[0052]陽極:3I—-2e——I3—
[0053]213—+4Li0H—4Li++6I—+02T+2H20。
[0054]因氫氧化鋰難溶于醚類有機溶劑，所以采用醚類有機溶劑作為電解液是不能通過電解的方法由氫氧化鋰直接得到金屬鋰的，而本發明通過向電解工作液中加入碘化鋰添加劑，此時電解過程中I—被氧化為13—，I3—能進一步將氫氧化鋰分解為Li+、02及H2O,即相當于將原本難溶于醚類有機溶劑的氫氧化鋰“溶解” 了，因此本發明能夠在常溫、常壓下采用電化學方法使氫氧化鋰進行再生。
[0055]本發明所使用的碳紙、碳布、多孔石墨板及泡沫石墨烯均為本領域的常規產品，可以通過購買獲得。
[0056]本發明所使用的玻璃纖維隔膜及高分子隔膜均為本領域的常規產品，可以通過購買獲得，其中所述高分子隔膜可以采用目前應用于鋰離子電池中的高分子隔膜。
[0057]根據本發明所述的方法，具體地，所述煙氣源自化石燃料發電廠或生物質發電廠。
[0058]本發明還提供了上述煙氣中CO2回收利用方法在化石燃料或生物質發電廠煙氣中CO2的回收再利用中的應用。
[0059]本發明可以采用空分技術將空氣分離為氮氣和氧氣，再將氧氣用于與煤、石油或天然氣等化石燃料或生物質燃燒發電，副產的CO2可以與氨反應生產尿素以作為氮肥用于農業進入土壤，進而實現CO2的零排放。本發明可以以氧氣取代空氣作為電廠發電過程的氧化劑，此時，煙氣尾氣中主要是CO2，易于回收，可以實現CO2無排放。
[0060]本發明還提供了一種合成氨的新路徑，S卩:使金屬鋰與氮氣反應生成氮化鋰，氮化鋰再與水反應生成氨及氫氧化鋰，氫氧化鋰通過電化學反應再生為鋰、水和氧氣。由該方法合成氨的意義在于:整個過程中無碳足跡，無需采用煤、石油或天然氣制氫，合成氨所需的氫來自于水，即空氣中的氮與水通過金屬鋰這個媒介合成了氨，從而解決了合成氨工業CO2大量排放的問題。
[0061]本發明利用空分技術將發電廠與合成氨工業相結合，利用發電廠排放的CO2與合成氨反應得到的氨氣生產氮肥，再將所得氮肥用于農業進入土壤，從而實現了化石燃料電廠和合成氨工業這兩個工業領域的碳減排。
[0062]上述過程的耦合也更加節能，首先，發電廠的電可用于合成氨廠氫氧化鋰的再生，通過電化學反應重新將氫氧化鋰轉化為鋰;其次，鋰與氮氣反應及氮化鋰與水反應生產氨的反應都是強放熱反應，反應產生的余熱可通過電廠進行回收。
【附圖說明】
[0063]圖1為本發明實施例2方法的工藝流程圖；
[0064]圖2為本發明實施例3方法的工藝流程圖；
[0065]圖3為本發明實施例4方法的工藝流程圖；
[0066]圖4為本發明實施例2中金屬鋰涂覆在電極上的示意圖；
[0067]圖5為本發明實施例2中金屬鋰與氮氣反應過程的示意圖；
[0068]圖6為本發明實施例2中氮化鋰與水蒸汽反應過程的示意圖；
[0069]圖7為本發明實施例1提供的合成氨裝置示意圖(實施例2中電解反應過程的示意圖)。
[0070]主要附圖標號說明:
[0071]88、100電極98反應器右室99反應器左室101反應器左室入口 102反應器右室入口 103反應器左室出口 104反應器右室出口 105隔膜106金屬鋰107氮化鋰108氫氧化鋰109氨氣110氮氣111水蒸汽112電解工作液。
【具體實施方式】
[0072]為了對本發明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現結合以下具體實施例及說明書附圖對本發明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發明的可實施范圍的限定。
[0073]實施例1
[0074]本實施例提供了一種合成氨裝置，該裝置包括反應器左室99、反應器右室98，所述反應器左室99設置有反應器左室入口 101及出口 103，反應器右室98設置有反應器右室入口102 及出口 104;
[0075]所述反應器左室99、反應器右室98之間設置有玻璃纖維隔膜105;
[0076]所述反應器左室99、反應器右室98內側壁分別粘貼有碳紙(由日本東麗株式會社生產，其規格為1cm X 1cm，即陰極、陽極材料的面積均為100平方厘米)電極88、電極100;
[0077]所述電極88、電極100與電源相連;該裝置的示意圖如圖7所示。
[0078]實施例2
[0079]本實施例提供了一種化石燃料(煤)發電廠煙氣中CO2的回收利用方法，該方法的工藝流程圖如圖1所示，其中該方法包括以下步驟:
