CN216738562U - 一种氨气合成反应器及液氨制备系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氨气合成反应器及液氨制备系统，属于氨制备技术领域，包括用于实现电化学反应的阴极部件和阳极部件，阴极部件内设有加热组件；将阴极部件与阳极部件进行组合拼接，得到氨气合成反应器。本实用新型通过将若干阴极部件、阳极部件进行拼接得到不同产能氨气合成反应器，在在温和条件下通过电化学反应实现氨气制备，具有制造快、易于运输、组装高效、检修便捷等优势；并通过加热组件使氨气分子在反应腔室水溶液中的溶解度降低，进而使氨气分子可逸出至气体腔室；整个反应器结构简单，且制备操作难度底，解决了传统技术存在的电解液分离难度高、分离成本大、工艺繁琐等难题，便于实现大规模工业化应用。

Description

一种氨气合成反应器及液氨制备系统

技术领域

本实用新型涉及氨制备技术领域，尤其涉及一种氨气合成反应器及液氨制备系统。

背景技术

以光能和风能为主的可持续能源正在以极快的速度被开发应用，到2060年，光能和风能将成为人类社会所依赖的主要能源。光能和风能具有天然的间歇性和波动性特征，无法像传统化石能源可以被直接储运。为了满足连续、稳定用能需求及实现能源的跨区域分配，需要借助某种载体对光能和风能进行储存，以间接赋予可持续能源可储运性。储能技术的突破是人类正式迈入全可持续能源时代的标志，具有划时代的重要意义。在诸多储能技术之中，化学储能最具发展潜力。化学储能是一种将光能和风能以化学能的形式储存于化学品中的储能方式。化学储能具有能量密度大、易于储存、易于运输、可长时间储存、能量转换成本低等诸多优势，有望为可持续能源的储运问题提供切实可行的方案。

氨(NH₃)作为一种化学储能载体，它的原料是在地球上广泛存在的氮气和水，具有天然的超低原料成本优势；它易于液化，在常温下施加十个大气压或者常压下冷却至负三十三摄氏度即可使氨气转变为液氨；它易于储存和运输，物化性质比较稳定，可利用管道和储罐进行稳定的运输和储存；它能直接用作燃料进行燃烧，也可利用燃料电池进行发电，还能用于裂解制氢，拥有多种能量转换输出方式。因此，氨是理想的可再生能源的存储载体。

电化学法可以在温和条件下实现氨的合成。当前的电化学均以水系电解液作为反应物料以合成氨，然而，极易溶于水的氨分子在形成后便立即由NH3转变为NH4离子，往往需要增加繁琐的工序对电解液进行处理以获得氨气或液氨，这不仅增加了投资成本，还提高了技术操作复杂度。因此，有必要开发一种直接获得氨气的反应器及工艺简短的液氨生产系统，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中氨分子易溶于水导致氨气或液氨制备复杂的问题，提供了一种氨气合成反应器及液氨制备系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种氨气合成反应器，反应器包括阴极部件，其内由上至下设有第一氨气腔室、第一反应腔室，第一反应腔室内设有阴极，第一反应腔室内导入有含硝酸根或亚硝酸根的电解质溶液，且第一反应腔室上设有加热组件；阳极部件，其内由上至下设有第二气体腔室、第二反应腔室，第二反应腔室内设有阳极，且第二反应腔室内导入有电解质溶液；

将阴极部件与阳极部件进行组合拼接，相邻的反应腔室拼接处至少一反应腔室的壳体为立体多孔结构件，立体多孔结构件上对应设有离子交换膜组件，以使第一反应腔室和第二反应腔室内的特定离子透过离子交换膜组件、立体多孔结构件进行移动，实现离子导电功能，得到氨气合成反应器。

在一示例中，所述第一氨气腔室与第一反应腔室之间经第一气体扩散膜组件隔离设置。

在一示例中，将阴极部件定义为第一电极组件，第一电极组件包括第一壳体，第一壳体内由上至下设有第一氨气腔室、第一气体扩散膜组件、第一反应腔室，第一氨气腔室、第一气体扩散膜组件、第一反应腔室一侧暴露于空气中；第一壳体上设有连通至第一氨气腔室的第一氨气出口；第一反应腔室内设有阴极，阴极表面流动式导入含硝酸根或亚硝酸根的电解质溶液；第一壳体内设有第一加热夹套，第一加热夹套绕设于第一氨气腔室、第一反应室上，且第一加热夹套内存储有加热介质。

