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一种非热电弧等离子体制备含氮液体肥料的方法技术

技术编号:10936604 阅读:90 留言:0更新日期:2015-01-21 17:46
本发明专利技术公开一种非热电弧等离子体制备含氮液体肥料的方法,具体步骤是将水引入非热电弧等离子体装置;开启高压电源,在刀形不锈钢电极和水液面之间产生击穿电弧,来自空气源的空气流通过喷嘴驱动电弧沿着刀形电极滑动,形成空气非热电弧等离子体,等离子体诱发空气和水发生等离子体化学反应,在水中生成硝酸根和亚硝酸根,获得含硝酸根和亚硝酸根的液体肥料。本发明专利技术可以通过等离子体一步获得液态氮肥,同时氮源成本低,装置与操作简单、小型、便携,可随用随制,避免了运输、储存和保管的麻烦。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含氮液体肥料的制备方法,特别是涉及一种非热电弧等离子体制备含 氮液体肥料的方法。
技术介绍
常用的工业固氮方法主要是在一定的温度和压力下,利用催化剂将氮气和氢气以 三比一的比例合成氨,获得的氨再应用于化肥工业和塑料工业等制造过程中,该方法工艺 复杂、能耗大。因此,成本低、高效率地固氮,除改进现有的技术外,尚须开发新技术。
技术实现思路
为解决上述问题,本专利技术提出。 该方法特点是通过空气等离子体处理水,可将空气中的氮直接在水中固定为硝酸根和亚硝 酸根,获得的含硝酸根和亚硝酸根的水溶液可以直接作为液体肥料使用。 本专利技术为达到以上目的,是通过以下的技术方案来实现的: 提供:1)将水引入非热电弧等 离子体装置;2)开启高压电源,在刀形不锈钢电极和水液面之间产生击穿电弧,打开空气 源,空气流通过喷嘴驱动电弧沿着刀形电极滑动,形成空气非热电弧等离子体,等离子体诱 发等离子体化学反应,在水中生成硝酸根和亚硝酸根;放电处理3?20min,即可获得含硝 酸根和亚硝酸根的液体肥料。 所述的非热电弧等离子体装置,包括高压电源(1)、刀形不锈钢电极(2)、喷嘴 (5)、空气源(6)和塑料反应器(7) ;1个或多个并联的刀形不锈钢电极(2)作为一个电极, 与高压电源(1)的一端连接,待处理水(4)作为另一个电极,与高压电源(1)的另一端连 接;空气从空气源(6)经过管路注入喷嘴直至反应器中;不锈钢电极水平置于待处理水上 方,电极离水表面最小距离3?8mm;高压电源供电电压范围10000?20000V。 本专利技术的原理:空气非热电弧等离子体产生大量高能电子,它们激发氮分子和氧 分子形成多活性粒子,活性粒子结合形成氮氧化物,氮氧化物溶水形成硝酸和亚硝酸,进而 形成含有硝酸根和亚硝酸根的水溶液: N2+e - 2N+e 02+e - 20 +e N+0' -NO N0+0' -N02 3N02 + H20 ^ 2H+ + 2N〇- + NO 2N02 (g) - 2N204+H20 (1) - HN03 (1) +HN02 (1) N02 (g) +N0 (g) - 2N203 (g) +H20 - 2HN02 (1) 3HN02 (1) - HN03+2N0 (g) +H20 (1) 本专利技术可以通过等离子体一步获得液态氮肥,同时氮源成本低,装置与操作简单、 小型、便携,可随用随制,避免了运输、储存和保管的麻烦。 【附图说明】 附图为本专利技术方法的装置示意图。 图中:1高压电源,2刀形不锈钢电极,3非热电弧等离子体,4待处理水,5喷嘴,6 空气源,7塑料反应器。 【具体实施方式】 实施例 如附图所示,将2000mL纯净水引入非热电弧等离子体装置,采用3000mL塑料反应 器(7),2个并联的刀形不锈钢电极⑵作为一个电极,长80臟,宽30mm,厚3臟,不锈钢电 极水平置于待处理水(4)上方,电极离水表面最小距离5mm。开启高压电源(1),调节电压 到10000V,在刀形不锈钢电极和水液面之间产生击穿电弧,打开空气源(5),空气流通过喷 嘴(5)驱动电弧沿着刀形电极滑动,形成非热电弧等离子体(3),等离子体诱发等离子体化 学反应,在水中生成硝酸根和亚硝酸根;放电处理lOmin,即可获得含硝酸根和亚硝酸根的 液体肥料。液体肥料中硝酸根浓度为349. 2mg/L,亚硝酸根浓度为75. 8mg/L。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非热电弧等离子体制备含氮液体肥料的方法,其特征在于该方法的步骤如下:将水引入非热电弧等离子体装置;开启高压电源,在刀形不锈钢电极和水液面之间产生击穿电弧,打开空气源,空气流通过喷嘴驱动电弧沿着刀形电极滑动,形成空气非热电弧等离子体,等离子体诱发等离子体化学反应,在水中生成硝酸根和亚硝酸根;放电处理3~20min,即可获得含硝酸根和亚硝酸根的液体肥料。

【技术特征摘要】
1. 一种非热电弧等离子体制备含氮液体肥料的方法,其特征在于该方法的步骤如下: 将水引入非热电弧等离子体装置;开启高压电源,在刀形不锈钢电极和水液面之间产生击 穿电弧,打开空气源,空气流通过喷嘴驱动电弧沿着刀形电极滑动,形成空气非热电弧等 离子体,等离子体诱发等离子体化学反应,在水中生成硝酸根和亚硝酸根;放电处理3? 20min,即可获得含硝酸根和亚硝酸根的液体肥料。2. 根据权利要求1所述的一种非热电...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜长明
申请(专利权)人:中山大学
类型:发明
国别省市:广东;44

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