CN217149329U - 一种中温电催化合成氨的反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种中温电催化合成氨的反应器,涉及氨合成设备技术领域。包括主体、搅拌机构、电极反应机构、加热装置和排气机构，搅拌机构排气机构连接于搅拌机构主体顶端；搅拌机构搅拌机构旋转连接于搅拌机构主体顶端，且其一端贯穿搅拌机构主体；搅拌机构电极反应机构和搅拌机构加热装置均连接于搅拌机构主体顶端，且搅拌机构电极反应机构和搅拌机构加热装置的一端均贯穿搅拌机构主体。本实用新型公开的一种中温电催化合成氨的反应器结构简单，可使装置内部的反应均匀进行，提高氨合成效率，具有很强的实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及氨合成设备技术领域，特别涉及一种中温电催化合成氨的反应器。
背景技术
氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料，液氨还可用作制冷剂。氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。
氨的合成方法有很多种，其中包括中温电催化法，中温电催化法的原理向电解质中通电并通入原料气产生氨气，现有技术中采用此方法制取氨气的反应器结构复杂，并且氨气制备效率低。
因此有必要提供一种结构简单，氨气制备效率高的中温电催化合成氨的反应器。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型采取了如下技术方案：
一种中温电催化合成氨的反应器，包括主体、搅拌机构、电极反应机构、加热装置和排气机构，所述排气机构连接于所述主体顶端；所述搅拌机构旋转连接于所述主体顶端，且其一端贯穿所述主体；所述电极反应机构和所述加热装置均连接于所述主体顶端，且所述电极反应机构和所述加热装置的一端均贯穿所述主体。
进一步地，所述主体包括罐体和盖体，所述罐体和所述盖体法兰连接。
进一步地，所述排气机构包括出气管和电控阀门，所述主体顶端设置有出气孔，所述出气管与所述出气孔连接，所述电控阀门连接于所述出气管远离所述出气孔的一端。
进一步地，所述搅拌机构包括驱动电机，驱动轴和搅动板，所述驱动电机固定连接于所述主体顶端，所述驱动轴连接于所述驱动电机动力输出端且其一端贯穿所述主体，所述搅动板均匀连接于所述驱动轴延伸至所述主体内部部分的侧壁上。
进一步地，所述驱动轴和所述主体之间设置有密封轴承。
进一步地，所述电极反应机构包括导电金属管、导气管和导电金属网，所述导电金属管连接于所述主体顶端且其一端贯穿所述主体，所述导气管连接于所述导电金属管内壁上，所述导电金属网连接于所述导电金属管底端。
进一步地，所述导电金属管顶端设置有电接头。
进一步地，所述导电金属管与所述主体相接触的部分外侧设置有四氟套。
进一步地，所述加热装置与所述主体相接触的部分外侧设置有四氟套。
进一步地，所述加热装置采用电加热棒。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型提供的一种中温电催化合成氨的反应器设置搅拌机构，提高加热装置对电解质加热的均匀性，并且在装置电催化过程中，搅拌装置可提高电解质溶液中各离子的均匀度，提高氨的合成效率；通过将导气管和导电金属管连接为一体，使电机反应机构结构简单，装置安装更加方便，导电金属网的设置可提高对电解液的通电性能，并且导电金属网可使通入电解液内的气体分布更加均匀，进一步提高氨合成效率。
附图说明
图1为本实用新型一种中温电催化合成氨的反应器立体图。
图2为本实用新型一种中温电催化合成氨的反应器剖视图。
图3为本实用新型一种中温电催化合成氨的反应器的电机反应机构示意图。
其中，图中：
1-主体；11-罐体；12-盖体；2-搅拌机构；21-驱动电机；22-驱动轴；23-搅动板；3-电极反应机构；31-导电金属管；32-导气管；33-导电金属网；34-电接头；4-加热装置；5-排气机构；51-出气管；52-电控阀门。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图1-3，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例一
结合图1-3本实施例提供了一种中温电催化合成氨的反应器，包括主体1、搅拌机构2、电极反应机构3、加热装置4和排气机构5，所述排气机构5连接于所述主体1顶端；所述搅拌机构2旋转连接于所述主体1顶端，且其一端贯穿所述主体1；所述电极反应机构3和所述加热装置4均连接于所述主体1顶端，且所述电极反应机构3和所述加热装置4的一端均贯穿所述主体1。
所述排气机构5包括出气管51和电控阀门52，所述主体1顶端设置有出气孔，所述出气管51与所述出气孔连接，所述电控阀门52连接于所述出气管51远离所述出气孔的一端；当装置工作时产生的氨气通过出气管流出，电控阀门的设置可防止氨气泄露。
