[實用新型]等離子體與催化劑協同轉化煤礦瓦斯制甲醇的實驗系統

有效

• 申請號: 201320419222.8
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN203346306U
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 朱麗華;徐鋒;王亞軍;徐海梅;王玨;趙曉鵬
• 申請（專利權）人: 黑龍江科技學院
• 主分類號: C07C31/04
• 分類號: C07C31/04;C07C29/48
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及一種瓦斯制甲醇的實驗系統，尤其涉及等離子體與催化劑協同轉化煤礦瓦斯制甲醇的實驗系統。屬于甲醇制造領域。

背景技術

我國95%以上的煤礦為瓦斯礦井，其中近49.2%為高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井，瓦斯危害嚴重。強化瓦斯抽采利用是煤礦安全生產的治本之策。開展以瓦斯為原料合成甲醇的研究可以拓寬瓦斯利用的范圍和途徑。目前，瓦斯直接氧化制甲醇主要有氣固催化氧化、液相催化氧化、低溫等離子體轉化等方法。氣固催化氧化有反應溫度較高、瓦斯轉化率較低、對設備要求較高的缺點。液相催化氧化反應條件較氣固催化氧化有所緩和，但仍需較高的壓力，因而對設備要求較高，采用的氧化劑如濃硫酸、雙氧水對環境有一定影響，而且液相反應速率慢，催化劑易中毒，這些因素導致液相催化氧化技術在實際應用方面受到一定限制。利用低溫等離子體技術能很容易獲得O(³P)、O(¹D)、亞穩態O₂(a¹△_g)等甲醇合成的關鍵活性氧物種，以利于甲醇合成反應的進行。利用單純等離子體作用雖然可以在溫和條件下轉化瓦斯合成甲醇，但瓦斯的轉化率和甲醇的產率并不高。

實用新型內容

本實用新型是為了解決在單純等離子體作用下轉化瓦斯合成甲醇時，瓦斯的轉化率和甲醇的產率低的問題。現提供一種等離子體與催化劑協同轉化煤礦瓦斯制甲醇的實驗系統。

等離子體與催化劑協同轉化煤礦瓦斯制甲醇的實驗系統，它包括：瓦斯氣瓶、質量流量控制器、穩壓平衡罐、單向閥、高壓交流電源、瓦斯進氣管、反應后氣體排放管、反應器和甲醇吸收瓶；

瓦斯氣瓶的出氣端連通質量流量控制器的進氣端，質量流量控制器的出氣端連通穩壓平衡罐的進氣端，穩壓平衡罐的出氣端連通單向閥的進氣端，單向閥的出氣端連通瓦斯進氣管的一端，瓦斯進氣管的另一端連通反應器的進氣端，反應器的出氣端連通反應后氣體排放管的一端，反應后氣體排放管的另一端連通甲醇吸收瓶的進氣端；

反應器包括：剛玉管、高壓電極、接地電極和電爐，高壓電極同軸固定在剛玉管內，接地電極纏繞在剛玉管的外表面，剛玉管內的等離子體放電區域中填充有催化劑，電爐用于給填充有催化劑部分的反應器加熱；

剛玉管的兩端均為密封結構，其中一端開有進氣口，另一端開有出氣口；

高壓交流電源的正極連接高壓電極，高壓交流電源的負極連接接地電極。

上述等離子體與催化劑協同轉化煤礦瓦斯制甲醇的實驗系統，它還包括：反應后氣體干燥器、氣相色譜儀和尾氣收集罐；

甲醇吸收瓶的出氣端連通反應后氣體干燥器的進氣端，反應后氣體干燥器的出氣端同時連通氣相色譜儀的進氣端和尾氣收集罐的進氣端。

上述高壓電極為不銹鋼螺紋棒。

上述接地電極為不銹鋼絲。

等離子體與催化劑協同轉化煤礦瓦斯制甲醇的實驗系統，它包括：瓦斯氣瓶、質量流量控制器、穩壓平衡罐、單向閥、高壓交流電源、瓦斯進氣管、反應后氣體排放管、反應器和甲醇吸收瓶；

瓦斯氣瓶的出氣端連通質量流量控制器的進氣端，質量流量控制器的出氣端連通穩壓平衡罐的進氣端，穩壓平衡罐的出氣端連通單向閥的進氣端，單向閥的出氣端連通瓦斯進氣管的一端，瓦斯進氣管的另一端連通反應器的進氣端，反應器的出氣端連通反應后氣體排放管的一端，反應后氣體排放管的另一端連通甲醇吸收瓶的進氣端；

反應器包括：剛玉管、高壓電極、接地電極和電爐，高壓電極同軸固定在剛玉管內，接地電極纏繞在剛玉管的外表面，剛玉管尾部內的等離子體放電區域外填充有催化劑，電爐用于給填充有催化劑部分的反應器加熱；

剛玉管的兩端均為密封結構，其中一端開有進氣口，另一端開有出氣口；

高壓交流電源的正極連接高壓電極，高壓交流電源的負極連接接地電極。

上述等離子體與催化劑協同轉化煤礦瓦斯制甲醇的實驗系統，它還包括：反應后氣體干燥器、氣相色譜儀和尾氣收集罐；

甲醇吸收瓶的出氣端連通反應后氣體干燥器的進氣端，反應后氣體干燥器的出氣端同時連通氣相色譜儀的進氣端和尾氣收集罐的進氣端。

上述高壓電極為不銹鋼螺紋棒。

上述接地電極為不銹鋼絲。