合成氮氧化合物的反应器和集成反应系统技术方案

本实用新型专利技术公开了合成氮氧化合物的反应器和集成反应系统，反应器包括壳体和位于壳体内的对向设置的第一电磁激励反应腔和第二电磁激励反应腔；第一电磁激励反应腔和第二电磁激励反应腔之间形成气体分布腔，气体分布腔在壳体上开设有空气进口，第一电磁激励反应腔远离第二电磁激励反应腔的一侧与壳体之间形成第一合成气收集腔，第二电磁激励反应腔远离第一电磁激励反应腔的一侧与壳体之间形成第二合成气收集腔，第一合成气收集腔和第二合成气收集腔在壳体上分别开设有合成气出口。在本实用新型专利技术的反应器，结构简单，易于装配，尺寸可调范围广，易于操作，易于集成，适合用于大规模氮氧化合物(NOx)合成用途，具有广阔的产业化前景。景。景。

【技术实现步骤摘要】
合成氮氧化合物的反应器和集成反应系统


[0001]本技术氮氧化合物合成领域，尤其涉及合成氮氧化合物的反应器和集成反应系统。

技术介绍

[0002]NO
x
是氮氧化合物的总称，主要包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、一氧化二氮(N2O)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)、五氧化二氮(N2O5)。电化学还原制氨是新兴的氨合成方法，而NO
x
是其最具潜力的电化学还原制氨原料。利用等离子体技术可将空气直接转化为NO
x
，但是当下的空气等离子体反应器存在能量效率低和产率小等问题，限制了空气等离子体直接合成NO
x
技术的产业化发展，为实现以NO
x
为原料的接近常温常压的电化学氨合成技术的大规模应用，有必要开发一种性能优异的合成NO
x
的等离子体反应器。
[0003]因此，针对上述问题，提供合成氮氧化合物的反应器和集成反应系统，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供合成氮氧化合物的反应器和集成反应系统。
[0005]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006]本技术的第一方面，提供合成氮氧化合物的反应器，包括壳体和位于壳体内的对向设置的第一电磁激励反应腔和第二电磁激励反应腔；所述第一电磁激励反应腔和第二电磁激励反应腔之间形成气体分布腔，所述气体分布腔在壳体上开设有空气进口，所述第一电磁激励反应腔远离第二电磁激励反应腔的一侧与壳体之间形成第一合成气收集腔，所述第二电磁激励反应腔远离第一电磁激励反应腔的一侧与壳体之间形成第二合成气收集腔，所述第一合成气收集腔和第二合成气收集腔在壳体上分别开设有合成气出口；第一电磁激励反应腔与气体分布腔之间通过气体分布腔出气口连通，第一电磁激励反应腔与第一合成气收集腔之间通过反应腔出气口连通，第二电磁激励反应腔与气体分布腔之间通过气体分布腔出气口连通，第二电磁激励反应腔与第二合成气收集腔之间通过反应腔出气口连通。
[0007]进一步地，所述第一电磁激励反应腔和第二电磁激励反应腔沿合成气出口至壳体中心的方向均分别设置有第一电极、第一电绝缘体和第二电极，所述第一电绝缘体覆盖设置于第一电极的表面，所述第一电极和第二电极之间形成反应腔；所述第一电极和第一电绝缘体开设有反应腔出气口，所述第二电极开设有气体分布腔出气口；所述第一电极和第二电极外接电源。
[0008]进一步地，所述第一电磁激励反应腔和第二电磁激励反应腔内部还设置有催化剂。
[0009]进一步地，所述催化剂为多孔球状催化剂，包括二氧化钛、二氧化锰、二氧化硅、三
氧化二铝、钛酸钡、磷酸二氢钾、钛酸钙、硅、碳化硅、氮化硅中的一种或几种。
[0010]进一步地，所述电源为交流电源，电源接通后所述第一电磁激励反应腔和第二电磁激励反应腔内形成周期性变化的电磁场。
[0011]进一步地，所述氮氧化合物包括一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮或三氧化二氮。
[0012]进一步地，所述第二电极包括铂单质、银单质、铜单质、铁单质、铝单质。
[0013]进一步地，所述壳体为长方体或正方体结构，所述第一电磁激励反应腔、第二电磁激励反应腔、壳体其中的一个表面均平行设置。
[0014]进一步地，所述壳体为铁基合金壳体。
[0015]本技术的第二方面，提供一种基于合成氮氧化合物的反应器的集成反应系统，包括空气供应管线、合成气收集输送管线、和若干所述的反应器；所述空气供应管线包括第一主管和若干与第一主管连接的第一支管，所述第一支管与所述空气进口连接；所述合成气收集输送管线包括若干第二支管，所述第二支管与所述合成气出口连接。
[0016]本技术的有益效果是：
[0017](1)在本技术的一示例性实施例中的反应器，结构简单，易于装配，尺寸可调范围广，易于操作，易于集成，适合用于大规模氮氧化合物(NOx)合成用途，具有广阔的产业化前景。
[0018](2)在本技术的又一示例性实施例中，公开了第一电磁激励反应腔和第二电磁激励反应腔的具体实现方式。
[0019](3)在本技术的又一示例性实施例中，合成氮氧化合物的反应器整体结构为非透光(所述壳体为铁基合金壳体)和电磁屏蔽设计(第一电绝缘体)，加之反应腔中催化剂17的配合，可以实现电磁场能量和光辐射能量的最大化利用，以降低合成过程的能量损失。