在一示例中，将阳极部件定义为第二电极组件，第二电极组件包括第二壳体，第二壳体内由上至下设有第二气体腔室、第二反应腔室；第二反应腔室内设有阳极，阳极表面流动式导入电解质溶液；与第二反应腔室相对的第二壳体为第一立体多孔结构件，第一立体多孔结构件上设有第一离子交换膜组件。

在一示例中，将能够作为阴极部件、阳极部件的组件定义为第三电极组件；第三电极组件包括第三壳体，第三壳体内由上至下设有第三氨气腔室、第二气体扩散膜组件、第三反应腔室；第三壳体上设有连通至第三氨气腔室的第二氨气出口；第三反应腔室内设有电极，所述电极为阴极时，阴极表面流动式导入含硝酸根或亚硝酸根的电解质溶液；所述电极为阳极时，阳极表面流动式导入电解质溶液；第三壳体内设有第二加热夹套，第二加热夹套设于第三反应腔室底部，同时第二加热夹套绕设于第三氨气腔室，第二加热夹套内存储有加热介质；与第三反应腔室相对的第三壳体为第二立体多孔结构件，第二立体多孔结构件上设有第二离子交换膜组件。

在一示例中，将第一电极组件、第二电极组件、第三电极组件、第二电极组件、第一电极组件依次拼接得到氨气合成反应器，此时第三电极组件作为制氨的阴极部件。

在一示例中，将第一电极组件、第三电极组件、第三电极组件、第三电极组件、第一电极组件依次拼接得到氨气合成反应器，此时第三电极组件作为制氨的阳极部件。

需要进一步说明的是，上述氨气合成反应器各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。

本实用新型还包括一种液氨制备系统，所述系统包括上述任一示例或多个示例形成的所述氨气合成反应器，还包括冷凝分离器，冷凝分离器输入端与氨气合成反应器连接。

在一示例中，所述系统还包括设于氨气合成反应器与冷凝分离器之间的纯化器，纯化器内设有分子筛。

与现有技术相比，本实用新型有益效果是：

1.在一示例中，通过将若干阴极部件、阳极部件进行拼接得到不同产能氨气合成反应器，在在温和条件下通过电化学反应实现氨气制备，具有制造快、易于运输、组装高效、检修便捷等优势；并通过加热组件使氨气分子在反应腔室水溶液中的溶解度降低，进而使氨气分子可逸出至气体腔室；整个反应器结构简单，且制备操作难度底，解决了传统技术存在的电解液分离难度高、分离成本大、工艺繁琐等难题，便于实现大规模工业化应用。

2.在一示例中，通过设置气体扩散膜组件隔绝水系溶液或者有机溶剂并允许氨气分子透过，能够实现纯度更高的氨气制备。

3.在一示例中，电极表面积大，能够增加电极表面与电解质溶液的接触面积，进而加快氨产率，提高氨产量，相比传统技术更加高效。

4.在一示例中，在阴极部件进行氨气气压的自建立，并利用阴极部件与纯化器之间的压差，将气体腔室内氨气输送至氨气纯化器内，无需额外的动力设备，降低了系统的复杂性和成本；同时，利用位于纯化器内的分子筛将粗氨气中的水汽分子高效分离出来，待分子筛吸附饱和后，氨气纯化器内的水可导至反应腔室内，进行循环利用，能够节约水资源。

5.在一示例中，通过引入冷凝分离器实现氨气液化同时去除氢气，得到绿色高效的生产系统。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型一示例中的第一电极组件示意图；

