[实用新型]一种等离子体裂解装置

说明书

本实用新型属于等离子体设备领域，尤其涉及一种等离子体裂解装置，为解决等离子体裂解装置中，物料进入等离子体射流高温区困难，不能充分与高温气流进行混合和传热，导致裂解装置反应效率第，经济性差等问题。本实用新型将若干台等离子体发生器按一定角度安装在底座上，均匀分布，保证等离子体射流的对称性；底座作为公共阳极的接法或将相对或相邻的等离子体发生器,一台联接正极,另一台联接负极，利用多台等离子体炬共用一个底座的形式，在底座下方中心区域产生多束射流形成锥形高温汇流区，物料从底座中心进入，很容易就进入由等离子体射流交汇形成高温区域，使物料与高温等离子体充分混合、加热和反应，提高了裂解装置的反应效率。

技术领域

本实用新型属于等离子设备领域，尤其涉及一种等离子体裂解装置。

背景技术

近20年来，国内外科学家在等离子体制乙炔领域在实验室规模上进行了大量基础研究工作，取得了丰富的研究成果，等离子体裂解煤制乙炔的科学科学性得到了验证。科学研究成果表明等离子体裂解煤制乙炔技术路线可以从根本上解决“三废”的污染问题，更重要的是每公斤乙炔的电耗与电石法相当，且无需焦炭和石灰石作为原料。由于我国的煤储量相当丰富而石油资源短缺，发展煤化工对于我国化学工业的发展有着特别的意义。但是反应炉结焦及提高该工艺的经济性两个关键技术问题一直没有得到解决。

专利CN101734994A公开了一种用于等离子体裂解煤制乙炔的物料混合器，其方法是混合段和喷煤管组成混合器，混合段的中心为一锥形腔体，构成等离子体射流与物料的混合室，混合室的周围均布有2-6个与喷煤管配合的通孔。锥形的腔体结构虽然能约束等离子体射流，提高混合效率，但未充分的物料很容易在锥形的冷壁结构表面沉积，导致混合段的内腔严重结焦，堵塞喷煤管和反应通道，进一步增大内腔的锥角，有利于乙炔产率的提高，但高速物料颗粒的冲刷和等离子体射流的烧蚀都会造成混合段内腔的损坏。专利CN201454523U公开了一种应用于等离子体裂解煤制乙炔反应器的物料喷射装置，其方法是物料喷嘴的出口截面为宽扁形，喷嘴的长轴与反应器通道截面夹角为α，物料喷嘴的中心线与反应器通道交点的切线成β角，在旋转的等离子体射流的压缩作用下更容易使物料颗粒附着在反应器壁面上，堵塞反应通道。专利CN101550054A公开了应用于煤裂解制乙炔过程的热等离子体与物料混合结构，其方法是物料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，在物料喷嘴的上方安装有遮流构件，目的是提高物料颗粒沿反应通道的径向速度，进入等离子体射流中心高温区，扩大物料射流与等离子体射流的接触面积，但并未达到理想的效果，等离子体射流烧蚀和冲刷使遮流构件损耗增大，而且由于等离子体射流的温度梯度较大，随着温度的递减，垂直高度增加物料喷嘴的层数，使物料反应不完全，更容易形成结焦物，堵塞反应通道，不利于长时间运行。

发明内容

本实用新型的目的是解决等离子体裂解装置中，物料进入等离子体射流高温区困难，不能充分与高温气流进行混合和传热导致裂解装置反应效率第，经济性差等问题。

为解决上述问题所采用的技术方案为：一种等离子体裂解装置，包括等离子体发生器、等离子体电源、底座；等离子体发生器按一定角度安装在底座上，按圆周均匀分布；将底座作为公共阳极的接法或将相对或相邻的等离子体发生器,一台联接正极,另一台联接负极，形成V型电流通道，用于产生多束等离子体射流形成锥形高温汇流区，提供能量；底座顶部设置进料口，用于输送物料。

如上所述的等离子体裂解装置，四台或更多的等离子体发生器安装在同一底座上，对称分布；联接多台等离子体电源，可以一台联接电源正极，另一台联接电源负极，组成V型等离子体炬；也可以采用共阳极接法，将所有电源的正极联接到底座上，通过底座接地，其余联接不同电源的负极；底座顶部的中心位置联接物料管。

如上所述的等离子体裂解装置，等离子体发生器相对/相邻的等离子体发生器联接同一套等离子体电源，组成为V型等离子体炬。