Separador de amoníaco con reacción de pila de combustible
Descripción general
 Aísle fácilmente el amoníaco y obtenga energía utilizando la reacción de la pila de combustible. ] Por el recipiente de la pila de combustible 2 electrodos de difusión de gas de dos positivos y negativos 3 y 4, el paso de combustible 5 que se repartieron y formados, y una cámara de electrolito 6 y el paso de agente oxidante 7, lleno de agua amoniacal a electrolitos cámara 6 y, el paso de combustible 5 y la mezcla de introducción de gas amoniaco obtenido en el aparato de síntesis de amoníaco 8, el oxidante canal de medio 7 para la introducción de aire.
Campo técnico
La presente invención utiliza una reacción de celda de combustible para separar fácilmente el amoniaco, y se refiere a un dispositivo de separación de amoniaco capaz de obtener energía.
Antecedentes
Convencionalmente, el amoníaco, un gas de materia prima (N2, H2) de calefacción, después de la presurización, guiado en el catalizador de síntesis de amoniaco, se enfrió a NH3 mezcla de gas de amoníaco (NH3, N2, H2), el método de adsorción de NH3 o licuar método el gas sin reaccionar recuperado (N2, H2) se realizan sintetizado por el método de circulación utilizado en mezcla con el gas de materia prima de nuevo.
Tarea de solución
Generalmente, la síntesis del amoníaco ha sido producido en serie en una planta química o similares, el amoníaco es tóxico, la ubicación uso se almacena en grandes cantidades un lugar incluso estacionario no se prefiere. Por lo tanto, es conveniente si puede obtener fácilmente una pequeña cantidad de amoniaco.
Sin embargo, en el caso de la síntesis de amoníaco a la gran como plantas químicas, por el convencional métodos sintéticos, calefacción, refrigeración, presurización, que repetirse la operación de reducción de la presión o similares, como resultado, la eficiencia se vuelve mejor , si de lo contrario buena pureza se obtiene requiere una pequeña cantidad de amoniaco, operaciones repetidas, tales como el convencional, frustrar el propósito de la consumo de energía es muchas dispositivo también se hace grande, la síntesis del amoníaco fácil original de Tiene un problema
Además, el método de separación de amoníaco de acuerdo con el método de adsorción convencional o método licuado, el enfriamiento del gas, y requiere el funcionamiento de la calefacción, hay un problema que requiere una gran cantidad de energía.
La presente invención se ha realizado para resolver los problemas anteriores, usando una reacción de celda de combustible para separar el amoniaco fácilmente, y tiene como objetivo proporcionar un dispositivo de separación de amoniaco capaz de obtener energía.
Solución
A medida que el dispositivo de separación de amoniaco utilizando una reacción de pila de combustible de la presente invención con el fin, según el interior del recipiente de pilas de combustible 2 electrodos de difusión de dos gases positivas y negativas 3 y 4, el paso de combustible 5 que se repartieron y forman, cámara de electrolito 6 y el paso de agente oxidante 7 con la puerta, la cámara de electrolito 6 lleno de agua de amoníaco, caracterizado porque el paso de combustible 5 y la introducción de mezcla de gas amoniaco obtenido en el aparato de síntesis de amoníaco 8, el agente oxidante paso 7 para introducir aire . Por cierto, anclado al número de configuración que se pretende para contrastar con los dibujos realizaciones para facilitar la comprensión, de este modo la configuración de la presente invención no pretende ser limitada.
En la presente invención, el gas de amoniaco se mezcla introducida en el lado de paso de combustible 5 (NH3, N2, H2) son, en el lado del paso de oxidante 7, mientras que de ser descargada como NH3, N2, H2 O, O2, la pila de combustible La potencia eléctrica obtenida por la reacción se usa para el tratamiento de calentamiento y presurización en la síntesis de amoníaco y el uso de amoníaco.
Descripción de las realizaciones preferidas A continuación, las realizaciones de la presente invención se describirán con referencia a los dibujos. La figura 1 es un diagrama de configuración que muestra una realización de un separador de amoníaco que utiliza la reacción de pila de combustible de la presente invención.
dispositivo 1 de separación de amoniaco, por el interior del recipiente de pilas de combustible 2 electrodos de difusión de gas de dos positivos y negativos 3 y 4, se divide y forma en el paso de combustible 5 y la cámara de electrolito 6 y el paso 7 oxidante. En la unidad de síntesis de amoniaco 8, el gas de materia prima (N2, H2) de calefacción, después de la presurización, guiado en el catalizador de síntesis de amoníaco, en el que la mezcla resultante de gas amoníaco (NH3, N2, H2) para dejar el paso de combustible 5 de la caliente Se introdujo, en el dispositivo de separación de amoniaco 1, y se devuelve al gas sin reaccionar (N2, H2) de nuevo unidad de síntesis de amoniaco 8 a separada NH3. El aire también se introduce en el paso de oxidante 7.