图2为本实用新型一示例中的第四电极组件示意图；

图3为本实用新型一示例中的第二电极组件示意图；

图4为本实用新型一示例中的第三电极组件示意图；

图5为本实用新型第一优选示例中的氨气合成反应器示意图；

图6为本实用新型第二优选示例中的氨气合成反应器示意图；

图7为本实用新型一示例中的液氨制备系统示意图。

图中：第一电极组件1、第一壳体11、第一氨气腔室12、第一气体扩散膜组件13、第一反应腔室14、第一氨气出口15、第一加热夹套16、第四电极组件4、第四壳体41、第四氨气腔室42、第四气体扩散膜组件43、第四反应腔室44、第三氨气出口45、第三加热夹套46、第二电极组件2、第二壳体21、第二气体腔室22、第二反应腔室23、立体多孔结构件24、离子交换膜组件25、第二气体出口26、第三电极组件3、第三壳体31、第三氨气腔室32、第三气体扩散膜组件33、第三反应腔室34、第二氨气出口35、第二加热夹套36、第二立体多孔结构件37、第二离子交换膜组件38、阴极51、阳极52、第一纯化器61、第二纯化器62、冷凝分离器7。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在一示例中，一种氨气合成反应器，具体包括阴极部件、阳极部件，阴极部件和阳极部件构成基于电化学反应实现氨气合成的反应器。

具体地，阴极部件包括壳体，壳体内由上至下设有第一氨气腔室、第一反应腔室。其中，第一反应腔室作为电化学反应的阴极，其内设有阴极电极，阴极电极优选设于第一反应腔室正中；第一反应腔室内导入有含硝酸根或亚硝酸根的电解质溶液，如含硝酸根或亚硝酸根的氢氧化钠溶液，或者含硝酸根或亚硝酸根的氢氧化钾溶液，即阴极电极表面与电解质溶液接触，优选阴极电极表面与电解质溶液流动接触。更为具体地，第一反应腔室上设有加热组件，用于对位于反应腔室内物料进行加热。加热组件为电加热丝或加热夹套，本示例中优选为加热夹套，加热夹套内存储有加热介质如水蒸气、热油或热气，为节约成本开销，本示例中加热介质为水蒸气，为达到更好的加热效果，可持续向加热夹套内通入水蒸气。

具体地，阳极部件包括壳体，壳体内由上至下设有第二气体腔室、第二反应腔室。其中，第二反应腔室作为电化学反应的阳极，其内设有阳极电极，阳极电极优选设于第一反应腔室正中；第二反应腔室内导入有与第一反应腔室相同的电解质溶液，当然，作为一选项，第二反应腔室内导入的电解质溶液可以与第一反应腔室内的电解质溶液不同；阳极电极表面与电解质溶液接触，优选阳极电极表面与电解质溶液流动接触。

将阴极部件与阳极部件进行组合拼接得到氨气合成反应器，如将一阴极部件与一阳极部件进行拼接得到第一氨气合成反应器，如将多个阴极部件与多个阳极部件进行拼接得到第二氨气合成反应器，且第二氨气合成反应器产能大于第一氨气合成反应器产能。当多个阴极部件与多个阳极部件进行拼接时，可以以任意方式进行拼接，以实现制氨电化学反应为准，比如能够以阴极部件-阳极部件作为拼接基础进行重复拼接，也能够以阴极部件-阳极部件-阳极部件-阴极部件作为拼接基础进行重复拼接等。当然，拼接过程中也需考虑实际生产产能需求、实际产地大小(影响拼接的氨气合成反应器的形状)等因素对阴极部件、阳极部件进行拼接，在拼接时仅需使相邻的反应腔室拼接处至少一反应腔室的壳体为立体多孔结构件，立体多孔结构件上对应设有离子交换膜组件；立体多孔结构件具有一定结构强度，离子交换膜组件允许特定离子通过，立体多孔结构件与离子交换膜组件配合使用，得到结构强化的离子交换膜集成组件，进而使第一反应腔室的氢氧根离子能够进入第二反应腔室，充当离子导体，保证电化学反应稳定进行。

