SE2300074A1 - Metod och anordning för att producera ammoniak och ammonium - Google Patents
Metod och anordning för att producera ammoniak och ammoniumInfo
- Publication number
- SE2300074A1 SE2300074A1 SE2300074A SE2300074A SE2300074A1 SE 2300074 A1 SE2300074 A1 SE 2300074A1 SE 2300074 A SE2300074 A SE 2300074A SE 2300074 A SE2300074 A SE 2300074A SE 2300074 A1 SE2300074 A1 SE 2300074A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- ammonia
- hydrogen
- supplied
- ammonium
- engine
- Prior art date
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 title claims abstract description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000003570 air Substances 0.000 claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N ammonium formate Chemical compound [NH4+].[O-]C=O VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 abstract description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009620 Haber process Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
- F02B43/10—Engines or plants characterised by use of other specific gases, e.g. acetylene, oxyhydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
- C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
- C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Föreliggande uppfinning avser förfarande och arrangemang för att producera ammoniak från kvävet i luft. Uppfinningen kännetecknas av att i en förbränningsmotor för väte förbränns en del av tillfört väte med syret i den omgivningsluft som tillförs motorn varvid kvarvarande del av tillfört väte reagerar med kvävet från tillförd luft och bildar ammoniak varefter motorns avgaser efter kylning och kondensering av vattenånga till vatten väsentligen utgörs av ammoniak och ammonium.
Description
Metod och anordning för att producera ammoniak och ammonium Luften runt oss består till största delen av kväve cirka 78 procent och syre cirka 21 procent. I luften finns även mycket små mängder av andra gaser uppgående till cirka 1 procent. Kväve har många industriella användningsområden. Ett viktigt område är framställning av ammo- nium (ammoniak löst i vatten) som kan användas för produktion av gödsel. Oftast produceras kväve från luft genom gradvis komprimering och kylning av luften i en process benämnd Hampson-Linde. Därefter görs ammoniak, vanligen genom en metod benämnd Haber-Bosch genom att blanda kväve med väte under höga tryck, >l 00 bar, och temperaturer, >700 K, samt i närvaro av exv. jäm som katalysator, enligt formeln: Nz + 3 llz ~+ 2 Nl lg.
Syftet med uppfinningen är att producera ammoniak/ammonium, med luft och väte som rå- vara, enligt en ny och avsevärt mindre kostnadskrävande metod och anordning.
Metoden utförs i en internförbränningsmotors förbränningskammare där temperatur och tryck i förbränningskammaren, med en invändig yta som åtminstone delvis är utförd i jäm, uppnår ovan nämnda nivåer för processen Haber-Bosch. Inför motorns arbetstakt tillförs förbrän- ningskammaren omgivningsluft och väte med en kvantitet av väte som betydligt överstiger den vätekvantitet som åtgår för att under förbränningen förbruka allt syre i tillförd luft. Vid förbränningen av luft-väteblandningen som inleds i anslutning till kolvens övre vändläge kommer vätet i den överstigande, ej i förbränningen deltagande, vätekvantiteten att reagera med kvävet i tillförd omgivningsluft enligt formeln: 3 H2 + Ng -> 2 NH; Målet är att tillsam- mans med omgivningsluft tillföra väte i sådan kvantitet att efter förbränning, där allt syre åt- går, med bildande av vattenånga och ammoniak resterar inget väte eller kväve i energiom- vandlarens avgaser, en stökiometrisk reaktion, vilket innebär att inför varje arbetstakt skall förbränningskammaren tillföras tre molekyler väte för varje tillförd molekyl kväve utöver det väte som åtgår för att förbränna allt tillfört syre i luft-väteblandningen. Dock är väte dyrt jäm- fört med luftens kväve vilket är skälet till att mer omgivningsluft tillförs än vad som skulle behövas för nämnda stökiometri. Gasblandningen av vattenånga, och pga. högt tryck och temperatur bildad ammoniak, kyls varvid när vattenångan kondenseras samtidigt ammoniak, åtminstone delvis, löses i kondensatet, vattnet, och ammonium bildas.
