CN220703809U - 一种碱性电解水制绿色合成氨的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种碱性电解水制绿色合成氨的装置，包括机体，机体一侧设有电源接口，机体表面设有开关板，开关板表面设有开关拉环，开关板一侧设有合页，开关板通过合页与机体相连接，机体下方内壁设有储存箱，储存箱表面设有支撑板，支撑板表面设有冷却装置，支撑板两侧对称设有移动装置，机体内壁侧边设有电解槽，通过上述结构相互配合，达到使用可再生能源电解水制取绿氢作为原料直接合成绿氨的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及电解水制氨技术领域，具体为一种碱性电解水制绿色合成氨的装置。
背景技术
氢能是一种来源广泛、清洁无碳、灵活高效且应用场景丰富的二次能源，可以解决可再生电力能源消纳和储存的问题。由于氢具有密度小、扩散能力强、易燃易爆(在空气中爆炸极限为4～75％)、氢脆和储存难等特殊的物理性质，因此，安全高效的储运及应用技术是氢能产业大规模发展的关键所在，也是制约氢能产业经济性发展的瓶颈。而解决氢能储运问题是氢能安全高效使用的必要前提，也是氢能全产业链降低成本的关键一环。
氢能主要通过电解水制氢生产。若能使用可再生能源电解水制取绿氢作为原料直接合成绿氨不仅可以实现新能源的本地化有效消纳，也是化工绿色转型的重要途径，可显著降低化工行业的碳排放，规模化应用潜力巨大。
因此，为了解决上述问题，提出了一种使用可再生能源电解水制取绿氢作为原料直接合成绿氨的一种碱性电解水制绿色合成氨的装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种碱性电解水制绿色合成氨的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种碱性电解水制绿色合成氨的装置，包括机体，机体一侧设有电源接口，机体表面设有开关板，开关板表面设有开关拉环，开关板一侧设有合页，开关板通过合页与机体相连接，机体下方内壁设有储存箱，储存箱表面设有支撑板，支撑板表面设有冷却装置，冷却装置包括安装在支撑板表面的冷却管，冷却管一端设有进水口，冷却管另一端设有出水口，支撑板两侧对称设有移动装置，移动装置包括固定安装在支撑板两侧的移动滑轨，移动滑轨一端设有移动电机，移动电机电性连接电源，移动电机输出端设有移动滑杆，移动滑杆表面设有移动滑板，移动滑板一侧固定安装在机体内壁，机体内壁侧边设有电解槽，电解槽包括安装在电解槽表面的盖板，盖板表面设有氨水管，盖板表面设有氨气收集管，氨气收集管一端对称设有运输管和储存管，储存管接近氨气收集管的一端设有单向阀，储存管一端与储存箱相连，电解槽一侧设有氢气管，电解槽一侧设有空分装置，空分装置一端设有吸附剂，电解槽中间设有阴极，电解槽中间设有阳极，阴极和阳极电性连接电源，阴极和阳极一侧均设有离子交换膜。
优选的，为了满足使用可再生能源电解水制取绿氢作为原料直接合成绿氨的目的，在机体内设有电解槽。
优选的，为了排出电解槽在电解过程中产生大量的热量，在机体内设有冷却装置，以保持电解槽内的温度稳定。
优选的，为了方便对冷却装置进行维修更换，在支撑板两侧对称设有移动装置。
优选的，与现有技术相比，本项技术合成氨全过程零碳排放，与传统Haber-Bosch法合成氨比，具有工艺流程简单、能耗低、零碳排放的优点。在催化剂作用下，可以直接与通过空分装置获取的氮气发生电化学反应，实现电化学固氮。
本实用新型的有益效果是：
