利用低温等离子体反应系统制备尿素和液态氮肥的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种低温等离子体反应系统，低温等离子体反应系统包括气体混合室1、反应区、过滤池、接料槽、气体混合室2；反应区包括高压端1、反应槽、高压端2和接地端，反应槽内两端分别平行相向设置气管套1和气管套2，气管套1内设置针状电极1，气管套2内设置针状电极2。本发明专利技术还公开了利用该低温等离子体反应系统制备尿素和液态氮肥的方法。本发明专利技术制备工艺简单，可直接利用氢气、二氧化碳和氮气合成尿素和生产液态氮肥，合成过程无需高温环境。本发明专利技术最高可获得89%氮转化率和43%尿素生成率。本发明专利技术获得的液态氮肥可实现本发明专利技术制备的肥料可有效提高水稻的物种干重。本发明专利技术为固氮环保技术研发提供了一种可借鉴思路。

Preparation of urea and liquid nitrogen fertilizer by low temperature plasma reaction system

【技术实现步骤摘要】
利用低温等离子体反应系统制备尿素和液态氮肥的方法
本专利技术涉及固氮环保技术研发领域，具体涉及利用低温等离子体反应系统体制备尿素和液态氮肥的方法。
技术介绍
氮肥在人类社会发展中起到非常重要的作用。氮肥的生产是一种固氮过程。尿素是一种常用的氮肥，通常由氨气和二氧化碳气体在特定的温度压力条件下合成，所涉及设备复杂且生产周期长。同时，尿素的生产消耗了全球约80％的氨，对氨依赖度过大。空气中氮气占78％，地球上自然界中的氮绝大部分以氮气的形式存在于大气中，其在地壳中含量较少。因此若能有效的利用氮气实现氮气向氮肥的转化不仅可显著降低氨的消耗而且可实现有效固氮。但是由于氮-氮三键结合能较高(940.95kJ/mol)，要想实现氮-氮三键的断裂与重组，需在高温高压下运行条件或高效的电催化环境下进行。例如传统的通过固定氮气和氢气制氨的Haber-Bosch过程每年消耗约2％的全球能源。而当前电催化技术又存在析氢反应竞争、催化电极材料制备工艺复杂、催化材料失稳、电催化固氮效率低等问题。因此，结合上述讨论，研发一种可在常温常压操作运行环境下利用氮气和二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温等离子体反应系统，其特征在于，所述低温等离子体反应系统依次包括气体混合室1、反应区、过滤池、接料槽、气体混合室2；所述反应区包括高压端1、反应槽、高压端2和接地端，所述反应槽内两端分别平行相向设置气管套1和气管套2，所述气管套1和气管套2端部为敞口或分布气孔，所述气管套1内设置针状电极1，所述气管套2内设置针状电极2，所述针状电极1和针状电极2平行共线且相向布置，所述针状电极1和针状电极2的尖端相对，所述针状电极1的根部与高压端1相连接，所述针状电极2的根部与高压端2相连接，所述气体混合室1通过气泵和气体质量流量计将气体通入气管套1中，所述气体混合室2通过气泵和气体质量流量计将气体...

【技术特征摘要】
1.一种低温等离子体反应系统，其特征在于，所述低温等离子体反应系统依次包括气体混合室1、反应区、过滤池、接料槽、气体混合室2；所述反应区包括高压端1、反应槽、高压端2和接地端，所述反应槽内两端分别平行相向设置气管套1和气管套2，所述气管套1和气管套2端部为敞口或分布气孔，所述气管套1内设置针状电极1，所述气管套2内设置针状电极2，所述针状电极1和针状电极2平行共线且相向布置，所述针状电极1和针状电极2的尖端相对，所述针状电极1的根部与高压端1相连接，所述针状电极2的根部与高压端2相连接，所述气体混合室1通过气泵和气体质量流量计将气体通入气管套1中，所述气体混合室2通过气泵和气体质量流量计将气体通入气管套2中，所述反应区的气相产物通过负压泵吸入过滤池中，所述反应区产生的液、固态产物通过接料漏斗转移至接料槽中。


2.根据权利要求1所述的低温等离子体反应系统，其特征在于，所述高压端1和高压端2与低温等离子电源的高压端相连，所述接地端与低温等离子电源的低压端相连。


3.根据权利要求1所述的低温等离子体反应系统，其特征在于，所述气管套1和气管套2的材质为石英玻璃或聚四氟乙烯。


4.根据权利要求1所述的低温等离子体反应系统，其特征在于，所述针状电极1和针状电极2的尖端相距1~4cm。


5.利用权利要求1~...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄涛，宋东平，苏怡宇，金俊勋，杜晶，刘龙飞，周璐璐，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32