本示例中氨气合成反应器的工作原理具体为：

在阴极部件的加热夹套内导入温度大于100℃的水蒸气，在阴极部件的第一反应腔室中持续导入含有硝酸根或亚硝酸根的氢氧化钾水溶液，在阳极部件的第二反应腔室中持续导入氢氧化钾水溶液，含有硝酸根或亚硝酸根的氢氧化钾水溶液、氢氧化钾水溶液均相对电极处于流动状态，水蒸气对水溶液进行加热，使其温度保持在50-80℃。当电极与电源相连后，氨气合成反应器开始工作，在阴极电极表面，硝酸根或亚硝酸根被还原为NH₃分子，而在阳极电极表面，氢氧根被氧化为氧气分子，氢氧根通过离子交换膜集成组件由阴极向阳极移动，充当离子导体。在加热条件下，氨气分子在水溶液中的溶液度降低，从溶液中析出的氨气分子并向第一氨气腔室运动，以此实现氨气的制备。同时，在阴极电极表面，有一部分氢离子会被还原为氢气，因此，氢气以及一部分水汽分子会随氨气一同进入气体腔室。

本示例中，通过阴极部件、阳极部件拼接得到不同产能氨气合成反应器，即实现了反应器的模块化设计，在在温和条件下通过电化学反应实现氨气制备，具有制造快、易于运输、组装高效、检修便捷等优势。同时通过加热组件使氨气分子在反应腔室水溶液中的溶解度降低，进而使氨气分子可逸出至气体腔室；整个反应器结构简单，且制备操作难度底，解决了传统技术存在的电解液分离难度高、分离成本大、工艺繁琐等难题，便于实现大规模工业化应用。

在一示例中，第一氨气腔室与第一反应腔室之间设有第一气体扩散膜组件，第一具有隔绝水系溶液或者有机溶剂而允许气体分子透过的功能，即能够使氨气通过第一气体扩散膜组件扩散至气体腔室同时防止电解质溶液进入，进而保证制备的氨气的纯度。

在一示例中，阴极表面积为2/3第一反应腔室表面积，阳极表面积为2/3第二反应腔室表面，电极表面积大，能够增加电极表面与电解质溶液的接触面积，在此基础上，通过持续向反应腔室泵入电解质溶液，使电解质溶液相较于电极处于流动状态，以大幅提高电极表面的传质速率，进而加快氨产率，相比传统技术更加高效。更为具体地，阴极电极、阳极电极由电子导体和电子导体表面催化剂组成，可以是由丝状电极编制而成的立体网状结构，也可以是立体多孔结构。

在一示例中，将阴极部件定义为第一电极组件1，即第一电极组件1为阴极部件的一种结构示例。具体地，如图1所示，第一电极组件1包括第一壳体11，第一壳体11内由上至下设有第一氨气腔室12、第一气体扩散膜组件13、第一反应腔室14，第一氨气腔室12、第一气体扩散膜组件13、第一反应腔室14右侧暴露于空气中，即第一氨气腔室12第一反应腔室14右侧不具备壳体。第一反应腔室14内设有阴极51，阴极51表面流动式导入含硝酸根或亚硝酸根的氢氧化钾水溶液；第一壳体11内设有第一加热夹套16，第一加热夹套16呈“匚”字形，绕设于第一氨气腔室12、第一反应腔室14上，且第一加热夹套16内存储有水蒸气。更为具体地，第一壳体11上设有贯通第一壳体11、第一加热夹套16并连连通至第一氨气腔室12的第一氨气出口15。

在一示例中，将阴极部件定义为第四电极组件4，即第一电极组件4为阴极部件的一种结构示例。如图2所示，第四电极组件4包括第四壳体41，第四壳体41内由上至下设有第四氨气腔室42、第四气体扩散膜组件43、第四反应腔室44，第四氨气腔室42、第四气体扩散膜组件43、第四反应腔室44左侧暴露于空气中，即第四氨气腔室42第四反应腔室44左侧不具备壳体。第四反应腔室44内设有阴极51，阴极51表面流动式导入含硝酸根或亚硝酸根的氢氧化钾水溶液；第四壳体41内设有第三加热夹套46，第三加热夹套46呈“匚”字形，绕设于第四氨气腔室42、第四反应腔室44上，且第三加热夹套46内存储有水蒸气。更为具体地，第四壳体41上设有贯通第三加热夹套46并连连通至第四氨气腔室42的第三氨气出口45。

