参数，如电流密度、温度、压力和反应物浓度等，以优化催化氨合成过程。通过精确控制这些参数，可以实现最佳反应条件，提高催化剂的利用率和产率，并最大化氨的合成产量。

技术特征：

1.一种常压高效电化学催化氨合成装置，包括常压电化学合成釜(1)和空气分离机构(8)，其特征在于，所述常压电化学合成釜(1)右侧设置有控制箱(2)，所述控制箱(2)前方设置有控制按钮(3)，所述控制按钮(3)上方设置有显示屏(4)，所述显示屏(4)右侧设置有产物分离系统(5)，所述产物分离系统(5)下方设置有支撑腿(6)，所述产物分离系统(5)右侧设置有出料口(7)，所述常压电化学合成釜(1)左侧设置有空气分离机构(8)，所述常压电化学合成釜(1)左侧设置有导气管(801)，所述导气管(801)左侧设置有储氮罐(802)，所述储氮罐(802)空气分离装置(803)，所述空气分离装置(803)左侧设置有空气压缩箱(805)。

2.根据权利要求1所述的一种常压高效电化学催化氨合成装置，其特征在于，所述控制箱(2)与常压电化学合成釜(1)之间为螺钉连接，所述控制箱(2)与常压电化学合成釜(1)之间为电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种常压高效电化学催化氨合成装置，其特征在于，所述显示屏(4)内嵌于控制箱(2)，所述显示屏(4)外径与控制箱(2)连接处内径尺寸相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种常压高效电化学催化氨合成装置，其特征在于，所述产物分离系统(5)与控制箱(2)之间为螺钉连接，所述产物分离系统(5)与常压电化学合成釜(1)大小相同。

5.根据权利要求1所述的一种常压高效电化学催化氨合成装置，其特征在于，所述导气管(801)与常压电化学合成釜(1)之间为螺纹连接，所述导气管(801)连接处内径与常压电化学合成釜(1)连接处外径尺寸相匹配。

6.根据权利要求1所述的一种常压高效电化学催化氨合成装置，其特征在于，所述空气分离装置(803)与导气管(801)之间为螺纹连接，所述空气分离装置(803)为基于钠型，理型分子筛的装置。

7.根据权利要求5所述的一种常压高效电化学催化氨合成装置，其特征在于，所述空气压缩箱(805)与支架(804)之间为螺钉连接，所述空气压缩箱(805)外径与支架(804)尺寸相匹配。

技术总结
本技术涉及催化化学技术领域，提出了一种常压高效电化学催化氨合成装置，包括常压电化学合成釜和空气分离机构，本技术通过设置空气分离装置、空气压缩箱，通过空气氮氧分离与电化学催化氮气还原合成氨装置连用，有效降低现有装置对于高纯度氮气依赖性，避免氧气对于催化剂的毒化作用，提高催化效率30％人上，降低成本20％人上，装置不再依赖于气体供应链的地理限制。这使得装置可以更加灵活地部署在各种地点，无论是工业园区、农田附近还是其他需要氨气的场所，通过控制箱、显示屏的设置，可以实时监测和调整关键参数，以优化催化氨合成过程可以实现最佳反应条件，提高催化剂的利用率和产率，并最大化氨的合成产量。

技术研发人员：梁旭,周鹏,邓文平
受保护的技术使用者：镇江巨茂分子筛有限公司
技术研发日：20230728
技术公布日：2024/1/22