[發明專利]一種等離子體重整甘油制合成氣方法

無效

• 申請號: 201410754139.5
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN104477845A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 杜長明
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C01B3/22
• 分類號: C01B3/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及制氫技術，特別是涉及一種等離子體重整甘油制合成氣方法。

背景技術

隨著石油資源的日益枯竭，能量需求量的不斷增加，全世界逐漸面臨能源短缺的危機。生物柴油作為一種可再生能源，受到各國的重視并大力加以發展。但在制備生物柴油的過程中，每生產10噸生物柴油會產約1噸的甘油副產物，副產物甘油的有效利用已成為影響生物柴油企業發展的重要因素。以甘油為原材料制取合成氣(氫氣和一氧化碳混合氣)，合成氣是一種化工原料，也可以作為燃料，進而提升了甘油的利用空間。目前利用甘油制合成器的主要方法是催化重整，存在催化劑中毒的問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種等離子體重整甘油制合成氣方法。

本發明為達到以上目的，是通過以下的技術方案來實現的：

提供一種等離子體重整甘油制合成氣方法：1)將甘油通過霧化后引入等離子體發生器；2)對等離子體發生器內的電極施以高電壓，中心電極與外電極在高壓電作用下，中心電極尖端與外電極最窄處產生擊穿電弧，其在旋流的甘油噴霧推動下邊高速旋轉橫掃電極間區域邊向發生器下游移動，直至電弧過長淬滅，上述過程不斷循環，產生非熱電弧等離子體，等離子體誘發甘油發生重整化學反應，產生合成氣。

所述的等離子體發生器，包括中心電極、聚四氟乙烯層、外電極、圓筒外壁、進料口及出氣口；發生器的中心電極、聚四氟乙烯層、外電極、圓筒外壁及出氣口軸線均位于圓筒外壁軸線上，其中中心電極為一帶有尖端的銅棒，外電極為一銅縮放噴管，圓筒外壁為不銹鋼管；中心電極與外電極通過聚四氟乙烯層隔開，兩電極之間最窄距離0.5-5mm；甘油通過固定在圓筒外壁上的進料口切向進入等離子體發生器。

因甘油中碳氧比為1∶1，所以甘油轉化為合成氣可以需要額外的氧元素(如?水或者氧氣)：

C₃H₈O₃→4H₂+3CO

等離子體重整甘油的主要氣態產物為H₂和CO。少量的CO₂、CH₄、C₂H₂、C₂H₄、C₂H₆、少量的液態產物和碳黑也會在重整過程中產生。

本發明具有體積小，效率高，穩定性好，可靠性高和成本較低等優點，可有效的進行等離子體重整可再生原料甘油制取富氫氣。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖1中：1中心電極，2聚四氟乙烯層，3外電極，4圓筒外壁，5進料口，6出氣口。

具體實施方式

實施例

如附圖1所示，本發明包括中心電極1、聚四氟乙烯層2、外電極3、圓筒外壁4、進料口5及出氣口6；裝置的中心電極1、聚四氟乙烯層2、外電極3、圓筒外壁4及出氣口6軸線均位于圓筒外壁3軸線上，其中中心電極1為一帶有尖端的銅棒(直徑10mm)，外電極3為一銅縮放噴管(長110mm，喉部直徑11mm)，圓筒外壁為不銹鋼管(直徑48mm，長300mm)；中心電極1與外電極3通過聚四氟乙烯層2隔開，兩電極之間最窄距離1.8mm。)將甘油霧化后通過進料口5引入等離子體發生器；2)對等離子體發生器內的電極施以12kV交流高壓電，中心電極與外電極在高電壓作用下，中心電極1尖端與外電極3最窄處產生擊穿電弧，其在旋流的甘油噴霧推動下邊高速旋轉橫掃電極間區域邊向發生器下游移動，直至電弧過長淬滅，上述過程不斷循環，產生非熱電弧等離子體，等離子體誘發甘油發生重整化學反應，產生富氫合成氣由出氣口6排出，主要產物包括H₂和CO，H₂與CO的比率約為1.33，且合成氣的選擇性可高于80％。合成氣濃度高于94％。表明甘油分解是等離子環境中的主要反應。使用純甘油時能源效率高于50％，若能優化電源和裝置幾何結構、結合余熱回收技術，可進一步提高能源效率。