在一示例中，将阳极部件定义为第二电极组件2，即第二电极组件2为阳极部件的一种结构示例。具体地，如图3所示，第二电极组件2包括第二壳体21，第二壳体21内由上至下设有第二气体腔室22、第二反应腔室23；第二壳体21上设有连通至第二气体腔室22的第一气体出口；第二反应腔室23内设有阳极52，阳极52表面流动式导入氢氧化钾水溶液；与第二反应腔室23相对的第二壳体21为立体多孔结构件24，立体多孔结构件24内侧设有离子交换膜组件25，即离子交换膜组件25设于立体多孔结构件24与阳极52电极之间。当然，作为一示例中，整个第二壳体21可均为立体多孔构件，便于实现离子交换。

在一示例中，将能作为阴极部件使用且同时能作为阳极部件使用的部件定义为第三电极组件3，用作氨气合成反应器的阴极51或者阳极52。具体地，如图4所示，第三电极组件3包括第三壳体31，第三壳体31内由上至下设有第三氨气腔室32、第二气体扩散膜组件、第三反应腔室34；第三壳体31上设有第二加热夹套36进而连通至第三氨气腔室32的第二氨气出口35；第三反应腔室34内设有电极，电极为阴极51时，阴极51表面流动式导入含硝酸根或亚硝酸根的氢氧化钾水溶液；电极为阳极52时，阳极52表面流动式导入氢氧化钾水溶液。第三壳体31内设有第二加热夹套36，第二加热夹套36内存储有水蒸气。更为具体地，第二加热夹套36设于第三反应腔室34底部，同时第二加热夹套36绕设于第三氨气腔室32。进一步地，与第三反应腔室34相对的第三壳体31为第二立体多孔结构件3724，第二立体多孔结构件3724内侧设有第二离子交换膜组件3825，即离子交换膜组件25设于立体多孔结构件24与电极之间。当然，作为一示例中，整个第二壳体21可均为立体多孔构件，便于实现离子交换。

在一种拼接方式，可以将第一电极组件、第二电极组件进行拼接得到基础氨气合成反应器，当然，基于相同技术构思，可以将第一电极组件、作为制氨的阳极部件的第三电极组件进行拼接，或者将第二电极组件、第四电极组件进行拼接，或者将作为制氨的阴极部件的第三电极组件、第四电极组件进行拼接得到基础氨气合成反应器。

在第一优选示例中，如图5所示，将第一电极组件1、第二电极组件2、第三电极组件3、第二电极组件2、第四电极组件4依次拼接得到氨气合成反应器，此时第三电极组件3作为制氨的阴极部件，那么第三电极组件3的第三反应腔室34内对应设有阴极电极。作为一选项，为保证电解质溶液不溢出，可以通过固定组件如密封胶套进一步固定氨气合成反应器。

在第二优选示例中，如图6所示，将第一电极组件1、第三电极组件3、第三电极组件3、第三电极组件3、第四电极组件4依次拼接得到氨气合成反应器，此时第三电极组件3作为制氨的阳极部件，那么第三电极组件3的第三反应腔室34内对应设有阳极电极。作为一选项，为保证电解质溶液不溢出，可以通过固定组件如密封胶套进一步固定氨气合成反应器。

本实用新型还包括一种液氨制备系统，如图7所示，系统包括上述氨气合成反应器，还包括冷凝分离器7，冷凝分离器7的输入端与氨气合成反应器连接。氨气合成反应器制备的氨气进入冷凝分离器7，在-33℃的冷却作用下，氨气由气态转变为液态，而氢气继续保持气态，从而实现氨气的液化与氢气的分离，最终获得纯液氨。

在一示例中，系统还包括设于氨气合成反应器与冷凝分离器之间的纯化器。本示例中，系统包括并列设置的第一纯化器61和第二纯化器62，两个纯化器均与氨气合成反应器输出端连接，即第一纯化器52的输入端、第二纯化器62的输入端与多个氨气出口连接，由于阴极部件内设有加热组件，在加热组件的热驱动下，氨气腔室内构建了一定压力，使得氨气腔室与第一纯化器61、第二纯化器62之间存在一定压差，进而将含水汽分子的氨气输送至第一纯化器61与第二纯化器62内，无需额外的动力设备，降低了系统的复杂性和成本；同时，利用位于纯化器内的分子筛将粗氨气中的水汽分子高效分离出来，待分子筛吸附饱和后，氨气纯化器内的水可导至反应腔室内，进行循环利用，能够节约水资源。