El agua amoniacal se llena en la cámara electrolítica 6 de modo que se pueda mover NH3. Cuando se utiliza electrolito de álcali como una pila de combustible se deteriora por el CO2 en el aire, puede siempre la resolución de problemas de la degradación, si es posible suministro de que gas amoníaco mezclado alcalino como en esta realización . Además, al mantener añadido equivalente NH3 de CO3 (NH4) como una solución tampón, se puede mantener electrolito en siempre PH constante, por lo que puede hacer frente al cambio en la concentración de gas repentina, condiciones de operación Es efectivo para dispositivos que no son constantes o dispositivos que se detienen con frecuencia. En la presente realización, (NH4) CO3 aunque se mezcla, se pueden añadir a las sales de amonio adecuadas por especies gas mezclado en O2 dar.
La reacción en cada electrodo se muestra a continuación.
Electrodo negativo () H 2 → 2 H + + 2 e -
NH 3 + H + → NH 4 +
Electrodo positivo (+) 2 O 2 - ← O 2 + 4 e -
CO 32 - ← CO 2 + O 2 -
2 H + + O 2 - → H 2 O ↑
NH 4 + → H + + NH 3 ↑
OH - ← H ++ O 2 -
En esta reacción, la alta temperatura del gas de reacción, ya que es la recuperación de calor a bajas temperaturas, es posible utilizar estos energía térmica a la síntesis de amoníaco. La potencia obtenida aquí, sobre 1V, pero el orden de 200 mA / cm @ 2, en el uso real también es posible obtener una tensión de la apiladas en varios a 100V como se muestra en la figura. La Figura 2 es un electrodo de difusión de gas negativo 3, la cámara de electrolito 6 y electrodo de difusión de gas positiva 5 y un número de apilado por un separador 9, y muestra la estructura se ha proporcionado una vía de flujo de gas en el separador 9.
Como se describió anteriormente, el gas amoniaco mezclado introducida en el lado de paso de combustible 5 (NH3, N2, H2) están, en el paso 7 lateral oxidante, se descargan como NH3, N2, H2 O, O2. Resultando gas no es una alta concentración de NH3, ya que el otro componente es principalmente N2, de hecho, no hay problema particular, incluso cuando se utiliza el NH3.
La energía eléctrica obtenida por la reacción de la celda de combustible se utiliza para el tratamiento de calentamiento y presurización en la síntesis de amoníaco y el uso de amoníaco. Al realizar la síntesis de amoníaco a gran escala como una planta química, a pesar de que sea necesario el uso de energía para la pureza del producto, a pequeña escala cuando se requiere amoníaco, para cada operación de la síntesis La forma de reducir el consumo de energía es importante, y es eficaz para obtener energía eléctrica mediante la reacción de la pila de combustible como en la presente invención.
Por cierto, el dispositivo de separación de amoníaco de la presente invención, un dispositivo de combustión, los vehículos con motor diesel, aparatos de cogeneración, se puede utilizar como un amoníaco de desnitración en el gas de escape en el vehículo de hidrógeno, etc., también, la isla como una síntesis de fertilizantes, el espacio, se puede utilizar en agua marina, etc. .
Efecto de la invención
De acuerdo con la presente invención Como es evidente de la descripción anterior, el recipiente de la pila de combustible por dos electrodos de difusión de gas positivos y negativos, conductos de combustible se dividen y forman, y una cámara de electrólito y el paso de agente oxidante a la cámara de electrolito llena el agua amoniacal, dicho paso de combustible y la introducción de mezcla de gas amoniaco obtenido en el aparato de síntesis de amoníaco, ya que el pasaje oxidante configurado para introducir aire, el enfriamiento del gas amoníaco mezclado, calefacción, etc. , Es posible separar el amoniaco, y la energía eléctrica y la energía térmica se pueden obtener utilizando la reacción de la celda de combustible.
Además, más eficiente en comparación con otros métodos, ya que utiliza una reacción de pila de combustible, también, ya que el gas de escape es limpio y se puede utilizar en la purificación de gases de escape o de estar cerrado.
Breve descripción de los dibujos
Diagrama que muestra una realización del dispositivo de separación de amoniaco utilizando una reacción de pila de combustible 1. Campo de la invención La presente invención
La figura 2 es una vista en perspectiva que muestra otra realización de la presente invención.
1: dispositivo de separación de amoniaco, 2: recipiente de celda de combustible, 3, 4: electrodo de difusión de gas
5 ... paso de combustible, 6 ... cámara de campo eléctrico, 7 ... paso de oxidante, 8 ... sintetizador de amoníaco
Reclamo
Por la reivindicación 1 el recipiente de la pila de combustible dos electrodos de difusión de gas positiva y negativa, conductos de combustible se dividen y forman, y una cámara de electrólito y el paso de agente oxidante y la cámara de electrolito llenan con agua de amoniaco, para el paso de combustible Introduciendo un gas mixto de amoníaco obtenido en un sintetizador de amoníaco e introduciendo aire en los pasos de oxidante.
2. Un aparato de separación de amoniaco que usa una reacción de pila de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se añade carbonato de amonio a dicho electrolito.
Dibujo :
Application number :1994-005304
Inventors :株式会社新燃焼システム研究所
Original Assignee :屋宜盛康