所述搅拌机构2包括驱动电机21、驱动轴22和搅动板23，所述驱动电机21固定连接于所述主体1顶端，所述驱动轴22连接于所述驱动电机21动力输出端且其一端贯穿所述主体1，本实施例中所述搅动板23设置有三个，三个所述搅动板23均匀分布在所述驱动轴22延伸至所述主体1内部部分的周向上；当装置刚开始工作时，控制驱动电机工作，驱动电机带动驱动轴和搅动板转动，使主体内部的液体电解质发生搅动，提高加热的均匀性，提高后续中温电解过程中的氨合成效率。
所述电极反应机构3包括导电金属管31、导气管32和导电金属网33，所述导电金属管31连接于所述主体1顶端且其一端贯穿所述主体1，所述导气管32连接于所述导电金属管31内壁上，所述导电金属网33连接于所述导电金属管31底端，所述导电金属管顶端设置有电接头34；导气管和导电金属管连接为一体的设置使装置的安装更加方便，底部导电金属网的设置可提高对电解液的通电性能，并且导电金属网可使通入电解液内的气体分布更加均匀，进一步提高氨合成效率。
本实施例中所述电机反应机构3设置有两个，分别为正极反应机构和负极反应机构，正极反应机构的电接头34接电源正极，并通过导气管输入氮气，负极反应机构的电接头34接电源负极，并通过导气管输入氩气和水蒸气的混合气体，氩气和水蒸气的混合气体使氩气通过室温的去离子水再通过180℃的加热带而形成。
作为优化，所述驱动轴22和所述主体1之间设置有密封轴承，所述导电金属管与所述主体1相接触的部分外侧设置有四氟套，所述加热装置4与所述主体1相接触的部分外侧设置有四氟套，提高装置的密封性能，防止氨气泄露。
本实施例中所述加热装置4采用电加热棒。
在其他一些实施例中，所述主体1采用复合结构构成，包括罐体11和盖体12，所述罐体11和所述盖体12法兰连接，方便装置内部的维护。
当装置正常工作时，先向加热装置通电对主体内部的电解质进行加热，搅拌装置配合工作可提高电解质加热的均匀性，加热至适当温度后，对正极反应机构和负极反应机构通电，装置开始工作并合成氨气，氨气通过排气机构排出，先经过出气管的导向作用，并根据需要控制电控阀门的打开将氨气排出并收集。
本实施例公开的一种中温电催化合成氨的反应器通过设置搅拌机构，提高加热装置对电解质加热的均匀性，并且在装置电催化过程中，搅拌装置可提高电解质溶液中各离子的均匀度，提高氨的合成效率；通过将导气管和导电金属管连接为一体，使电机反应机构结构简单，装置安装更加方便，导电金属网的设置可提高对电解液的通电性能，并且导电金属网可使通入电解液内的气体分布更加均匀，进一步提高氨合成效率。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种中温电催化合成氨的反应器，其特征在于，包括主体、搅拌机构、电极反应机构、加热装置和排气机构，所述排气机构连接于所述主体顶端；所述搅拌机构旋转连接于所述主体顶端，且其一端贯穿所述主体；所述电极反应机构和所述加热装置均连接于所述主体顶端，且所述电极反应机构和所述加热装置的一端均贯穿所述主体。
2.根据权利要求1所述的一种中温电催化合成氨的反应器，其特征在于，所述主体包括罐体和盖体，所述罐体和所述盖体法兰连接。
3.根据权利要求1所述的一种中温电催化合成氨的反应器，其特征在于，所述排气机构包括出气管和电控阀门，所述主体顶端设置有出气孔，所述出气管与所述出气孔连接，所述电控阀门连接于所述出气管远离所述出气孔的一端。
4.根据权利要求1所述的一种中温电催化合成氨的反应器，其特征在于，所述搅拌机构包括驱动电机，驱动轴和搅动板，所述驱动电机固定连接于所述主体顶端，所述驱动轴连接于所述驱动电机动力输出端且其一端贯穿所述主体，所述搅动板均匀连接于所述驱动轴延伸至所述主体内部部分的侧壁上。
5.根据权利要求4所述的一种中温电催化合成氨的反应器，其特征在于，所述驱动轴和所述主体之间设置有密封轴承。
6.根据权利要求1所述的一种中温电催化合成氨的反应器，其特征在于，所述电极反应机构包括导电金属管、导气管和导电金属网，所述导电金属管连接于所述主体顶端且其一端贯穿所述主体，所述导气管连接于所述导电金属管内壁上，所述导电金属网连接于所述导电金属管底端。
7.根据权利要求6所述的一种中温电催化合成氨的反应器，其特征在于，所述导电金属管顶端设置有电接头。
8.根据权利要求6所述的一种中温电催化合成氨的反应器，其特征在于，所述导电金属管与所述主体相接触的部分外侧设置有四氟套。
9.根据权利要求1所述的一种中温电催化合成氨的反应器，其特征在于，所述加热装置与所述主体相接触的部分外侧设置有四氟套。
10.根据权利要求1所述的一种中温电催化合成氨的反应器，其特征在于，所述加热装置采用电加热棒。
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