小型制氨机的制造方法与流程

本发明为化工领域，涉及一种小型制氨机，采取简单易行的方法制取氨气。

二、

背景技术：
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工业生产化肥，价格较高，农民负担重，不便于实施。为了减轻农民负担，为了农作物增产，因此研究小型制氨机的制造法，让农民自己生产化肥。

三、

技术实现要素：
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发明小型制氨机，用氮气和氢气合成氨气，采取两种方式：①电分离氮气，电水解氢气，电合成氨气；②光分离氮气，光水解氢气，光制氨气。

四、附图说明：

图1 水电解制取氢气

图2 水电解制取氢气示意图

图3 变压法分离空气制氮气

图4 变压法分离空气制氮气示意图

图5 电合成氨气

图6 电合成氨气示意图

图7 光水解制氢气

图8 光分离空气中氮气

图9 光分离空气中氮气示意图

图10 光制氨气

五、具体实施方式：

1、电合成氨气

(1)水电解制取氢气，即往H₂O里水电解器正极加二氯化钴CoCl₂，Co²⁺正极失电子Co³⁺，Co³⁺使H₂O起化学反应生成H₂和O₂，低价阳离子电离能非常大，Co²⁺失电子非常不容易，加三苯基膦使Co²⁺容易失电子，使Co²⁺容易变成Co³⁺。

水电解器负极由锌粒、Zn⁺²Cl^-1₂、淀粉均匀组成，正极间断将电子输入负极里Zn²⁺，使Zn²⁺+e＝Zn⁰，同时正极将H⁺输入负极，使Zn⁰+2H⁺＝H₂↑，使负极得H₂，正极得O₂。

注：水电解器不用隔膜可以，如果用隔膜，用徐家业《高等有机合成》第200页F101型膜、E105型膜，第224页SPE膜。

(2)用变压法分离空气制取氮气，即制N2。

打气方法：打气孔和打气嘴接上，出气阀关闭，抽气孔和出气阀之间的活结必须拔开，插220V电源，气压表到5个气压停电，停止打气。这时放开出气阀，压力表降到常压，这时出来的气体就是N2。

抽气方法：抽气孔和出气阀接上，出气阀打开，打气孔必须拔开，插上220V电源，开始抽气。按以上操作方法，我真做实验，得到氮气N₂。

变压法分离空气制氮气N₂，吸附阶段5大气压，用电量小于1.0kWh/m³，得99.9％的氮气。

(3)电合成氨气NH₃，即制NH₃。

电合成图组成：阮内镍做正极，钼、三苯基膦做负极，石墨-FeCl₃-钾三元化合物做固体电解质。

H₂输入正极，N₂输入负极，H₂分子2个成键电子失去电子奔负极，负极电更多，使有效成反馈π键，使负极N₂分解氮原子，产生氮原子和氢原子结合NH₃。

上述(1)制H₂实验，(2)制N₂实验，(3)制NH₃实验，我都真做了实验，实验效果都相当好。

2、光制氨气

(1)光解水制氢气

用功率150瓦、电压24.6伏、开路电压30.5伏、电流5.47安太阳能电池板代替功率120瓦、电压12伏、电流10安监控电源，电解水制氢气就变成了光解水制氢气。

电解水制氢气与光解水制氢气优缺点：

电解水制氢气，设备投资200元，向国家交电费。

光解水制氢气，设备投资1100元，不向国家交电费。

光解水制氢气，经实验产氢气效果非常好。

(2)光分离空气中氮气

用功率150瓦、电压24.6伏、开路电压30.5伏、电流5.47安太阳能电池板，经控制器、蓄电池组、逆变器，得电压220V电源，这种电源带动电冰箱压缩机就为光分离空气中氮气。

电分离空气中氮气与光分离空气中氮气优缺点：

电分离空气中氮气，投资约350元，向国家电部门交电费。

光分离空气中氮气，投资约2600元，不向国家电部门交电费。

(3)光制氨气

用功率150瓦、电压24.6伏、开路电压30.5伏、电流5.47安太阳能电池板代替功率120瓦、电压12伏、电流10安监控电源，电制氨气就变了光制氨气。

电制氨气与光制氨气优缺点：

电制氨气，投资300元，向国家电部门交电费。

光制氨气，投资1200元，不向国家电部门交电费。

农民生产特点是一年春种、铲趟、灭虫、拔草、积农家肥、秋收等许多农活，决不制化学肥一种农活，所以制氨机制氨有一年时间期限；科学上讲蓄电池容量＝电流强度×时间，即电流强度越小，用时间越长，根据农民生产特点，农民有时间蓄累电能，来制取氨气。

上面我做了实验，效果很好。