[发明专利]一种合成氨催化剂组合物及其制备方法和应用

说明书

一种合成氨催化剂组合物及其制备方法和应用，主要成分为不超过49.2%K₂O、不超过96.5%SiO₂、不超过34.8%CaO、不超过7.7%MgO、不超过0.12%ZnO、不超过14.8%Fe_1‑X O、不超过0.4%MnO、不超过0.13%CuO、不超过11.5%Al₂O₃、不超过0.5%TiO₂、不超过3.9%B₂O₃、不超过12.8%Na₂O，各物质组成百分比之和为100%。本发明可以在常温常压下，将空气中的氮气和水在催化剂条件下反应生成氨，从而实现用空气替代不可再生的煤炭、石油或天燃气，使得合成氨原料及能耗费用降低50%以上，降低生产成本。

技术领域

本发明属于合成氨技术领域，具体涉及一种合成氨催化剂组合物及其制备方法和应用。

背景技术

传统合成氨是以煤炭、石油或天然气为主要原料，在高温、高压及具有较高活性的催化剂条件下化学反应合成，其中：煤炭、石油或天然气是不可再生资源，是高能耗、高成本的生产过程。为提高合成效率，降低生产成本，引入高活性的催化剂来降低温度和压力是目前合成氨领域的发展方向。90多年来，世界各国从未停止过合成氨催化剂的研究。目前，我国合成氨工业催化剂主要是铁触媒催化剂，催化条件在高温400℃以上、压力25MPa。随着英国BP公司钌基催化剂的发明和我国Fe_1-xO基催化剂体系的创立，合成氨催化剂进入了一个新的发展时期，由唯一的传统Fe₃O₄路线发展为三条技术路线，并各自取得了重大进展。但整个生产过程还是用煤炭、石油为主要原料的高能耗的生产工艺。

发明内容

解决的技术问题：针对上述存在的技术问题，本发明提供一种合成氨催化剂组合物(GZLZ)及其制备方法和应用，可以在常温常压下，把空气中的氮气和水在催化剂条件下反应生成氨，从而实现了空气替代不可再生的煤炭、石油或天燃气，同时合成氨原料及能耗费用降低50％以上，降低农业生产成本。

技术方案：一种合成氨催化剂组合物，按质量百分数，主要成分为不超过49.2％K₂O、不超过96.5％SiO₂、不超过34.8％CaO、不超过7.7％MgO、不超过0.12％ZnO、不超过14.8％Fe_1-XO、不超过0.4％MnO、不超过0.13％CuO、不超过11.5％Al₂O₃、不超过0.5％TiO₂、不超过3.9％B₂O₃、不超过12.8％Na₂O，各物质组成百分比之和为100％。

优选的，按质量百分数，具体组成为不超过49.2％K₂O、0.1-96.5％SiO₂、0.7-34.8％CaO、0.4-7.7％MgO、0.03-0.12％ZnO、0.1-14.8％Fe_1-XO、0.2-0.4％MnO、0.01-0.13％CuO、不超过11.5％Al₂O₃、不超过0.5％TiO₂、不超过3.9％B₂O₃、不超过12.8％Na₂O、不超过25.2％SO₃、不超过9.5％P₂O₅、0.1-28.2％Cl、不超过0.0006％As、不超过0.0002％Cd、0.0029％Pb、0-0.0030％Cr，各物质组成百分比之和为100％。

上述合成氨催化剂组合物的制备方法，将农业秸秆及林业废弃物混拌，送入不低于800℃炉膛内燃烧，得生物质灰；再根据其成分补充金属氧化物，得氨催化剂。

上述农业秸秆为小麦或玉米秸秆，林业废弃物为树木的根、径、枝或叶，农业秸秆和林业废弃物的质量比为3:1。