[0080]空分裝置生產N2和02，02用于煤發電并回收煙氣中的⑶2，氮氣與二氧化碳的摩爾比為1:1 ；
[0081]合成氨過程及電解氫氧化鋰回收金屬鋰的過程是在實施例1提供的合成氨裝置中進行的。
[0082]將0.7克金屬鋰106涂覆在面積為100平方厘米(1cmX 1cm)的電極88上(如圖4所示)，從反應器左室入口 101向反應器左室99通入氮氣110使反應器內的壓力維持在I個大氣壓，反應12小時以上，使氮氣110與金屬鋰106發生反應生成氮化鋰固體107，該氮化鋰固體107附著在電極88表面;該反應過程的示意圖如圖5所示；
[0083]再從反應器左室入口 101向反應器左室99通入水蒸汽(室溫、常壓下的水蒸汽，氮氣作為載氣，水蒸汽的體積分數為3%) 111，控制水蒸汽的流速為5-10mL/min，反應12小時以上使水蒸汽111與氮化鋰107發生反應生成氫氧化鋰108和氨氣109，氫氧化鋰固體108附著在電極88表面，氨氣109、氮氣及水蒸汽從反應器左室出口 103排出；該反應過程的示意圖如圖6所示；
[0084]將10mL電解工作液112同時通過反應器左室入口 101及反應器右室入口 102加入到反應器左室99、反應器右室98中，使電解工作液112充滿反應器左室99和反應器右室98，接通電源電解氫氧化鋰108，電解過程的電壓為2.0-4.5V，電流為0.20A，當電解的壓力達到4.5V時，認為電解反應結束，得到金屬鋰106、水和氧氣，金屬鋰106附著在電極100表面，氧氣從反應器左室出口 103排出，電解工作液112從反應器左室出口 103及反應器右室出口 104排出；該反應過程的示意圖如圖7所示。
[0085]所述電解工作液112包括四乙二醇二甲醚(TEGDME)電解液，雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰電解質及碘化鋰添加劑。
[0086]本實施例所用電解工作液112配置方法包括以下具體步驟:稱取7.18g的雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰，加入到10mL容量瓶中，再加入0.67g的碘化鋰，然后加入TEGDME定容至100mL，搖勻即可。電解工作液需要填滿合成氨裝置的反應器左室及反應器右室。
[0087]然后繼續進行下一次合成氨反應，此時，從反應器右室入口 102向反應器右室98中通入氮氣110，使氮氣110與附著在電極100表面的金屬鋰106發生反應生成氮化鋰固體107，該氮化鋰固體107附著在電極100表面；
[0088]再從反應器右室入口102向反應器右室98中通入水蒸汽111，使水蒸汽111與氮化鋰107發生反應生成氫氧化鋰108和氨氣109，氫氧化鋰固體108附著在電極100表面，氨氣109從反應器右室出口 104排出；
[0089]將電解工作液112同時通過反應器左室入口 101及反應器右室入口 102加入到反應器左室99、反應器右室98中，接通電源電解氫氧化鋰108，得到金屬鋰106、水和氧氣，此時金屬鋰106附著在電極88表面，氧氣從反應器右室出口 104排出，電解工作液112從反應器左室出口 103及反應器右室出口 104排出。
[0090]然后繼續進行下一次合成氨反應，此時，從反應器左室入口 101向反應器左室99中通入氮氣110。
[0091]本實施例所得到的氨與燃料電廠回收的CO2進入尿素合成裝置生產尿素；由此可見，通過上述方法實現了電廠的無CO2排放。
[0092]實施例3
[0093]本實施例提供了一種化石燃料(天然氣)發電廠煙氣中CO2的回收利用方法，該方法的工藝流程圖如圖2所示，其中該方法包括以下步驟:
[0094]使空氣與天然氣進行燃燒以用于發電，產生煙氣，再采用變壓吸附(PSA)法從煙氣中回收CO2與氮氣，并對CO2與氮氣進行分離;氮氣與二氧化碳的摩爾比為1:1 ；
[0095]合成氨過程及電解氫氧化鋰回收金屬鋰的過程是在實施例1提供的合成氨裝置中進行的。
[0096]將0.7克金屬鋰106涂覆在面積為100平方厘米(1cmX 1cm)的電極88上(如圖4所示)，從反應器左室入口 101向反應器左室99通入氮氣110使反應器內的壓力維持在I個大氣壓，反應12小時以上，使氮氣110與金屬鋰106發生反應生成氮化鋰固體107，該氮化鋰固體107附著在電極88表面;該反應過程的示意圖如圖5所示；
[0097]再從反應器左室入口 101向反應器左室99通入水蒸汽(室溫、常壓下的水蒸汽，氮氣作為載氣，水蒸汽的體積分數為3%