[發(fā)明專(zhuān)利]等離子體液化裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610805384.3
• 申請(qǐng)日: 2016-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106179155B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張先徽;席登科;周儒森;李江偉;楊思澤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廈門(mén)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J19/08
• 分類(lèi)號(hào): B01J19/08;C10G1/00
• 代理公司: 廈門(mén)南強(qiáng)之路專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙)35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物質(zhì)液化，尤其是涉及一種等離子體液化裝置。

背景技術(shù)

生物質(zhì)能源是可再生、可替代化石能源、可轉(zhuǎn)化成液態(tài)和氣態(tài)燃料以及其它化工原料或產(chǎn)品的碳資源的能源。生物質(zhì)液化技術(shù)是最具有發(fā)展?jié)摿Φ纳镔|(zhì)能利用技術(shù)之一。目前生物質(zhì)直接液化技術(shù)有高壓液化技術(shù)、快速熱解液化技術(shù)、常壓下液化劑液化技術(shù)等，而液化劑液化主要有苯酚液化和多元醇液化。與此同時(shí)，臨界技術(shù)、微波技術(shù)等也被引入到生物質(zhì)液化中來(lái)。然而就目前的生物質(zhì)液化工藝而言，主要是采取高溫高壓的方式，存在耗能高、成本高等缺點(diǎn)；而液化劑液化技術(shù)需要給反應(yīng)加熱，液化時(shí)間長(zhǎng)且液化率不高。等離子體由電子、離子、原子、分子、激發(fā)態(tài)活性物組成，擁有獨(dú)特的化學(xué)活性和高反應(yīng)性，使得許多傳統(tǒng)方法不易或不可能實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)變?yōu)榭赡?。人們開(kāi)始嘗試將等離子體技術(shù)應(yīng)用到生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化技術(shù)中。Steinberg等(Steinberg M.Conversion of fossil and biomass fuels to electric power and transportation fuels by high efficiency integrated plasma fuel cell(IPFC)energy cycle[J].Hydrogen Energy,2006,31(3):405－411)利用等離子體技術(shù)將礦石燃料和生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為電能、氫和液體燃料。Yi Weiming等(Yi Weiming,Bai Xueyuan,Xiu Shuangning,et al.Thedevolatilization charactertics of[J].Journal of Engineering Thermophysics,2006,27(2):135－138.(in Chinese with English abstract))利用高溫等離子體對(duì)生物質(zhì)的快速熱解液化進(jìn)行了研究。Tang等(Tang L,Huang H.Biomass gasification using capacitively coupled RF plasma technology[J].Fuel,2005,84(16):2055－2063)利用木屑為原料，采用射頻電容耦合等離子體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的氣化。Rusen Zhou等(Zhou,R.,et al.Fast liquefaction of bamboo shoot shell with liquid-phase Microplasma assisted technology.Bioresour.Technol.2016,http://dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2016.07.042)利用等離子體輔助液化劑快速液化筍殼。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)Rusen Zhou等公開(kāi)的液化放電裝置存在不易放電等缺點(diǎn)，提供可實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)快速液化，縮短液化時(shí)間，提高液化率，減少催化劑的量，得到富含酚化衍生物或羥基等活性集團(tuán)液化產(chǎn)物的一種等離子體液化裝置。

本發(fā)明設(shè)有反應(yīng)腔體、絕緣蓋、電極移動(dòng)槽、攪拌器、外電極、絕緣套管、內(nèi)電極、交流電源、氣瓶、直流電源；所述反應(yīng)腔體置于攪拌器上；所述反應(yīng)腔體裝入反應(yīng)的生物質(zhì)、溶劑、催化劑和磁子，絕緣蓋蓋于反應(yīng)腔體上，絕緣蓋上設(shè)有電極移動(dòng)槽，電極移動(dòng)槽供電極左右移動(dòng)，改變電極距離，可有不同的放電區(qū)域，絕緣套管設(shè)于外電極與內(nèi)電極之間；內(nèi)電極設(shè)有高壓內(nèi)電極和接地內(nèi)電極，內(nèi)電極用于介質(zhì)阻擋放電，外電極也設(shè)有高壓外電極和接地外電極，外電極用于弧光放電；絕緣套管與氣瓶連接，氣瓶?jī)?nèi)裝惰性氣體，用于內(nèi)電極介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生等離子體；絕緣蓋中間設(shè)有供排氣的出氣孔；高壓外電極與直流電源高壓電極連接，接地外電極與直流電源接地極連接。

所述反應(yīng)腔體的內(nèi)徑可為2～250cm，厚度可為1～100mm，高度可為2～350cm，反應(yīng)腔體可采用陶瓷、剛玉、石英、聚四氟乙烯之一制作。

所述絕緣蓋的厚度可為2～60mm，直徑可為5～250cm，絕緣蓋可采用陶瓷、剛玉、石英、聚四氟乙烯之一制作。

所述外電極的內(nèi)徑可為2～20mm，外徑可為3～40mm，長(zhǎng)度可為5～350cm，材質(zhì)為耐高溫性能良好的銅、銀、鎢等，外電極置于電極移動(dòng)槽內(nèi)在步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下左右可移動(dòng)距離為0.1～30cm；外電極內(nèi)部由絕緣套管和高壓內(nèi)電極組成，接地外電極內(nèi)部由絕緣套管和接地內(nèi)電極組成。