大化所開發(fā)出“節(jié)能減排”合成氨過程

近日，中科院大連化物所復(fù)合氫化物材料化學(xué)研究組陳萍研究員、郭建平副研究員團(tuán)隊(duì)在合成氨研究中取得重要進(jìn)展，通過開發(fā)出一種“溫和”的合成氨過程，大幅降低了合成氨反應(yīng)的溫度和壓力，對(duì)節(jié)約能源、減少二氧化碳排放等環(huán)境問題具有重要意義。
　　氨是化肥的重要來源，對(duì)于人類社會(huì)的生存與發(fā)展至關(guān)重要。同時(shí)，氨作為可再生能源的載體，在可再生能源的儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化過程中的作用也日益受到人們的重視。目前，工業(yè)上合成氨主要通過哈伯-博施法，利用氫和空氣中氮直接合成氨。該過程需要在高溫高壓下進(jìn)行，不但能量消耗高，而且還排放出大量的二氧化碳：合成氨過程每年消耗世界1-2%的能源，此外每生產(chǎn)1噸氨排放1.9噸二氧化碳，這都對(duì)環(huán)境造成了一定的影響。
　　為解決上述問題，陳萍團(tuán)隊(duì)提出了一種以堿金屬亞氨基化合物為載氮體的低溫化學(xué)鏈合成氨技術(shù)，即堿金屬的氫化物首先通過“固定”氮?dú)馍上鄳?yīng)的亞氨基化合物，隨后將反應(yīng)氣氛切換為氫氣，使得亞氨基化合物加氫釋放出氨氣。
　　該工藝首先利用可再生能源產(chǎn)生的電能，通過空氣分離制氮和電解水制氫，然后將氮?dú)夂蜌錃饨惶嫱ㄈ胼d有氫化物的反應(yīng)器中分別進(jìn)行氮化和加氫反應(yīng)，未反應(yīng)的氣體經(jīng)分離純化后可循環(huán)使用。其中合成氨及吸附分離氨等部分單元已經(jīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。此工藝為可再生能源的儲(chǔ)存與利用及小規(guī)模分布式合成氨工廠的構(gòu)建提供了一個(gè)方案。