CN203582762U - 一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置 - Google Patents
一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203582762U CN203582762U CN201320593044.0U CN201320593044U CN203582762U CN 203582762 U CN203582762 U CN 203582762U CN 201320593044 U CN201320593044 U CN 201320593044U CN 203582762 U CN203582762 U CN 203582762U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plasmatorch
- coal
- plasma
- anodes
- anode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置,属于煤化工技术领域。包括等离子炬阴极,工作气体,煤粉注入装置,等离子电源,耐高温绝缘环,等离子炬阳极,等离子炬阳极的出口有一淬冷装置,等离子炬阳极的外部设置有磁力约束线圈,其特征在于该装置在等离子炬阴极和若干个等离子炬阳极之间可产生多条电弧,在磁力约束线圈的作用下不停地旋转,减少对等离子炬阳极的烧蚀,同时在反应通道形成多个垂直分布的高温区,使煤粉在下落的过程中与等离子射流的接触时间延长,能够充分的混合和反应,提高煤粉转化率和乙炔产率,同时避免了反应通道的结焦,可以长期稳定的运行。
Description
技术领域
本实用新型属于煤化工反应器反应设备技术领域,尤其涉及一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置。
背景技术
从目前来看,电石法生产乙炔仍然是比较成熟的工艺路线,但污染和能耗相对较高,等离子体裂解煤制乙炔环保而快捷的转化过程无疑为乙炔的生产开辟了一条新的途径,20世纪90年,我国的学者和工程技术人员在等离子应用领域进行了大量的探索和研究,取得了一定的进展,等离子技术已经广泛的应用在材料、能源、信息、化工、物理、医学等领域,等离子体裂解煤制乙炔也显露出其潜在的市场前景。
等离子射流具有高温、高焓、高速的特点,在反应通道的截面上有一定的温度和速度分布特性,等离子射流的最高温度可达104K量级,平均温度约3000K,速度102米每秒量级,反应条件极端苛刻,是一个毫秒级的超短接触反应过程,煤粉颗粒与等离子射流接触后,在数毫秒内被急剧加热,并释放出挥发分,生成乙炔和其他小分子烃类。而大量的煤粉并不能进入等离子射流的高温区,与高温的等离子射流充分接触并反应,只能在靠近壁面的低温区域参与反应,不能完全反应的煤粉会黏在反应器壁面上,堵塞反应通道,使反应难以继续。
专利号CN201454523U公开了一种应用于等离子体裂解煤制乙炔反应器的煤粉喷射装置,其方法是煤粉喷嘴的出口截面为宽扁形,喷嘴的长轴与与反应器通道截面夹角为α,煤粉喷嘴的中心线与与反应器通道交点的切线成β角,更容易使煤粉颗粒附着在反应器壁面上,堵塞反应通道。专利号CN101550054A公开了应用于煤裂解制乙炔过程的热等离子体与煤粉混合结构,其方法是煤粉喷嘴安装在气固下行床混合器通道内壁相同或不同的截面上,分2-3层分布,每层2-50mm,安装角度可在整个空间内进行调整,在煤粉喷嘴的上方安装有遮流构件,目的是提高煤粉颗粒的速度,扩大煤粉射流与等离子射流的接触面积,但并未达到理想的效果,而且由于等离子射流的温度梯度较大,由于温度的递减,垂直高度增加煤粉喷嘴的层数,使煤粉反应不完全,更容易形成结焦物,堵塞反应通道,等离子射流烧蚀和冲刷使遮流构件损耗增大,不利于长时间运行。
发明内容
本实用新型针对现有技术煤粉射流与等离子射流不能均匀混合,乙炔产率低,反应器通道易结焦的问题,提出一种多电弧等离子裂解煤制乙炔反应装置。
实现本实用新型的技术方案是一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置,包括等离子炬阴极,进气段,煤粉注入装置,等离子电源,耐高温绝缘环,等离子炬阳极,等离子炬阳极的出口有一淬冷装置,等离子炬阳极的外部设置有磁力约束线圈,其特征在于该装置在等离子炬阴极和若干个等离子炬阳极之间产生多条电弧。
所述的一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置,等离子炬阴极的下方分布有若干个等离子炬阳极和耐高温绝缘环。
所述的一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置,等离子炬阳极和耐高温绝缘环间隔布置。
所述的一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置,每个等离子炬阳极和阴极对应一套独立的供电电源,形成等离子电弧。
所述的一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置,进气段沿圆周方向分布有若干个切向进气孔,孔径为0.5-5mm。
本实用新型的有益效果为:一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置,该装置能够在反应通道产生多条电弧,在磁力约束线圈的作用下旋转,形成多个垂直分布的热区,煤粉颗粒在下落过程中与等离子射流的接触时间延长,能够充分的混合、反应,乙炔产率高,同时避免反应通道结焦,可以长期稳定的运行。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
附图标记说明:1等离子炬阴极、2进气段、3煤粉注入装置、4等离子电源、5耐高温绝缘环、6等离子炬阳极、7淬冷部件、8磁力约束线圈、9等离子电弧、10煤粉颗粒。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明:
一种多电弧等离子体煤制乙炔反应装置,包括等离子炬阴极1,进气段2,煤粉注入装置3,电源4,在煤粉注入装置3的下方有若干个耐高温绝缘环5以及等离子炬阳极6,等离子炬阳极6与耐高温绝缘环5间隔放置,在等离子炬阳极6的出口处有淬冷装置7,等离子炬阳极6的外面有电磁线圈8,电源4的阴极均与等离子炬阴极1连接,电源4的阳极分别与若干个等离子炬阳极6连接,工作时,工作气体由进气段2上的切向孔进入反应通道,依次开启电源4,在等离子炬阴极1和等离子炬阳极6之间产生若干条等离子电弧9,等离子电弧9可在磁力约束线圈8的作用下维持稳定,并在等离子炬阳极6的内表面不停地旋转,等离子电弧9的旋转使得电弧9的弧根在等离子炬阳极6的内表面不停地移动,避免了在同一位置的持续放电,导致电极的局部过热而产生的烧蚀和气化,有利于等离子炬阳极6的长期使用。旋转的电弧9沿反应通道形成多个垂直分布的高温区,从煤粉注入装置3进入反应通道的煤粉颗粒10可经过多个高温区参与裂解反应,多个垂直排列的高温区使煤粉颗粒通过等离子射流的时间延长,混合均匀,反应充分,煤粉转化率高,更有利于乙炔的生成,同时避免反应通道的结焦,可以长期稳定运行,反应产物经淬冷装置7冷却后进入后续分离和提纯工序。
Claims (5)
1.一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置,包括等离子炬阴极,进气段,煤粉注入装置,等离子电源,耐高温绝缘环,等离子炬阳极,等离子炬阳极的出口有一淬冷装置,等离子炬阳极的外部设置有磁力约束线圈,其特征在于该装置在等离子炬阴极和若干个等离子炬阳极之间产生多条电弧。
2.根据权利要求1所述的一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置,其特征在于在等离子炬阴极的下方分布有若干个等离子炬阳极和耐高温绝缘环。
3.根据权利要求1、2任一所述的一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置,其特征在于等离子炬阳极和耐高温绝缘环间隔布置。
4.根据权利要求1所述的一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置,其特征在于每个等离子炬阳极和阴极对应一套独立的供电电源,形成等离子电弧。
5.根据权利要求1所述的一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置,其特征在于进气段沿圆周方向分布有若干个切向进气孔,孔径为0.5-5mm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201320593044.0U CN203582762U (zh) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | 一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201320593044.0U CN203582762U (zh) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | 一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN203582762U true CN203582762U (zh) | 2014-05-07 |
Family
ID=50580712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201320593044.0U Expired - Fee Related CN203582762U (zh) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | 一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN203582762U (zh) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104451762A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-03-25 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 一种电弧热解煤粉制乙炔装置 |
CN105561903A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-11 | 夏维珞 | 一种电弧加热煤粉制乙炔反应器 |
CN105682334A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-06-15 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 一种电弧等离子体反应器装置 |
CN107852810A (zh) * | 2015-08-06 | 2018-03-27 | 特拉等离子体有限责任公司 | 用于产生等离子体的设备和方法以及这种设备的应用 |
CN108180075A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-19 | 中国人民解放军空军工程大学 | 航空发动机燃烧室的旋转滑动弧等离子体燃油裂解头部 |
CN108201868A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-06-26 | 新疆兵团现代绿色氯碱化工工程研究中心(有限公司) | 一种空心阴极磁旋转弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置 |
CN110463357A (zh) * | 2017-01-23 | 2019-11-15 | 爱德华兹韩国有限公司 | 等离子体产生设备和气体处理设备 |
CN111406442A (zh) * | 2017-11-30 | 2020-07-10 | 韩国水力原子力株式会社 | 前方电极为多电极且后方电极构成为按钮型的等离子体火炬 |
CN114345263A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-04-15 | 内蒙古金科发新材料科技有限公司 | 一种热等离子体反应器保护装置 |
US11985754B2 (en) | 2017-01-23 | 2024-05-14 | Edwards Korea Ltd. | Nitrogen oxide reduction apparatus and gas treating apparatus |
-
2013
- 2013-09-25 CN CN201320593044.0U patent/CN203582762U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104451762A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-03-25 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 一种电弧热解煤粉制乙炔装置 |
