一种制备合成氨的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于等离子体技术领域，具体涉及一种制备合成氨的装置及方法。该装置包括纳秒脉冲电源、反应器、电信号检测器、气体监测器和气体储存器。本发明专利技术创造性地提出了利用纳秒脉冲电源进行放电，可在纳秒量级时间内产生高场强、大量高能量电子和N

A device and method for preparing synthetic ammonia

【技术实现步骤摘要】
一种制备合成氨的装置及方法
本专利技术属于等离子体
，具体涉及一种制备合成氨的装置及方法。
技术介绍
等离子体是不同于固体、液体和气体的物质第四态，蕴含大量的自由电子、带电离子以及未电离的中性粒子，整体呈中性，广泛存在于宇宙中。根据电子温度和离子温度的不同，可将等离子体分成低温等离子体和高温等离子体，其中低温等离子体已经被广泛应用于材料表面改性、污废处理、生物医学等领域。氨气是一种广泛应用于工业的原料，也是一种清洁的能量载体。工业上用Haber-Bosch法合成氨(氮气和氢气在高温高压下反应)，消耗世界上1-2％的能源，使用世界上2-3％的天然气，并且每年排放超过300万吨二氧化碳这种温室气体，其原因是合成氨反应中断裂氮氮叁键需要消耗非常多的能量。等离子体中的高能量电子可在常压下实现对N2的低温活化，同时产生大量的氮分子高振动态，还有利于降低氮氮叁键催化活化能，因此等离子体技术，特别是与催化剂协同时，有利于合成氨反应。中国专利文献CN110372006A，公开了一种介质阻挡放电低温等离子体协同催化剂制氨的方法及装置，该装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备合成氨的装置，其特征在于，包括，/n纳秒脉冲电源，使制备合成氨的装置产生纳秒放电等离子体；/n反应器，内设有密封腔体，高压电极贯穿所述密封腔体，且露出端部，高压电极与密封腔体内壁之间的水平间距为0.5-5mm，与所述密封腔体内壁之间填充有催化剂；所述高压电极的一端与所述纳秒脉冲电源连接；所述反应器外壁还设置有接地电极，与地面连接；/n电信号检测器，用于检测所述反应器的电压和电流，与所述高压电极连接；/n气体监测器，用于监测合成氨的浓度，与所述反应器连通；/n气体储存器，用于提供原料气体，与所述反应器连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备合成氨的装置，其特征在于，包括，
纳秒脉冲电源，使制备合成氨的装置产生纳秒放电等离子体；
反应器，内设有密封腔体，高压电极贯穿所述密封腔体，且露出端部，高压电极与密封腔体内壁之间的水平间距为0.5-5mm，与所述密封腔体内壁之间填充有催化剂；所述高压电极的一端与所述纳秒脉冲电源连接；所述反应器外壁还设置有接地电极，与地面连接；
电信号检测器，用于检测所述反应器的电压和电流，与所述高压电极连接；
气体监测器，用于监测合成氨的浓度，与所述反应器连通；
气体储存器，用于提供原料气体，与所述反应器连通。


2.根据权利要求1所述的制备合成氨的装置，其特征在于，所述高压电极还包覆有绝缘材料；
所述绝缘材料为石英或聚四氟乙烯。


3.根据权利要求1或2所述的制备合成氨的装置，其特征在于，所述反应器的形状为圆柱状；
所述反应器是由侧壁和端部组成，所述侧壁和端部围合形成所述密封腔体；
所述侧壁的材质为玻璃、石英、聚四氟乙烯和陶瓷中的一种；
所述端部的材质为玻璃、石英、聚四氟乙烯和陶瓷中的一种。


4.根据权利要求1-3任一项所述的制备合成氨的装置，其特征在于，所述高压电极的材质为金属电极；
所述接地电极为金属片或金属网。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵涛，张帅，康少芬，高远，孙昊，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11