【技术实现步骤摘要】
一种基于化学链反应的制氨方法及系统
本专利技术涉及基于化学链反应的制氨方法及系统。
技术介绍
氨是一种重要的、用途广泛的化工产品，在化肥、制冷、脱硝等领域具有广泛用途。全球60％以上的氨用于生产化肥，它不仅是一种最终产品，而且是一种重要的中间产品。氨的合成关乎粮食、水、空气和能源等诸多问题。1913年，Haber-Bosch专利技术催化合成氨技术，为目前应用最广泛的合成氨技术，即氮气和氢气在高温高压下催化反应，该过程由于低均衡转换环境压力，反应条件比较苛刻，具有制备工艺复杂，能耗高，制备效率低等缺点。此外，该过程需要使用高纯度的反应物，以避免催化剂失活，这进一步增加了制备成本和复杂性。考虑到制氨反应的环境和能量成本，发展更可持续和更经济的路线至关重要。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供一种相比于催化合成氨技术更简单的基于化学链反应的制氨方法及系统。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：本专利技术提供一种基于化学链反应的...
【技术保护点】
1.一种基于化学链反应的制氨方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、氮气与固态金属发生氮化反应，生成固态氮化物载氮体；/nS2、氢气与所述固态氮化物载氮体发生氨化反应，生成氨气和再生的固态金属。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于化学链反应的制氨方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、氮气与固态金属发生氮化反应，生成固态氮化物载氮体；
S2、氢气与所述固态氮化物载氮体发生氨化反应，生成氨气和再生的固态金属。
2.根据权利要求1所述的基于化学链反应的制氨方法，其特征在于，
所述步骤S1中：
所述氮气与所述固态金属在氮化移动床(2)中发生氮化反应，反应条件为100-600℃且常压；
所述步骤S2中：
所述氢气与所述固态氮化物载氮体在氨化移动床(3)中发生氨化反应，反应条件为100-500℃且常压。
3.根据权利要求2所述的基于化学链反应的制氨方法，其特征在于，
所述固态金属为Li，Li与氮气在体积比6:1、温度小于等于300℃的条件下发生氮化反应，生成的所述固态氮化物载氮体为Li3N，Li3N与氢气在体积比2:3、温度小于等于300℃的条件下发生氨化反应，生成氨气和Li；或者
所述固态金属为Mg，Mg与氮气在体积比3:1、温度小于等于300℃的条件下发生氮化反应，生成的所述固态氮化物载氮体为Mg3N2，Mg3N2与氢气在体积比1:3、温度小于等于500℃的条件下发生氨化反应，生成氨气和Mg；或者
所述固态金属为Zn，Zn与氮气在体积比3:1、温度小于等于300℃的条件下发生氮化反应，生成的所述固态氮化物载氮体为Zn3N2，Zn3N2与氢气在体积比1:3、温度小于等于400℃的条件下发生氨化反应，生成氨气和Zn；或者
所述固态金属为Mn，Mn与氮气在体积比3:1、温度小于等于400℃的条件下发生氮化反应，生成的所述固态氮化物载氮体为Mn3N2，Mn3N2与氢气在体积比1:3、温度小于等于500℃的条件下发生氨化反应，生成氨气和Mn；或者
所述固态金属为Fe，Fe与氮气在体积比8:1、温度小于等于100℃的条件下发生氮化反应，生成的所述固态氮化物载氮体为Fe2N和Fe4N，Fe2N和Fe4N整体与氢气在体积比2:3、温度小于等于100℃的条件下发生氨化反应，生成氨气和Fe；或者
所述固态金属为Mo，Mo与氮气在体积比2:1、温度小于等于150℃的条件下发生氮化反应，生成的所述固态氮化物载氮体为MoN，MoN与氢气在体积比2:3、温度小于等于125℃的条件下发生氨化反应，生成氨气和Mo。
4.根据权利要求2所述的基于化学链反应的制氨方法，其特征在于，
所述步骤S2还包括：
所述氨化移动床(3)中再生的固态金属送回所述氮化移动床(2)循环利用。
5.一种用于权利要求1-4中任一项所述的基于化学链反应的制氨方法的制氨系统，其特征在于，包括氮化反应器和氨化反应器；
所述氮化反应器供氮气与固态金属在其中发生氮化反应，生成固态氮化物载氮体；
所述氨化反应器供氢气与所述氮化反应器生成的固态氮化物载氮体在其中发生氨化反应，生成氨气和再生的固态金属。
6.根据权利要求5所述的基于化学链反应的制氨系统，其特征在于，还包括第一储料装置(1)和第二储料装置(4)；
所述氮化反应器为氮化移动床(2)，能够排出所述固态氮化物...
【专利技术属性】
技术研发人员：王坤，华佳亮，王淇，彭瑞洁，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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