I kondenseringsfasen fångas även förekommande partiklar från exv. motorslitage som avskiljs innan ammoniak resp. ammoniumet separeras och lagras i exv. varsin tank. Därefter återstår inledningsvis nämnda små mängder av andra gaser som exv. argon vars ev. omhändertagande inte berörs av uppfinningen.
Genom att motorn bringas utföra nyttoarbete som att driva elverk eller annan nyttoanordning och att spillvärme, i form av motorvärmet och avgasvärmet, tillvaratas blir totalverkningsgra- den hög med följden att kostnaden för produktion av ammoniak och ammonium blir låg.
Inom jordbruk kan, vid exv. en traktor eller annan jordbruksmaskin med väteförbränningsmo- tor, avgaserna efter eventuell kylning och rening i gödslingssyfte ledas ner i jorden bakom fordonet i samband med plöjning, harvning, sådd, skörd eller annat arbete som kompensation för den kväve som frigörs när jord rörs om i samband med nämnda förfaranden. Vid behov av sterilisering av jord kyls inte avgasema innan de förs ned i jorden.
Förbränningsmotorers konstruktion och arbetssätt är väl kända vilket är skäl till att ytterligare beskrivning i form av figurer och figurbeskrivningar för en fackmans tillämpning av uppfin- ningen inte anses vara behövlig men kan tillföras om granskande patentmyndighet så kräver.
Som prioritetsgrundande föreliggande patentansökning åberopas svenska patentansökningar nr: 2300062-3, 2200076-4, 2200081-4, 2200080-6, 2200097-0, 2200108-5, 2200107-Ovanstående beskrivning, och prioritetsgrundande patentansökningar, begränsar inte uppfin- ningen utan modifieringar kan göras inom ramen för de följande angivna patentkraven. l
Claims (7)
1. Metod för att framställa ammoniak i en förbränningsmotor samtidigt som värme omvandlas till arbete, kännetecknad av att inför förbränningsmotorns arbetstakter tillförs förbrännings- kammaren väte och luft i ett blandningsförhållande som dels innebär att vid åtföljande för- bränning förbränns allt syre med väte och som dels innebär att oforbränt väte tillsammans med kväve i den tillförda luften bildar ammoniak.
2. Metod enligt krav 1, kännetecknad av att motorns avgaser kyls för kondensering av vid förbränningen bildad vattenånga till vatten i vilket en del av bildad ammoniak lösts och for- mat ammonium varvid resterande gas väsentligen utgörs av ammoniak.
3. Metod enligt krav 2, kännetecknad av att ammoniumet avskiljs och lagras i tank för lag- ring av ammonium samt att ammoniaken komprimeras och lagras i tank för komprimerad ammoniak.
4. Metod enligt krav 2, kännetecknad av att avgasblandningen leds ned i marken bakom en traktor eller annan jordbruksmaskin.
5. Anordning för genomförande av metoden enligt krav 1, kännetecknad av att anordningen utgörs av en förbränningsmotor där tillfört bränsle utgörs av väte som tillsammans med syret i tillförd omgivningsluft förbränns under motoms arbetstakter.
