[实用新型]采用等离子体转化甲烷和二氧化碳制备汽油的装置

说明书

本实用新型涉及制备汽油的装置，尤其是一种采用等离子体转化甲烷和二氧化碳制备汽油的装置。

甲烷转化的现有技术需要高温，有些同时还需要高压，而且转化率不高，增加了成本，而二氧化碳转化也非常困难，只能在非常苛刻的条件下进行，因此也消耗大量的热能，成本很高。

本实用新型的目的是提供一种采用等离子体转化甲烷和二氧化碳制备汽油的装置，能在普通的温度和压力下，利用交流电产生气体阻挡放电等离子体并将甲烷和二氧化碳这两种极稳定的温室气体转化为汽油。

本实用新型的目的是这样实现的：高压电极为一毛刷，其外环套有一石英反应管，该石英反应管外环套有一恒温油浴，石英反应管和恒温油浴之间填有固态催化剂；所述的高压电极连接交流电压发生器，其接地电极即为恒温油浴的金属筒，交流电压发生器产生的交流电压范围为6KV～100KV，频率为50HZ～100MHZ，电流密度0.01A/m²～10A/m²；所述的进气嘴穿过恒温油浴筒体连通固态催化剂层的上部；所述的上密封盖、下密封盖、恒温油浴筒体将筒内的部分予以密封，在下封盖上装有一出料嘴，出料嘴上安装有一温度测量头，进气嘴上安装有一压力测量头；所述的固体催化剂可以是不锈钢或分子筛催化剂，厚度为1.5～10mm所述的分子筛催化剂是X型、Y型、A型、ZSM-5型、13X型。

本实用新型的优点和积极效果是：

在普通的温度和压力下通过在两电极之间加上交流电压，形成气体阻挡放电等离子体，使甲烷和二氧化碳混合气体转化为汽油，其中以C5以上支链烃为主，支链烃/直链烃≈9/1，辛烷值也很高，是一种正常的汽油。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：

本实用新型主体为一圆筒状，从外层到内层为：外层为恒温油浴筒体6，恒温油浴内装有恒温油7，恒温油浴筒体上部制有进气嘴13，下部制有出油嘴14。紧邻恒温油浴筒体内层的为固态催化剂层5，该固态催化剂可以是不锈钢或分子筛催化剂，如分子筛催化剂是X型、Y型、A型、ZSM-5型、13X型，厚度为1.5～10mm。催化剂层以内套有毛刷电极8石英反应管4，该毛刷电极为高压电极，连接交流电压发生器12，其接地电极即为恒温油浴的金属筒，交流电压发生器产生的交流电压范围为6KV～100KV，频率为50HZ～10MHZ，电流密度0.01A/m²～10A/m²。

上密封盖11、下密封盖3、恒温油浴筒体将筒内的部分予以密封，在下密封盖上装有一出料嘴1，本实施例中出料嘴在下封盖的中部，出料嘴上安装有一温度测量头2，进气嘴9穿过恒温油浴筒体连通固态催化剂层的上部，进气嘴上安装有一压力测量头10。

本实用新型工作原理为：

通过控制恒温油浴的温度使筒体内部的温度恒定，温度为25～460℃，通过压力测量头控制筒内压力为100KPa～300KPa，先通入隋性气体如氦气、氖气、氩气之一约10分钟，然后切换成甲烷和二氧化碳混合气，要求二氧化碳和甲烷的最佳摩尔比为1∶1～1∶5，在高压电极上通交流电压，电压范围6KV～100KV，频率为50HZ～10MHZ，电流密度0.01A/m²～10A/m²。此时固态催化剂层形成气体阻挡放电等离子体，使甲烷和二氧化碳转化为气态烃、液态烃，气态烃通过出料嘴流出，液态烃一般流在催化剂孔隙内。其中液态烃均用气相色谱定量分析，液态烃经SHELL瑞士公司分析证明为C5以上的以支链烃为主的汽油成分。结束反应需要断电、断气、降低油浴温度。