CN104445059A - 一种交流等离子体炬制取合成气装置 - Google Patents

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Abstract

一种交流等离子体炬制取合成气装置，包括有反应器，所述的反应器由地电极、绝缘层、绝缘盖、气环和高压电极构成，所述的地电极为啤酒瓶形状，地电极的上端、下端均为两端开口的环状体，上端与下端之间连接处为弧形，所述的地电极的下端的底部连接有绝缘盖，上端的顶部开口处设有喷嘴，所述的地电极的下端内侧圆周紧贴设有绝缘层，所述的气环设置在地电极的下端圆周内，所述的高压电极安装在气环上，并位于气环的中心轴线上；本发明能够以蒸汽为工作介质，结构简单，且稳定性好，功耗较低，制气效率高。

Description

一种交流等离子体炬制取合成气装置
技术领域
本发明涉及低温等离子体应用及合成气制取技术领域，具体地说尤其涉及一种交流等离子体炬制取合成气装置。 
背景技术
随着社会经济的发展，环境和能源已成为二十一世纪的两大主题，环境问题中温室效应较为严重，温室气体主要是甲烷和二氧化碳，寻找能够将温室气体转变成可用的能源已变的十分迫切。 
近年来，在制取合成气方面的研究取得较大的进步，主要是化学催化剂法，不过由于在制取合成气的过程中会产生积碳，积碳会造成催化剂失活；而等离子体法制取合成气成为了一种新的途径，在以空气作为工作介质的等离子体几乎不产生积碳，微量的积碳对等离子体工作几乎不会造成影响，而现有的等离子体法制取合成气的过程中，等离子体装置功耗较高，且装置的稳定性不高。 
发明内容
本发明的目的是提供一种交流等离子体炬制取合成气装置，能够以蒸汽为工作介质，结构简单，且稳定性好，功耗较低，制气效率高。 
为了解决背景技术所存在的问题，本发明采用以下技术方案： 
一种交流等离子体炬制取合成气装置，包括有反应器，所述的反应器由地电极、绝缘层、绝缘盖、气环和高压电极构成，所述的地电 极为啤酒瓶形状，地电极的上端、下端均为两端开口的环状体，上端与下端之间连接处为弧形，所述的地电极的下端的底部连接有绝缘盖，上端的顶部开口处设有喷嘴，所述的地电极的下端内侧圆周紧贴设有绝缘层，所述的气环设置在地电极的下端圆周内，所述的高压电极安装在气环上，并位于气环的中心轴线上。 
所述的绝缘盖为开设有平行缺口的柱体，绝缘盖的中心轴线上开设有电源线孔，电源线孔的两侧对称开设有有通气孔。 
所述的绝缘盖、绝缘层采用绝缘材料制成。 
优选地，所述的绝缘盖、绝缘层采用聚四氟乙烯材料制成。 
所述的气环为空心圆柱，其中心轴线上的通孔大小与电源线孔相同，通孔的环周设有多个大小相同且相邻两两之间相互等距的气孔。 
本发明所述一种交流等离子体炬制取合成气装置的工作气体为空气，甲烷，二氧化碳，并可以以三种工作模式进行工作。 
本发明所述一种交流等离子体炬制取合成气装置的三种工作模式为：1、以空气和甲烷为工作介质；2、以甲烷和二氧化碳为工作介质；3、以空气、甲烷和二氧化碳为工作介质。 
本发明所述一种交流等离子体炬制取合成气装置的交流高压电源电压幅值范围为2-20kV，电流幅值范围为0.1-10A。 
本发明所述一种交流等离子体炬制取合成气装置可以多个并采用阵列等离子体炬排列安置，提高工作效率。 
本发明有益效果： 
1、本发明所述的一种交流等离子体炬制取合成气装置，采用空气、甲烷、二氧化碳作为等离子体的工作介质，能够有效提高甲烷、二氧化碳的转化率，能够有效的减少积碳的产生，对电机起到更好的 保护作用，使放电更加稳定，同时空气中的氧气能够在高电压下形成活性基因，有利于合成气的制取； 
2、本发明所述一种交流等离子体炬制取合成气装置为非热等离子体，所以功耗较小，适合工业化要求，且工作介质对等离子体炬的电机腐蚀性很低，本装置能够长时间稳定工作，对合成气的制取具有高效、安全、低成本、稳定的特点； 
3、本发明所述一种交流等离子体炬制取合成气装置的工作介质空气、甲烷、二氧化碳的比例可以改变，以达到不同的比例获得不同的合成气成分，满足不同的工业要求； 
4、本发明结构简单实用，工作制取合成气时，不需要预处理，可直接工作，大大降低了损耗，提高了工作效率； 
5、本发明可在常温、常压下进行工作，工作介质反应条件温和，本装置可控性强。 
附图说明
图1为本发明的整体立体结构示意图； 
图2为本发明立体结构示意图； 
图3为本发明气环结构示意图； 
图4为本发明剖面结构示意图。 
具体实施方式
如图所示，一种交流等离子体炬制取合成气装置，包括有反应器，所述的反应器由地电极2、绝缘层1、绝缘盖6、气环5和高压电极3构成，所述的地电极2为啤酒瓶形状，地电极2的上端、下端均为两 端开口的环状体，上端与下端之间连接处为弧形，所述的地电极2的下端的底部连接有绝缘盖6，上端的顶部开口处设有喷嘴4，所述的地电极2的下端内侧圆周紧贴设有绝缘层1，所述的气环5设置在地电极2的下端圆周内，所述的高压电极3安装在气环5上，并位于气环5的中心轴线上。 
所述的绝缘盖6为开设有平行缺口的柱体，绝缘盖6的中心轴线上开设有电源线孔7，电源线孔7的两侧对称开设有有通气孔8。 
所述的绝缘盖6、绝缘层1采用绝缘材料制成。 
优选地，所述的绝缘盖6、绝缘层1采用聚四氟乙烯材料制成。 
所述的气环5为空心圆柱，其中心轴线上的通孔9大小与电源线孔7相同，通孔9的环周设有多个大小相同且相邻两两之间相互等距的气孔10。 
采用上述一种交流等离子体炬制取合成气装置制取合成气的工艺过程主要包括如下步骤： 
A、将工作气体通入交流等离子体炬中； 
B、待工作气体的流量稳定后，接通高压电源进行放电； 
C、进行收集反应后的气体并检测。 
可提供具体工作介质制气实施例，列述详细步骤。 