6. Anordning enligt krav 5 kännetecknad av att förbränningskammarens invändiga yta åt- minstone delvis innefattar järn.
7. Anordning enligt krav 5 kännetecknad av att förbränningsmotom driver en elgenerator eller en traktor eller annan jordbruksmaskin eller annan nyttoanordning.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE2200097 | 2022-09-04 | ||
SE2200108 | 2022-10-03 | ||
SE2200127A SE2200127A1 (sv) | 2022-04-06 | 2022-11-13 | Bränslecell med väteåtervinning |
SE2300062A SE2300062A1 (sv) | 2022-07-08 | 2023-07-02 | Kväve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE2300074A1 true SE2300074A1 (sv) | 2024-03-05 |
Family
ID=90469048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE2300074A SE2300074A1 (sv) | 2022-09-04 | 2023-08-23 | Metod och anordning för att producera ammoniak och ammonium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE2300074A1 (sv) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2073317A (en) * | 1980-03-21 | 1981-10-14 | Escher Foster Tech Inc | Hydrogen-oxygen thermochemical combustion initiation |
US20090117014A1 (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-07 | Quantumsphere, Inc. | System and method for ammonia synthesis |
US8627655B2 (en) * | 2007-02-16 | 2014-01-14 | Audi, Ag | Method and device for producing ammonia for the exhaust gas treatment in internal combustion engines in a motor vehicle |
US20150020764A1 (en) * | 2013-07-19 | 2015-01-22 | V-GRID Energy Systems | Ignition system for low grade synthesis gas at high compression |
US20210062738A1 (en) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for a vehicle |
-
2023
- 2023-08-23 SE SE2300074A patent/SE2300074A1/sv unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2073317A (en) * | 1980-03-21 | 1981-10-14 | Escher Foster Tech Inc | Hydrogen-oxygen thermochemical combustion initiation |
US8627655B2 (en) * | 2007-02-16 | 2014-01-14 | Audi, Ag | Method and device for producing ammonia for the exhaust gas treatment in internal combustion engines in a motor vehicle |
US20090117014A1 (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-07 | Quantumsphere, Inc. | System and method for ammonia synthesis |
US20150020764A1 (en) * | 2013-07-19 | 2015-01-22 | V-GRID Energy Systems | Ignition system for low grade synthesis gas at high compression |
US20210062738A1 (en) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for a vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20100233787A1 (en) | Energy production from algae in photo bioreactors enriched with carbon dioxide | |
JP3631891B2 (ja) | 水素エンジン | |
US10767855B2 (en) | Method and equipment for combustion of ammonia | |
ATE474133T1 (de) | Verfahren und system zur überwachung des betriebsstatus eines verbrennungsmotors | |
RU2012101463A (ru) | Способ удаления увлеченного газа в системе генерирования мощности с комбинированным циклом | |
SE2300074A1 (sv) | Metod och anordning för att producera ammoniak och ammonium | |
Singh et al. | Ambient air temperature effect on power plant performance | |
US10767556B2 (en) | Method and equipment for combustion of ammonia | |
EP2069233A1 (en) | Gas turbine topping in sulfuric acid manufacture | |
Vasserman et al. | Methods of increasing thermal efficiency of steam and gas turbine plants | |
CN109415982A (zh) | 内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法 | |
US9574493B2 (en) | Electricity-generating system | |
SE2300062A1 (sv) | Kväve | |
RU178331U1 (ru) | Парогазотурбинная установка | |
CN102703143A (zh) | 一种燃料油用高效节能环保催化剂 | |
CN201925027U (zh) | 一种应用化工驰放气发电的*** | |
ATE431495T1 (de) | Verfahren zum betreiben einer wärmekraftmaschine, vorzugsweise einer gasturbinenanlage | |
WO2006123388B1 (en) | Scheme of power enhancement for combined cycle plants through steam injection | |
ATE435366T1 (de) | Verfahren zum betreiben einer wärmekraftmaschine, vorzugsweise einer gasturbinenanlage | |
RU2780597C1 (ru) | Способ работы парогазовой установки электростанции | |
RU2006145410A (ru) | Способ работы кислородно-керосиновых жидкостных ракетных двигателей и топливная композиция для них | |
RU2787627C1 (ru) | Способ работы парогазовой установки электростанции | |
RU50603U1 (ru) | Парогазовая установка | |
CZ25132U1 (cs) | Zařízení pro snižování emisí oxidů dusíku ze spalovacích motorů a/nebo zvyšování výkonu spalovacích motorů při zachování emisí oxidů dusíku ze spalovacích motorů a/nebo zvyšování celkové účinnosti motoru při zachování emisí oxidů dusíku ze spalovacích motorů | |
RU2799696C1 (ru) | Парогазовая установка электростанции |