(1)为了满足使用可再生能源电解水制取绿氢作为原料直接合成绿氨的目的，在机体内设有电解槽，其中电解槽包括安装在电解槽表面的盖板，盖板表面设有氨水管，盖板表面设有氨气收集管，氨气收集管一端对称设有运输管和储存管，储存管接近氨气收集管的一端设有单向阀，储存管一端与储存箱相连，电解槽一侧设有氢气管，电解槽一侧设有空分装置，空分装置一端设有吸附剂，电解槽中间设有阴极，电解槽中间设有阳极，阴极和阳极电性连接电源，阴极和阳极一侧均设有离子交换膜，通过上述结构相互配合，在使用时，可以通使电解槽内的电解液为氨水，在电解过程中水分解产生氢气和氧气，而氨水中的氨离子则在电解过程中与产生的氢离子结合生成氨气，并在空分装置一端安装吸附剂，将氧气排出，防止氢气和氧气混合产生爆炸。
(2)为了排出电解槽在电解过程中产生大量的热量，在机体内设有冷却装置，同时为了方便对冷却装置进行维修更换，在支撑板两侧对称设有移动装置，移动装置包括固定安装在支撑板两侧的移动滑轨，移动滑轨一端设有移动电机，移动电机电性连接电源，移动电机输出端设有移动滑杆，移动滑杆表面设有移动滑板，移动滑板一侧固定安装在机体内壁，冷却装置包括安装在支撑板表面的冷却管，冷却管一端设有进水口，冷却管另一端设有出水口，通过上述结构相互配合，将进水口和出水口与工业用水连接，通过管道和泵等设备流动到被冷却的设备中，吸收设备中的热量后流出，形成循环，达到以保持电解槽内的温度稳定，通过运行移动电机，使移动电机带动移动滑板移动，从而使支撑板带动冷却装置移动，达到方便对冷却装置进行检查和更换的目的。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种碱性电解水制绿色合成氨的装置的结构示意图；
图2为本实用新型提出的一种碱性电解水制绿色合成氨的装置的结构示意图；
图3为本实用新型提出的一种碱性电解水制绿色合成氨的装置的内部结构示意图；
图4为本实用新型提出的一种碱性电解水制绿色合成氨的装置的移动装置结构示意图；
图5为本实用新型提出的一种碱性电解水制绿色合成氨的装置的电解槽结构示意图。
图中：1、机体；2、开关板；3、合页；4、开关拉环；5、电源接口；6、电解槽；7、冷却装置；8、储存箱；9、支撑板；10、移动装置；601、盖板；602、氨水管；603、氨气收集管；604、运输管；605、储存管；606、单向阀；607、氢气管；608、空分装置；609、吸附剂；610、阴极；611、阳极；612、离子交换膜；701、冷却管；702、进水口；703、出水口；1001、移动滑轨；1002、移动滑板；1003、移动滑杆；1004、移动电机。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。
请参阅图1-5，本实用新型提供的一种技术方案：一种碱性电解水制绿色合成氨的装置，包括机体1，机体1一侧安装电源接口5，机体1表面安装开关板2，开关板2表面安装开关拉环4，开关板2一侧安装合页3，开关板2通过合页3与机体1相连接，机体1下方内壁安装储存箱8，储存箱8表面安装支撑板9，机体1内壁侧边安装电解槽6，电解槽6包括安装在电解槽6表面的盖板601，盖板601表面安装氨水管602，盖板601表面安装氨气收集管603，氨气收集管603一端对称安装运输管604和储存管605，储存管605接近氨气收集管603的一端安装单向阀606，储存管605一端与储存箱8相连，电解槽6一侧安装氢气管607，电解槽6一侧安装空分装置608，空分装置608一端安装吸附剂609，电解槽6中间安装阴极610，电解槽6中间安装阳极611，阴极610和阳极611电性连接电源，阴极610和阳极611一侧均安装离子交换膜612，通过上述结构相互配合，在使用时，将电解槽6内的电解液更换为氨水，连接电源，使阴极610和阳极611在电解过程中将水分解产生氢气和氧气，而氨水中的氨离子则在电解过程中与产生的氢离子结合生成氨气，并在空分装置608一端安装吸附剂609，将氧气排出，防止氢气和氧气混合产生爆炸，并且可以将产生的氨气通过氨气收集管603将氨气输送至运输管604内，也可以打开单向阀606将氨气输送至储存箱8内，同时在阴极610和阳极611两侧均设有离子交换膜612，离子交换膜612的作用是将溶液中的离子通过膜层分离出来，实现离子之间的交换，离子交换膜612的交换作用主要是利用离子在溶液中的电荷特性进行的，膜层中的阴离子或阳离子可以与相应的溶液中的阳离子或阴离子发生交换，从而实现离子分离的作用。