Claims (9)

1.一种交流等离子体炬制取合成气装置，其特征在于：包括有反应器，所述的反应器由地电极、绝缘层、绝缘盖、气环和高压电极构成，所述的地电极为啤酒瓶形状，地电极的上端、下端均为两端开口的环状体，上端与下端之间连接处为弧形，所述的地电极的下端的底部连接有绝缘盖，上端的顶部开口处设有喷嘴，所述的地电极的下端内侧圆周紧贴设有绝缘层，所述的气环设置在地电极的下端圆周内，所述的高压电极安装在气环上，并位于气环的中心轴线上。
2.根据权利要求1所述的一种交流等离子体炬制取合成气装置，其特征在于：所述的绝缘盖为开设有平行缺口的柱体，绝缘盖的中心轴线上开设有电源线孔，电源线孔的两侧对称开设有有通气孔。
3.根据权利要求1所述的一种交流等离子体炬制取合成气装置，其特征在于：所述的绝缘盖、绝缘层采用绝缘材料制成。
4.根据权利要求3所述的一种交流等离子体炬制取合成气装置，其特征在于：优选地，所述的绝缘盖、绝缘层采用聚四氟乙烯材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种交流等离子体炬制取合成气装置，其特征在于：所述的气环为空心圆柱，其中心轴线上的通孔大小与电源线孔相同，通孔的环周设有多个大小相同且相邻两两之间相互等距的气孔。
6.根据权利要求1所述的一种交流等离子体炬制取合成气装置，其特征在于：本发明所述一种交流等离子体炬制取合成气装置的工作气体为空气，甲烷，二氧化碳，并可以以三种工作模式进行工作。
7.根据权利要求6所述的一种交流等离子体炬制取合成气装置，其特征在于：本发明所述一种交流等离子体炬制取合成气装置的三种工作模式为：1、以空气和甲烷为工作介质；2、以甲烷和二氧化碳为工作介质；3、以空气、甲烷和二氧化碳为工作介质。
8.根据权利要求1所述的一种交流等离子体炬制取合成气装置，其特征在于：本发明所述一种交流等离子体炬制取合成气装置的交流高压电源电压幅值范围为2-20kV，电流幅值范围为0.1-10A。
9.根据权利要求1所述的一种交流等离子体炬制取合成气装置，其特征在于：本发明所述一种交流等离子体炬制取合成气装置可以多个并采用阵列等离子体炬排列安置，提高工作效率。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020116950A1 (de) 2020-06-26 2021-12-30 Graforce Gmbh Plasmalysevorrichtung zum koronaladungsinduzierten Spalten von wasserstoffenthaltendem Gas

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FR2593493A1 (fr) * 1986-01-28 1987-07-31 British Petroleum Co Procede de production de gaz reactifs riches en hydrogene et en oxyde de carbone dans un post-arc electrique
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