CN107852810A (zh) * | 2015-08-06 | 2018-03-27 | 特拉等离子体有限责任公司 | 用于产生等离子体的设备和方法以及这种设备的应用 |
CN105561903B (zh) * | 2016-02-03 | 2018-08-07 | 合肥爱普利等离子体有限责任公司 | 一种电弧加热煤粉制乙炔反应器 |
CN105682334A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-06-15 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 一种电弧等离子体反应器装置 |
CN105561903A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-11 | 夏维珞 | 一种电弧加热煤粉制乙炔反应器 |
CN110463357A (zh) * | 2017-01-23 | 2019-11-15 | 爱德华兹韩国有限公司 | 等离子体产生设备和气体处理设备 |
CN110463357B (zh) * | 2017-01-23 | 2021-09-17 | 爱德华兹韩国有限公司 | 等离子体产生设备和气体处理设备 |
US11430638B2 (en) | 2017-01-23 | 2022-08-30 | Edwards Limited | Plasma generating apparatus and gas treating apparatus |
US11985754B2 (en) | 2017-01-23 | 2024-05-14 | Edwards Korea Ltd. | Nitrogen oxide reduction apparatus and gas treating apparatus |
CN111406442A (zh) * | 2017-11-30 | 2020-07-10 | 韩国水力原子力株式会社 | 前方电极为多电极且后方电极构成为按钮型的等离子体火炬 |
CN108180075A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-19 | 中国人民解放军空军工程大学 | 航空发动机燃烧室的旋转滑动弧等离子体燃油裂解头部 |
CN108201868A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-06-26 | 新疆兵团现代绿色氯碱化工工程研究中心(有限公司) | 一种空心阴极磁旋转弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置 |
CN114345263A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-04-15 | 内蒙古金科发新材料科技有限公司 | 一种热等离子体反应器保护装置 |
CN114345263B (zh) * | 2022-01-25 | 2024-04-23 | 内蒙古金科发新材料科技有限公司 | 一种热等离子体反应器保护装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN203582762U (zh) | 一种多电弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置 | |
AU2012362083B2 (en) | Microwave plasma biomass entrained flow gasifier and process | |
CN101550056B (zh) | 一种热等离子体煤裂解-气化耦联工艺及反应装置 | |
CN207330368U (zh) | 一种用流化床生产碳纳米管的设备 | |
CN108201868A (zh) | 一种空心阴极磁旋转弧等离子体裂解煤制乙炔反应装置 | |
CN101508622B (zh) | 一种应用于等离子体煤裂解制乙炔反应器的煤粉入口结构 | |
CN101508623B (zh) | 一种涉及遮流构件的等离子体煤裂解反应装置 | |
US4105888A (en) | Arc heater apparatus for producing acetylene from heavy hydrocarbons | |
CN105682334A (zh) | 一种电弧等离子体反应器装置 | |
CN103084129B (zh) | 多段等离子体裂解碳质材料反应器及用其生产乙炔的方法 | |
US9284503B2 (en) | Manufacture of gas from hydrogen-bearing starting materials | |
CN204365271U (zh) | 磁化多电弧热等离子体床形反应器 | |
CN107697903A (zh) | 一种用流化床生产碳纳米管的设备及其制备方法 | |
KR101554916B1 (ko) | 플라즈마를 이용하여 활성 입자가 풍부한 고온 수증기를 준비하기 위한 장치 및 방법 | |
CN107081119B (zh) | 一种热等离子体阵列裂解煤制乙炔的反应器 | |
CN105289442A (zh) | 一种等离子体裂解煤制乙炔反应装置 | |
CN208554137U (zh) | 格栅式等离子体反应装置 | |
CN201454524U (zh) | 一种涉及遮流构件的等离子体煤裂解反应装置 | |
CN205269626U (zh) | 一种等离子体裂解煤制乙炔反应装置 | |
CN201454523U (zh) | 一种应用于等离子体煤裂解制乙炔反应器的煤粉喷射装置 | |
CN102068953B (zh) | 应用于等离子体煤裂解过程的毫秒级快速冷却装置 | |
CN101550054B (zh) | 应用于煤裂解制乙炔过程的热等离子体与煤粉混合结构 | |
CN214051595U (zh) | 一种等离子体裂解煤制乙炔反应装置 | |
JP2017510710A (ja) | 酸化鉄鉱物からの製鉄に電気エネルギーを利用するための設備および方法 | |
WO2021093470A1 (zh) | 具有抑制结焦和在线清焦功能的煤制乙炔等离子体反应器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140507 |