以上具体实施方式是对本实用新型的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种氨气合成反应器，其特征在于：其包括：

阴极部件，其内由上至下设有第一氨气腔室、第一反应腔室，第一反应腔室内设有阴极，第一反应腔室内导入有含硝酸根或亚硝酸根的电解质溶液，且第一反应腔室上设有加热组件；

阳极部件，其内由上至下设有第二气体腔室、第二反应腔室，第二反应腔室内设有阳极，且第二反应腔室内导入有电解质溶液；

将阴极部件与阳极部件进行组合拼接，相邻的反应腔室拼接处至少一反应腔室的壳体为立体多孔结构件，立体多孔结构件上对应设有离子交换膜组件，以使第一反应腔室和第二反应腔室内的特定离子透过离子交换膜组件进行移动，得到氨气合成反应器。

2.根据权利要求1所述的一种氨气合成反应器，其特征在于：所述第一氨气腔室与第一反应腔室之间经第一气体扩散膜组件隔离设置。

3.根据权利要求1所述的一种氨气合成反应器，其特征在于：将阴极部件定义为第一电极组件，第一电极组件包括第一壳体，第一壳体内由上至下设有第一氨气腔室、第一气体扩散膜组件、第一反应腔室，第一氨气腔室、第一气体扩散膜组件、第一反应腔室一侧暴露于空气中；第一壳体上设有连通至第一氨气腔室的第一氨气出口；第一反应腔室内设有阴极，阴极表面流动式导入含硝酸根或亚硝酸根的电解质溶液；第一壳体内设有第一加热夹套，第一加热夹套绕设于第一氨气腔室、第一反应室外。

4.根据权利要求3所述的一种氨气合成反应器，其特征在于：将阳极部件定义为第二电极组件，第二电极组件包括第二壳体，第二壳体内由上至下设有第二气体腔室、第二反应腔室；第二反应腔室内设有阳极，阳极表面流动式导入电解质溶液；与第二反应腔室相对的第二壳体为第一立体多孔结构件，第一立体多孔结构件上设有第一离子交换膜组件。

5.根据权利要求4所述的一种氨气合成反应器，其特征在于：将能够作为阴极部件、阳极部件的组件定义为第三电极组件；第三电极组件包括第三壳体，第三壳体内由上至下设有第三氨气腔室、第二气体扩散膜组件、第三反应腔室；第三壳体上设有连通至第三氨气腔室的第二氨气出口；第三反应腔室内设有电极，所述电极为阴极时，阴极表面流动式导入含硝酸根或亚硝酸根的电解质溶液；所述电极为阳极时，阳极表面流动式导入电解质溶液；第三壳体内设有第二加热夹套，第二加热夹套设于第三反应腔室底部，同时第二加热夹套绕设于第三氨气腔室设置；与第三反应腔室相对的第三壳体为第二立体多孔结构件，第二立体多孔结构件上设有第二离子交换膜组件。

6.根据权利要求5所述的一种氨气合成反应器，其特征在于：将第一电极组件、第二电极组件、第三电极组件、第二电极组件、第一电极组件依次拼接得到氨气合成反应器，此时第三电极组件作为制氨的阴极部件。

7.根据权利要求5所述的一种氨气合成反应器，其特征在于：将第一电极组件、第三电极组件、第三电极组件、第三电极组件、第一电极组件依次拼接得到氨气合成反应器，此时第三电极组件作为制氨的阳极部件。

8.一种液氨制备系统，其特征在于：所述系统包括权利要求1-7任一项所述氨气合成反应器，还包括冷凝分离器，冷凝分离器输入端与氨气合成反应器连接。

9.根据权利要求8所述的一种液氨制备系统，其特征在于：所述系统还包括设于氨气合成反应器与冷凝分离器之间的纯化器，纯化器内设有分子筛。

Images