[發明專利]等離子體燃料轉化裝置

有效

• 申請號: 201210323078.8
• 申請日: 2012-09-01
• 公開（公告）號: CN102816600A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 周開根
• 申請（專利權）人: 周開根
• 主分類號: C10J3/18
• 分類號: C10J3/18;C10J3/20;C10J3/84
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及氣化設備，特別是涉及到一種等離子體氣化設備。

背景技術

當前，等離子技術已得到廣泛的應用，工業上應用于等離子點火、等離子噴涂、金屬冶煉、等離子加熱制造納米材料、切割、垃圾焚燒廢物處理等。等離子體的處理方式和一般的方式大不一樣，等離子體是在電離層或放電現象下所形成的一種狀態，伴隨著放電現象將會生成了激發原子、激發分子、離解原子、游離原子團、原子或分子離子群的活性化學物以及它們與其它的化學物碰撞而引起的反應。在等離子體發生器中，放電作用使得工作氣分子失去外層電子而形成離子狀態，經相互碰撞而產生高溫，溫度可達幾萬度以上。

當前，常規煤氣化裝置中使用的氣化劑為水蒸汽+空氣或水蒸汽+氧氣，在氣化爐工作時，直接把水蒸汽+空氣或水蒸汽+氧氣送入氣化爐，使水蒸汽與炭發生造氣反應生成合成氣，其反應為吸熱反應，需要由空氣或氧氣與炭發生氧化反應為其提供熱量，這種氣化方式的氣化率僅為70%左右，這將增加煤炭資源消耗，同時，合成氣中產生大量的二氧化碳廢氣，不僅影響到合成氣的品質，而且使后級生產中排放大量的溫室氣體。如利用等離子體技術來進行煤氣化，氣化率高，并且不需輸入空氣或氧氣，生產的合成氣中氫氣的分數比例高，廢氣的含量低。

當前，環境污染已經成為我國發展中的一個重大問題，我國是煤炭生產大國，也是煤炭消耗大國，在我國的能源結構中，煤炭是第一能源，主要用作鍋爐燃料。煤炭是常規能源中較為廉價的一種能源，長期以來，其燃燒工藝以直接燃燒為主，普遍存在燃燒不充分、熱效率低、煤炭資源浪費嚴重、嚴重污染大氣環境的現象。如利用等離子體技術把煤炭轉化為清潔的氣體燃料送入鍋爐內燃燒，將可實現煤炭的增值燃燒和解決污染問題，為節能減排做出貢獻。

我國每天在汽修行業、工礦企業、飛機場等場所產生大量的廢機油，如利用等離子體技術把這些廢機油轉化成清潔氣體燃料或轉化成化工原料，將是廢機油最好的出路。

發明內容

本發明的目的是要克服把固體燃料和液體燃料直接燃燒所引起的資源浪費嚴重和污染環境的缺點，設計制造一種能把固體燃料和液體燃料轉化為清潔的氣體燃料或適合作化工原料利用的合成氣，用于煤氣化生產或鍋爐燃燒裝置，實現降低煤炭資源消耗和減少污染物排放。

本發明的第一種等離子體燃料轉化裝置，主要由氣化器（2）、第一電極（3）和后座（1）組成，其中：氣化器（2）的構造內有氣化腔（Ⅷ）和冷卻水套a（Ⅵ），氣化腔（Ⅷ）在氣化器（2）的前部，氣化腔（Ⅷ）為氣化器（2）前部空心構造的內空間構成，氣化腔（Ⅷ）的兩端有入口（Ⅶ）和產物出口（Ⅸ），入口（Ⅶ）和產物出口（Ⅸ）各為圓形通孔，入口（Ⅶ）和氣化器（2）的入口端重合，冷卻水套a（Ⅵ）在氣化腔（Ⅷ）的外圍；氣化器（2）安裝在后座（1）上，后座（1）的前端與氣化器（2）的入口端相接；在入口（Ⅶ）的壁體上或在入口（Ⅶ）與后座（1）之間或在后座（1）的壁體上有燃料輸入接口（2-4）接入，在燃料輸入接口（2-4）接入的部位與后座（1）之間或在后座（1）的壁體上有工作氣輸入接口（2-1）接入；第一電極（3）為圓棒體結構，第一電極（3）連接在后座（1）上，并且與氣化腔的入口（Ⅶ）同軸，第一電極（3）的頭部從入口（Ⅶ）伸入到氣化腔（Ⅷ）之內，第一電極（3）外壁與入口（Ⅶ）內壁之間的空隙為工作氣和待轉化燃料的通道，第一電極（3）的頭部與入口（Ⅶ）處壁體的金屬構件之間有放電空間，入口（Ⅶ）處的金屬構件形成第二電極，第二電極上有環形放電面（j）；工作時，由第一電極（4）的頭部和第二電極的環形放電面j（15）之間的放電生成等離子體電弧，使氣化腔（Ⅷ）內形成高溫環境和電場活化環境，提供給固體燃料或液體燃料轉化為合成氣所需的能量。

本發明中，氣化腔（Ⅷ）的空間呈入口至中部為圓柱體結構，前部至產物出口（Ⅸ）為喇叭口收窄結構，收窄角度為45°～150°；氣化器（2）的冷卻水套a（Ⅵ）有冷卻劑通道或冷卻劑接口接出；第一電極（3）為圓棒實體結構或圓棒空心結構，當第一電極（3）為圓棒空心結構時，第一電極（3）內有冷卻劑通道d（Ⅳ）；或者，第一電極（3）為圓棒空心結構，在第一電極（3）的圓棒空心結構內有導流管a（3-3），導流管a（3-3）內有冷卻劑通道d（Ⅳ），導流管a（3-3）的外壁和第一電極（3）的圓棒體內壁之間的空間構成冷卻劑回路a，導流管a（3-3）上有冷卻劑接口f（3-6）接出；氣化腔（Ⅷ）內有絕熱內襯（6）；在冷卻水套a（Ⅵ）的外殼上有壓縮線圈（8）。