SU1353731A1 - Method of photocatalytic production of ammonia - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к процессам фотокаталитического восстановлени  азота до аммиака в ходе фотолиза воды под действием ультрафиолетового облучени  и может быть использовано в промышленной технологии получени  аммиака. В описываемом способе фотокаталитического получени  аммиака, включающем пропускание азота, насыщенного парами воды, через катализатор - диоксид титана с одновременной обработкой реакционной смеси ультрафиолетовым облучением с целью повышени  выхода продукта в качестве катализатора используют диоксид титана, полученный методом пламенного гидролиза паров тетрахлорида титана в водородно-кислородном пламени при 700-1000 с. Способ позвол ет получать аммиак с более высоким выходом. 1 табл. (Л со ел со соThe invention relates to processes of photocatalytic reduction of nitrogen to ammonia during the photolysis of water under the action of ultraviolet irradiation and can be used in industrial technology for producing ammonia. In the described method of photocatalytic production of ammonia, which involves passing nitrogen saturated with water vapor through a catalyst — titanium dioxide and simultaneously treating the reaction mixture with ultraviolet radiation — to increase the yield of the product, titanium dioxide produced by the method of flame titanium tetrachloride in hydrogen-oxygen is used as a catalyst flame at 700-1000 with. The process allows ammonia to be produced at a higher yield. 1 tab. (L has co Stock

Description

10ten

1В1B

2020

2525

135373135373

Изобретение относитс  к процессам отокаталитического восстановлени  зота до аммнака в ходе фотолиза воы под действием ультрафиолетового . облучени  и может быть использовано в промышленной технологии получени  аммиака.This invention relates to the processes of otocatalytic reduction of nitrogen to amnak during photolysis of the fiber under the action of ultraviolet. irradiation and can be used in industrial technology of ammonia.

Цель изобретени   вл етс  повышение выхода продукта.The purpose of the invention is to increase the yield of the product.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Баллонный азот, очищенный от примесей кислорода и углекислого газа, пропускают через колонку с водой дл  насьпдени  его парами воды. Соотношение азота и воды регулируют температурой воды в колонке. Далее га- зо.образную смесь азота и воды подают в реактор, где в присутствии катализатора и при ультрафиолетовом облу- чении идет образование аммиака. Продукты реакции пропускают через колонку с. раствором сол ной кислоты, что обеспечивает поглощение аммиака из выходной газовой смеси. Количественный анализ выхода аммиака провод т калориметрически..Максимальный выход аммиака составил 2,3410 г/ч при использовании 4 г немодифицированно- го диоксида титана, расходе азота Oj2 л/мин, температуре воды в колонке 60 С, температуре реакционной среды 90 С.Balloon nitrogen, purified from impurities of oxygen and carbon dioxide, is passed through a column of water to fill it with water vapor. The ratio of nitrogen and water regulate the temperature of the water in the column. Next, a gaseous mixture of nitrogen and water is fed to the reactor, where in the presence of a catalyst and under ultraviolet irradiation, ammonia is formed. The reaction products are passed through a column. solution of hydrochloric acid, which ensures the absorption of ammonia from the output gas mixture. A quantitative analysis of the ammonia yield was carried out calorimetrically. The maximum ammonia yield was 2.3410 g / h using 4 g of unmodified titanium dioxide, nitrogen consumption Oj2 l / min, water temperature in the column was 60 ° C, reaction medium temperature was 90 ° C.

В качестве катализатора используют немодифицированный высокодисперсный диоксид титана, полученный методом пламенного гидролиза паров тет- рахлорида титана в водородно-кислородном пламени при 700-1000 С.Unmodified highly dispersed titanium dioxide, obtained by flame hydrolysis of titanium tetrachloride vapor in a hydrogen-oxygen flame at 700–1000 ° C, is used as a catalyst.

