研究人员开发一种适合分布式小规模生产 “绿色 “氨新工艺

来自比利时鲁汶大学和安特卫普大学的一个团队开发了一种适合分布式小规模生产 “绿色 “氨的新工艺。该工艺名为PNOCRA(等离子体氮氧化催化还原成氨),结合了从柴油机尾气后处理技术中采用的等离子体辅助氮氧化和瘦氮氧化物捕集技术。

PNOCRA实现了4.6MJ mol-1 NH3的能量需求,比最先进的等离子体辅助N2和H2合成氨的能量需求低4倍以上,且收率合理(>1%)。关于他们工作的论文发表在《Angewandte Chemie》国际版上。获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

研究人员开发一种适合分布式小规模生产 "绿色 "氨的新工艺

PNOCRA过程分为两个阶段:阶段1:等离子体辅助的N 2-氧化,然后将NO x吸附在稀薄的NO x捕集器(LNT)上;阶段2:LNT的催化操作,以将H 2吸附的NO x还原为NH 3,然后用水萃取NH 3。温度:红色= 1100°C,橙色= 175°C和蓝色= 40°C。

氨是全球最重要的化学品之一。它是农业中必不可少的肥料,也是化学和制药工业的重要组成部分。它也是一种替代的无碳可再生燃料。通过Haber-Bosch工艺生产的氨的工业产量每年约为1.5亿吨。使用天然气的Haber-Bosch工艺,每生产1公斤NH3会产生约1.5公斤的二氧化碳。因此,我们积极投资于更环保、更可持续的合成氨生产路线。在Haber-Bosch工艺中使用 “绿色”、”蓝色 “或 “绿松石 “氢气是一种选择。另外,合成氨的电气化可以通过电催化或等离子体技术来实现。等离子体是一种电离气体,它由电子、离子、中性气体分子、受激分子种类、自由基和原子以及光子组成。

等离子体产生的高活性物种有利于N2的固定,可以在大气压下运行,并且可以用可再生电力供电,这使它完全适合于分散的、间歇性的生产。

在这项工作中,我们提出了PNOCRA工艺(等离子体氮气氧化催化还原成氨):这是一种新型工艺,将等离子体与发动机尾气后处理技术相结合,克服了等离子体工艺合成氨效率低的问题。等离子体非常适合于氧化反应,而不是化学还原。因此,在所提出的工艺中,N2首先被氧化为氮氧化物,随后利用汽车工业的概念被还原为NH3,在汽车上合成氨以减少尾气中的氮氧化物排放。—Hollevoet等。

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