[发明专利]基于化学链反应的制氨方法及系统

权利要求书

1.一种基于化学链反应的制氨方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、固态金属与氮气在氮化流化床(1)中发生氮化反应，生成载氮体；

S2、所述载氮体和氢气在氨化流化床(3)中发生氨化反应，生成氨气和再生的固态金属。

2.根据权利要求1所述的基于化学链反应的制氨方法，其特征在于，

步骤S1中：

固态金属与氮气在100-600℃且常压下发生氮化反应；

步骤S2中：

所生成的载氮体与氢气在100-500℃且常压下发生氨化反应。

3.根据权利要求2所述的基于化学链反应的制氨方法，其特征在于，

所述固态金属为Li，Li与氮气在体积比6:1、温度小于等于300℃的条件下发生氮化反应，生成的所述载氮体为Li₃N，Li₃N与氢气在体积比2:3、温度小于等于300℃的条件下发生氨化反应，生成氨气和Li；或者

所述固态金属为Mg，Mg与氮气在体积比3:1、温度小于等于300℃的条件下发生氮化反应，生成的所述载氮体为Mg₃N₂，Mg₃N₂与氢气在体积比1:3、温度小于等于500℃的条件下发生氨化反应，生成氨气和Mg；或者

所述固态金属为Zn，Zn与氮气在体积比3:1、温度小于等于300℃的条件下发生氮化反应，生成的所述载氮体为Zn₃N₂，Zn₃N₂与氢气在体积比1:3、温度小于等于400℃的条件下发生氨化反应，生成氨气和Zn；或者

所述固态金属为Mn，Mn与氮气在体积比3:1、温度小于等于400℃的条件下发生氮化反应，生成的所述载氮体为Mn₃N₂，Mn₃N₂与氢气在体积比1:3、温度小于等于500℃的条件下发生氨化反应，生成氨气和Mn；或者

所述固态金属为Fe，Fe与氮气在体积比8:1、温度小于等于100℃的条件下发生氮化反应，生成的所述载氮体为Fe₂N和Fe₄N，Fe₂N和Fe₄N整体与氢气在体积比2:3、温度小于等于100℃的条件下发生氨化反应，生成氨气和Fe；或者

所述固态金属为Mo，Mo与氮气在体积比2:1、温度小于等于150℃的条件下发生氮化反应，生成的所述载氮体为MoN，MoN与氢气在体积比2:3、温度小于等于125℃的条件下发生氨化反应，生成氨气和Mo。

4.根据权利要求1所述的基于化学链反应的制氨方法，其特征在于，

步骤S1还包括：

所述氮化流化床(1)中的未反应的氮气携带所述载氮体离开所述氮化流化床(1)，然后通过第一固气分离器(2)分离氮气和载氮体，分离出的氮气送回所述氮化流化床(1)，分离出的载氮体送入所述氨化流化床(3)；

步骤S2还包括：

所述氨化流化床(3)中包括生成的氨气和未反应的氢气在内的混合气携带再生的固态金属离开所述氨化流化床(3)，然后通过第二固气分离器(4)分离再生的固态金属和混合气，分离出的再生的固态金属送入所述氮化流化床(1)，分离出的混合气通过分离装置(5)使氢气和气态或液态氨分别排出，排出的氢气送回所述氨化流化床(3)。