Дл  фотокаталитического получени  аммиака используют реактор проточного типа с фиксированным катализатором и излучателем радиального типа . Он состоит из кварцевой трубы диаметром 120 мм и длиной 400 мм, внутренн   поверхность которой покрыта катализатором, ртутной лампы, размещенной в центре кварцевой трубы, пластинчатой кассеты, покрытой ката:- лизатором и смонтированной внутри кварцевой трубы, фторопластовых крышек , обеспечивающих герметичность реактора, ввод и вывод реакционной смеси и токоподвод к ртутно-кварцевойFor photocatalytic ammonia production, a flow type reactor with a fixed catalyst and a radial emitter is used. It consists of a quartz tube with a diameter of 120 mm and a length of 400 mm, the inner surface of which is covered with a catalyst, a mercury lamp placed in the center of the quartz tube, a lamellar cassette covered with kata: and the output of the reaction mixture and the current lead to the mercury-quartz

30thirty

3S3S

4040

4545

5050

лампе.the lamp.

ВНИКЛИ Заказ 5663/21VNIKLI Order 5663/21

Тираж 456Circulation 456

ПодписноеSubscription

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород ул. Проектна , 4Random polygons pr-tie, Uzhgorod st. Project, 4

1 :one :

Сравнительные дгшиые по известному и предлагаемому способам представлены в таблице.Comparative methods for the known and proposed methods are presented in the table.

КатализаторCatalyst

Выход аммиака, г/чAmmonia yield, g / h

Оксид титана, модифицированный железом, нанесенный на оксид алюмини  (по известному способу)Iron-modified titanium oxide supported on alumina (by a known method)

Оксид титана, полученный методом пламенного гидролиза napdB TCl в водород- но-кислородном пламени при . 700-1000 СTitanium oxide obtained by the method of flame hydrolysis of napdB TCl in a hydrogen-oxygen flame at. 700-1000 С

1,0 -101.0 -10

-г-g

2,01- 102.01-10

-3-3

5five

00

SS

00

5five

00

Использование в качестве катализатора фотокаталитического получени  1аммиака образцов диоксида титана, полученных другим способом, например жидкофазным гидролизом тетрахло- рида титана с последующим прокаливанием при. температуре до 1000 С, не позвол ет получить аммиак,.Use as a catalyst of photocatalytic preparation of 1 ammonia of titanium dioxide samples obtained by another method, for example, by liquid phase hydrolysis of titanium tetrachloride, followed by calcination at. temperature up to 1000 ° C, does not allow ammonia to be obtained.

Преимущество пр :длагаемого способа фотокаталитического получени  аммиака состоит в повышении выхода продукта и представл ет экономический интерес, исход  из более м гких, менее энергоемких условий получени  аммиака в сравнении с существующим промышленным способом, а также из возможности использовани  солнечного света как источника энергии.The advantage of the proposed method of photocatalytic production of ammonia is to increase the yield of the product and is of economic interest, starting from the milder, less energy-intensive conditions for producing ammonia in comparison with the existing industrial method, as well as the possibility of using sunlight as an energy source.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ фотокаталитического получени  аммиака включающий пропускание азота, насыщенного парами воды через катализатор - диоксид титана с одновременной сьбработкс1Й реакционной смеси ультрафиолетовым облучением, отличающийс  тем, что, с целью повышени  выхода продукта, в качестве катализатора используют диоксид титана, полученный методом пламенного гидролиза паров тетрахло- рида титана в водородно-кислородном пламени при 700-1000 с.A method of photocatalytic production of ammonia involving the passage of nitrogen saturated with water vapor through a catalyst — titanium dioxide with simultaneous reduction of the reaction mixture by ultraviolet irradiation, characterized in that titanium dioxide obtained by the method of flame hydrolysis of tetrachloride vapor is used as a catalyst. titanium in a hydrogen-oxygen flame at 700–1000 s. Тираж 456Circulation 456 ПодписноеSubscription