一种基于膜概念的中温电催化合成氨反应器制造技术

本发明专利技术涉及电催化合成氨反应器领域，公开了一种基于膜概念的中温下电催化合成氨的反应器。反应器包括提供保温功能和气密性功能的反应器釜体，电解质的容器刚玉罐和集成了气路和热电偶的反应釜盖。阴极使用了膜电极的概念，阴极气体必须通过阴极电极才能进入电解质，增加了形成三相界面的机会。阳极采用金属网，便于捕获溶解在电解质中的原料气体。反应生成的气体通过出气口排进吸收池。本发明专利技术可适用于各种熔融系统，本发明专利技术将电极，催化剂，气路进行集成，可提升电化学反应效率，减少催化剂用量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于膜概念的中温电催化合成氨反应器
本专利技术属于电催化合成氨领域，特别是涉及中温电催化合成氨反应器。电催化合成氨的研究是这几年研究的热点。
技术介绍
氨气是一种年产量2亿吨的化学品，可以用来制备化肥，炸药，纯碱，纤维等物质，在民生和国家安全方面都有着非常重要的作用。自1918年以来在合成氨的领域诞生了三位诺贝尔奖，由此可见其重要性。传统的合成氨的方法需要由天然气制备高纯氢，工艺复杂，有巨量的碳排放，和超高的能耗，约占全球总能耗的1％。在超高的需求和超高的能耗的矛盾之下，发展低能耗低碳排放的合成氨的方法迫在眉睫。电催化合成氨可在较为温和的环境下进行，而且可以以水为质子源，引起了研究者的广泛关注。设想利用太阳能风能等可再生资源电催化合成氨，将合成的氨气液化存储，到需要的地方通过燃料电池转化，如此便形成了一个以氨为基础的能源结构。由此可见电催化合成氨的战略意义。高温下主要采用高温质子导体膜和高温氧离子导体膜为电解质，以氢气或水为质子源。以水为质子源使得原料更易得到，成本更低，但是效率比氢气为质子源时低了三个数量级左右；高温下生成氨气便于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电催化合成氨反应器，其特征在于：包括：反应器釜体、反应釜盖、内衬、阴极、阳极、套接有热电偶刚玉管的热电偶管、出气管；所述反应器釜体与反应釜盖盖合；所述内衬为刚玉内衬，所述内衬放置在反应釜体内；所述阴极、阳极位于内衬的内部；所述热电偶管穿过反应釜盖置于内衬中；所述出气管穿过反应釜盖与反应釜体相通；/n所述阴极为多孔电极，所述多孔电极的上方设置有套接有阴极刚玉管的阴极电极管，所述阴极电极管穿过反应釜盖置于内衬中；所述阴极电极管的末端固定螺纹接头，所述螺纹接头与螺帽螺纹连接，所述多孔电极置于螺帽内，所述多孔电极为泡沫金属材料或表面修饰催化剂的泡沫金属材料；/n所述阳极采用网状电极材料，所述阳...

【技术特征摘要】
1.一种电催化合成氨反应器，其特征在于：包括：反应器釜体、反应釜盖、内衬、阴极、阳极、套接有热电偶刚玉管的热电偶管、出气管；所述反应器釜体与反应釜盖盖合；所述内衬为刚玉内衬，所述内衬放置在反应釜体内；所述阴极、阳极位于内衬的内部；所述热电偶管穿过反应釜盖置于内衬中；所述出气管穿过反应釜盖与反应釜体相通；
所述阴极为多孔电极，所述多孔电极的上方设置有套接有阴极刚玉管的阴极电极管，所述阴极电极管穿过反应釜盖置于内衬中；所述阴极电极管的末端固定螺纹接头，所述螺纹接头与螺帽螺纹连接，所述多孔电极置于螺帽内，所述多孔电极为泡沫金属材料或表面修饰催化剂的泡沫金属材料；
所述阳极采用网状电极材料，所述阳极的导线外部套接有阳极刚玉管，所述导线穿过反应釜盖置于内衬中，所述网状电极材料经所述导线固定于阳极刚玉管的末端；
所述阴极电极管为阴极进气管，所述阳极刚玉管为阳极进气管。


2.根据权利要求1所述的基于膜概念的中温电催化合成氨反应器，其特征在于：所述阴极、阳极、出气管、热电偶管均匀分布于反应釜体中心的周侧。


3.根据权利要求1所述的电催化合成氨反应器，其特征在于：所述反应釜体通过法兰、垫片与反应釜盖密封连接。


4.根据权利要求1所述的电催化合成氨反应器，其特征在于：所述热电偶管的长度大...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱雪峰，张文豪，杨维慎，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21