From the Birkeland-Eyde process towards energy-efficient plasma-based NOx systhesis a techno-economic analysis.pdf 3.89MB PDF 479次下载 预览

在低气压条件下（约66mbar）有可能产率和能效都高得惊人，能效达到0.28MJ/mol，远低于哈伯法0.5MJ/mol。一定要低压，复现实验没用低气压的，能效都差劲很多。

得到最高能效的方法，有可能是直接加热空气，也有可能是将氮气等离子火炬吹入氧气中。

在低压微波（MW）等离子体中获得了最佳的产品产率和能量消耗结果。据报道，在使用催化剂的MW等离子体中，能量消耗为0.84 MJ/mol N，NO浓度为6 mol%。[64] 在磁场（所谓的电子回旋共振）下的MW等离子体中，报告了最高的14% NO浓度和最低的0.28 MJ/mol N的能量消耗。[65] 然而，这些数据是在20世纪80年代报告的，近年来未被重复验证。类似的情况也存在于基于等离子体的CO2裂解中，20世纪80年代的结果未能在类似反应器中被近年来重复验证。[99] 因此，应批判性地评估20世纪80年代MW等离子体中的基于等离子体的NOX合成的能量产率计算。

这些MW等离子体在降低压力（降至66 mbar）的条件下操作，这确实促进了振动–平动不平衡，从而引发了振动诱导的Zeldovich机制。因此，这部分解释了它们高产品产率和低能量消耗的原因。然而，低报告的能量消耗仅考虑了等离子体功率，并未包括真空设备和反应器冷却系统的能量消耗。因此，MW等离子体中NOX生产的总能量成本会更高。

MW反应器在更高压力下操作也是可能的，但由于碰撞频率的增加，热损失也会增加。[100]

33 F. Jardali, S. van Alphen, J. Creel, H. A. Eshtehardi,
M. Axelsson, R. Ingels and A. Bogaerts, NOx production
in a rotating gliding arc plasma: potential avenue for
sustainable nitrogen fixation, Green Chem., 2021, 23(4),
1748–1757, DOI: 10.1039/D0GC03521A. （已经上传到楼主位，第3个附件）

64 B. Mutel, O. Dessaux and P. Goudmand, Energy cost
improvement of the nitrogen oxides synthesis in a low
pressure plasma, Rev. Phys. Appl., 1984, 19(6), 461–464,
DOI: 10.1051/rphysap:01984001906046100.
65 R. I. Asisov, V. K. Givotov, V. D. Rusanov and A. Fridman,
High energy chemistry, Sov. Phys., 1980, 14, 366