支撑板9表面安装冷却装置7，冷却装置7包括安装在支撑板9表面的冷却管701，冷却管701一端安装进水口702，冷却管701另一端安装出水口703，支撑板9两侧对称安装移动装置10，移动装置10包括固定安装在支撑板9两侧的移动滑轨1001，移动滑轨1001一端安装移动电机1004，移动电机1004电性连接电源，移动电机1004输出端安装移动滑杆1003，移动滑杆1003表面安装移动滑板1002，移动滑板1002一侧固定安装在机体1内壁，通过上述结构相互配合，在使用时将进水口702和出水口703与工业用水连接，通过冷却管701流动到被冷却的设备下方，吸收设备中的热量后流出，形成循环，达到保持电解槽6内的温度稳定，通过运行移动电机1004，使移动电机1004带动移动滑板1002移动，从而使支撑板9带动冷却装置7移动，达到方便对冷却装置7进行检查和更换的目的。
工作原理：在使用时，给电解槽6内的注入碱性电解液，通入氮气，其中氮气通过空分装置608从空气中进行获取，将电解槽6连接电源，阴极610在催化剂作用下发生氮还原反应(N2+6H2O+6e→2NH3+6OH-)，可以在常温常压下达到电化学固氮，生成绿色氨气。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (3)
1.一种碱性电解水制绿色合成氨的装置，包括机体(1)，其特征在于：所述机体(1)一侧设有电源接口(5)，所述机体(1)表面设有开关板(2)，所述开关板(2)表面设有开关拉环(4)，所述开关板(2)一侧设有合页(3)，所述开关板(2)通过合页(3)与机体(1)相连接，所述机体(1)下方内壁设有储存箱(8)，所述储存箱(8)表面设有支撑板(9)，所述支撑板(9)表面设有冷却装置(7)，所述支撑板(9)两侧对称设有移动装置(10)，所述机体(1)内壁侧边设有电解槽(6)；
所述电解槽(6)包括安装在电解槽(6)表面的盖板(601)，所述盖板(601)表面设有氨水管(602)，所述盖板(601)表面设有氨气收集管(603)，所述氨气收集管(603)一端设有运输管(604)和储存管(605)，所述储存管(605)接近氨气收集管(603)的一端设有单向阀(606)，所述储存管(605)一端与储存箱(8)相连，所述电解槽(6)一侧设有氢气管(607)，所述电解槽(6)一侧设有空分装置(608)，所述空分装置(608)一端设有吸附剂(609)，所述电解槽(6)中间设有阴极(610)，所述电解槽(6)中间设有阳极(611)，所述阴极(610)和阳极(611)电性连接电源，所述阴极(610)和阳极(611)一侧均设有离子交换膜(612)。
2.根据权利要求1所述的一种碱性电解水制绿色合成氨的装置，其特征在于：所述冷却装置(7)包括安装在支撑板(9)表面的冷却管(701)，所述冷却管(701)一端设有进水口(702)，所述冷却管(701)另一端设有出水口(703)。
3.根据权利要求2所述的一种碱性电解水制绿色合成氨的装置，其特征在于：所述移动装置(10)包括固定安装在支撑板(9)两侧的移动滑轨(1001)，所述移动滑轨(1001)一端设有移动电机(1004)，所述移动电机(1004)电性连接电源，所述移动电机(1004)输出端设有移动滑杆(1003)，所述移动滑杆(1003)表面设有移动滑板(1002)，所述移动滑板(1002)一侧固定安装在机体(1)内壁。
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