[发明专利]氮气制植物化能自养专用氮离子肥系统及工艺

说明书

本发明属于农用肥料制造技术领域，具体涉及氮气制植物化能自养专用氮离子肥系统及工艺。系统包括高温等离子中央控制系统、膜法空气纯氮分离器、高温等离子电源、高温等离子磁约束焰电源、高温等离子启动电源、高温等离子焰发生器氮气射流控制器、高温等离子焰发生器水冷却控制器、纯氮罐、纯水罐、纯水发生器、高温氮等离子发生器、磁束焰装置、水溶催化罐和高浓度硝态氮液体肥储存罐。本发明具有节约制造成本，工艺可靠性强，可产生大量氮等离子，能催化形成水溶性肥料的特点。

技术领域

本发明属于农用肥料制造技术领域，具体涉及氮气制植物化能自养专用氮离子肥系统及工艺。

背景技术

随着氮肥的大量施用，许多地方出现随氮肥施用量增加作物产量反而减少的现象。氮肥利用率低不仅造成资源浪费和环境污染，还威胁到了人体健康。

因此，设计一种节约制造成本，工艺可靠性强，可产生大量氮等离子，能催化形成水溶性肥料的氮气制植物化能自养专用氮离子肥系统及工艺，就显得十分必要。

例如，申请号为CN201911424342.5的中国专利文献所述的一种硝酸盐的合成方法，包括以下步骤，由氮气经电化学反应后，得到硝酸盐。利用对氮气分子有活化能力的贵金属及合金纳米颗粒，在催化剂表面发生氧析出反应同时，打破稳定的氮氮三键，生成氮氧化物，其后氮氧化物溶于水生成亚硝酸根和硝酸根，由于该催化反应在氧化电位区间，可以使亚硝酸根迅速氧化成硝酸根离子。采用更加直接和环保电化学反应方式，以氮气为原料，进行电催化合成硝酸盐，该方法综合考虑了占空气体积78％氮气和可再生资源的综合利用，在异相催化剂表面合成硝酸盐。虽然能将有助于缓解温室气体的排放，更环保，设备器件小型化，但是其缺点在于，无法将空气中氮气瞬间裂解为氮等离子，在水中催化成含NO₃^_的高效水溶肥。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中，现有氮肥装置制造设备存在制造成本高，工艺可靠性差，氮等离子产生量少，能催化形成水溶性肥料的问题，提供了一种节约制造成本，工艺可靠性强，可产生大量氮等离子，能催化形成水溶性肥料的氮气制植物化能自养专用氮离子肥系统及工艺。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

氮气制植物化能自养专用氮离子肥系统，包括高温等离子中央控制系统、膜法空气纯氮分离器、高温等离子电源、高温等离子磁约束焰电源、高温等离子启动电源、高温等离子焰发生器氮气射流控制器、高温等离子焰发生器水冷却控制器、纯氮罐、纯水罐、纯水发生器、高温氮等离子发生器、磁束焰装置、水溶催化罐和高浓度硝态氮液体肥储存罐；所述高温等离子电源、高温等离子磁约束焰电源、高温等离子启动电源、高温等离子焰发生器氮气射流控制器、高温等离子焰发生器水冷却控制器、纯氮罐、纯水罐和高温氮等离子发生器均与高温等离子中央控制系统连接；高温氮等离子发生器通过管道与水溶催化罐连接；所述水溶催化罐通过高浓度硝态氮液体肥储存罐连接；所述磁束焰装置位于高温氮等离子发生器上；所述纯氮罐与膜法空气纯氮分离器连接；所述纯水罐与纯水发生器连接。

作为优选，所述水溶催化罐内设有永久催化剂放置网罐。

作为优选，所述高温氮等离子发生器包括主电极、设于主电极两侧的辅电极和设于主电极和辅电极之间的圆柱型空间电场。

作为优选，所述辅电极包括第一辅电极、第二辅电极和第三辅电极。

作为优选，所述永久催化剂放置网罐内采用的催化剂为带有1nm-600nm 孔状直径的硼陶瓷粒体。

作为优选，所述硼陶瓷粒体的直径小于100mm；所述硼陶瓷粒体表面镀有稀有金属。

本发明还提供了氮气制植物化能自养专用氮离子肥工艺，包括以下步骤：

S1，膜法空气纯氮分离器从空气中分离并回收氮气，并储存于纯氮罐中；纯水发生器从自来水中分离产生纯水，并储存于纯水罐中；