本技术介绍了一种化学链循环合成氨的连续产出方法及其装置。该方法涉及将多个并联化学链反应器加热至适宜的反应温度,并利用气体选择阀控制进气路径,实现氨的连续生产。
背景技术
氨是农业、化工、能源等领域最重要的基础化学品之一,其合成方法包括传统的Habor-Bosch(哈伯-博施)合成氨法以及化学链循环法。由于动力学和热力学的限制,Habor-Bosch合成氨法需消耗巨大的能源,同时其效率和可持续性相对较低。化学链循环法(Chemical Looping)是一种将化学反应通过化学介质分多步完成的过程,在催化剂再生和化石能源转化领域有潜在的应用价值。这种方法通过使用特定的载体(如氧载体或氮载体等)作为媒介,在不同的反应器之间循环使用,实现氧或氮元素的传输和化学反应的进行。其依托成熟的循环流化床或移动床技术,也可以实现与稳态反应类似的连续化工业生产过程,是一种潜在的工业化合成氨工艺。
现有的化学链循环合成氨法主要采用循环流化床或移动床等反应器,让催化剂在不同反应器(即不同氛围下)内进行流动,达到催化剂反应和再生的循环,这些反应器存在操作复杂、设备投资大等问题。频繁流动更换催化剂进行再生不仅增加了操作复杂性,也降低了生产效率。因此,如何实现催化剂的原位再生,实现连续流的高浓度产物的产出,提高合成氨的效率和可持续性,是当前化学链循环法合成氨面临的主要问题。
实现思路