[實用新型]一種氣體?液體兩相放電加氫精制生物油的裝置

有效

• 申請號: 201620906128.9
• 申請日: 2016-08-17
• 公開（公告）號: CN206188746U
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 趙衛東;黃健泉;倪康;張瀟尹;賴志豪;蔡憶昔;李小華
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C10G67/04
• 分類號: C10G67/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于低溫等離子體的應用技術領域，尤其涉及一種氣體-液體兩相放電加氫精制生物油的裝置。

背景技術

隨著全球經濟和社會的高速發展，化石能源被大量消耗并逐漸枯竭，因其過度利用導致環境和氣候問題日益嚴重，能源短缺和環境污染已經成為制約人類社會可持續發展的主要矛盾，尋找可替代清潔能源已成全球共識。而生物質能是綠色植物通過光合作用貯存起來的能源，具有儲量大、可再生、含硫量低、CO₂零排放等優點，可作為化石能源的替代能源。因而，作為唯一可再生的資源，如何高效的將生物質資源轉化成具有較高附加值的化工原料和可替代燃料而受到廣泛關注。

現階段生物油精制提質主要有催化加氫、催化裂解、催化酯化和乳化等方法。相比其他提質方法，催化加氫可顯著降低生物油的含量，增大生物油的H/C比，提高熱值，因此目前被廣泛關注及研究。但傳統的催化加氫提質主要利用高壓反應釜，投入成本過高，催化劑易失活，反應時間過長，因此從長遠角度上，急需一種理想的加氫技術方法來精制生物油。

研究表明，低溫等離子體因體系中包含有高能電子、激發態原子、正負離子、自由基等具有高化學反應活性的粒子，可引發常溫常壓下很難進行的化學反應，因而在污染物降解、消毒、材料制備及表面改性方面應用廣泛。由于大部分化學反應是在液相中進行的，研究者在傳統氣體放電低溫等離子體的基礎上，引入液體介質，從而在氣-液接觸界面引發化學反應，形成了氣體-液體兩相放電低溫等離子體這一新型的化工處理技術。

因此，基于氣體-液體兩相放電低溫等離子體的技術基礎上，實用新型了一種氣體-液體兩相放電加氫精制生物油的裝置，此裝置在應用中體現出能耗低、工藝設備簡單，反應速度快、處理效率高、易于實現工業化等技術優勢。

實用新型內容

為了克服目前已有加氫技術中存在的缺陷，本實用新型提供了一種氣體-液體兩相放電加氫精制生物油的裝置，該裝置具有結構簡單、成本較低和易于工業化等顯著優勢。

本實用新型是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種氣體-液體兩相放電加氫精制生物油的裝置，包括等離子體發生器和供氣單元；

所述等離子體發生器包括反應容器、橡膠塞、進排氣管、高低壓電極和高壓電源；所述反應容器上部開口處設有橡膠塞密封，所述橡膠塞上開有中心圓孔、進氣孔和排氣孔，高壓電極穿過中心圓孔，一端伸入反應容器中，另一端與高壓電源連接；進氣管安裝至進氣孔內并延伸至高壓電極的下端，排氣孔安裝于排氣孔內；

所述高壓電極包括連接高壓電源正極的空心鐵棒和套設在空心鐵棒外的內介質管；所述內介質管與空心鐵棒之間的空隙密封；所述低壓電極為圓形鋁片，緊密貼合與反應容器底部；

所述的供氣單元包括氣瓶、減壓閥和流量計，且氣瓶、減壓閥和流量計依次連接；所述流量計的另一端與進氣管連接，所述的供氣單元控制減壓閥將氣體通過流量計和進氣管，進入反應容器中。

本實用新型所述裝置還包括固定支架，所述固定支架由聚四氟乙烯螺栓和密封定位板構成，將整個反應容器固定并保持穩定

所述進氣孔和排氣孔位于中心圓孔兩側。

所述的反應容器、進排氣管、內介質管的材料均為石英，厚度為2～4mm。

所述的進氣管采用L型石英管，L型管下端口靠近高壓電極；所述排氣管亦采用L型石英管，L型管下端口位于液面上方。

所述高壓電源的工作電壓為0～50kV，頻率為8～20kHz。

所述的減壓閥控制進氣壓力在0～0.05Mpa，所述的進氣流量為0～100mL/min。

當工作時，供氣單元控制減壓閥將氣體通過流量計和進氣管，進入反應容器中，容器的底部為液相生物油，高壓電極不與生物油直接接觸，因此在兩相環境下，基于介質阻擋放電原理，在放電區產生低溫等離子體；所述的低壓電極為圓形鋁片，緊密貼合于反應容器底部，確保高低壓電極間產生穩定的等離子體。

所述的液相生物油為生物質經過真空熱裂解的液體燃料，如木屑油、稻殼油和秸稈油等；所述氣相為氫氦混合氣(V_H2：V_He＝2：3)。

本實用新型的有益效果是：

(1)相比于傳統的加氫裝置，本實用新型所采用的裝置能耗低、反應速率快、成本較低。

(2)本實用新型采用的氣體-液體兩相放電加氫精制生物油的裝置，既易于氣相放電的產生，又增加了放電產物與液體的接觸面，同時放電產生的物化效應和各種活性粒子能夠快速的作用于液體，增強加氫脫氧的效果。