[0020](4)在本技术的又一示例性实施例中，所述合成氮氧化合物的反应器的气体流向垂直于电极表面，可以通过控制激励电磁场的电压和频率以及反应腔间隙和催化剂可以对氮氧化合物合成的进行调控，从而能够实现氮氧化合物的精准、高效率合成。
[0021](5)在本技术的又一示例性实施例中，给出了通过进气口和出气口并联的方式构成反应器集成系统的大规模氮氧化合物合成用途的具体实现方式，具有广阔的产业化前景。
附图说明
[0022]图1为本技术一示例性实施例中公开的反应器的结构示意图；
[0023]图2为本技术一示例性实施例中公开的集成反应系统的结构示意图；
[0024]图中，1
‑
反应器，2
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空气供应管线，201
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第一主管，202
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第一支管，3
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合成气收集输送管线，301
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第二支管，11
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壳体，1201
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第一合成气收集腔，1202
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第二合成气收集腔，13
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反应腔出气口，14
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合成气出口，15
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第一电极，16
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第一电绝缘体，17
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催化剂，18
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气体分布腔出气口，19
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第二电极，2001
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第一电磁激励反应腔，2002
‑
第二电磁激励反应腔，21
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空气进口，22
‑
气体分布腔。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实
施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]在本技术的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0027]在本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.合成氮氧化合物的反应器，其特征在于：包括壳体和位于壳体内的对向设置的第一电磁激励反应腔和第二电磁激励反应腔；所述第一电磁激励反应腔和第二电磁激励反应腔之间形成气体分布腔，所述气体分布腔在壳体上开设有空气进口，所述第一电磁激励反应腔远离第二电磁激励反应腔的一侧与壳体之间形成第一合成气收集腔，所述第二电磁激励反应腔远离第一电磁激励反应腔的一侧与壳体之间形成第二合成气收集腔，所述第一合成气收集腔和第二合成气收集腔在壳体上分别开设有合成气出口；第一电磁激励反应腔与气体分布腔之间通过气体分布腔出气口连通，第一电磁激励反应腔与第一合成气收集腔之间通过反应腔出气口连通，第二电磁激励反应腔与气体分布腔之间通过气体分布腔出气口连通，第二电磁激励反应腔与第二合成气收集腔之间通过反应腔出气口连通。2.根据权利要求1所述的合成氮氧化合物的反应器，其特征在于：所述第一电磁激励反应腔和第二电磁激励反应腔沿合成气出口至壳体中心的方向均分别设置有第一电极、第一电绝缘体和第二电极，所述第一电绝缘体覆盖设置于第一电极的表面，所述第一电极和第二电极之间形成反应腔；所述第一电极和第一电绝缘体开设有反应腔出气口，所述第二电极开设有气体分布腔出气口；所述第一电极和第二电极外接电源。3.根据权利要求2所述的合成氮氧化合物的反应器，其特征在于：所述第一电磁激励反应腔和第二电磁激励反应腔内部还设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：于一夫，张宝顺，张兵，
申请(专利权)人：于一夫，
类型：新型
国别省市：