[实用新型]一种等离子体裂解煤制乙炔反应装置

说明书

本实用新型公开了一种等离子体裂解煤制乙炔反应装置，包括反应器本体，反应器本体内设置有反应腔，反应器本体的顶端设置有等离子体炬阴极，等离子体炬阴极连接电源阴极，等离子体炬阴极通过固定件一固定在反应器本体的顶端外壁上；反应器本体的右侧壁上设置有等离子体炬阳极，等离子体炬阳极连接电源阳极，等离子体炬阳极通过固定件二固定在反应器本体的外侧壁上；反应器本体的左侧壁上端设置有煤粉喷嘴，煤粉喷嘴连接煤粉输送管，反应腔的左侧内壁中间位置固设有淬冷器，反应器本体的左侧壁下端连接有冷却水管。本实用新型提供一种等离子体裂解煤制乙炔反应装置，这种反应装置可以提高煤粉转化率，从而提高乙炔产率。

技术领域

本实用新型涉及反应器技术领域，具体来说，涉及一种等离子体裂解煤制乙炔反应装置。

背景技术

相对于电石法制乙炔，电弧等离子体热解煤粉制乙炔，由于节约资源、减少污染排放、能耗低等优点，被认为是对电石法生产乙炔的革命。

等离子体裂解煤直接制乙炔技术被公认是极具发展前景的绿色化工技术，它不同于传统的煤转化过程，等离子体煤裂解通过一步反应获得高价值的乙炔、氢气等产品，具有流程短、无催化剂、对煤质适应性广、反应设备小、投资少等优点。

等离子体裂解煤制乙炔反应条件极端苛刻，是一个毫秒级的超短接触反应过程，高速等离子体射流与煤粉混合效率低，煤粉难以进入高温区，造成发气量和乙炔浓度低、反应器易结焦、单位乙炔能耗高，反应放大效应明显，大规模产业化困难，煤粉与等离子体混合、传热、反应问题已成为等离子体裂解煤制乙炔工艺关键性技术难点。

目前，市场上亟需一种能保护环境，降低消耗，提高发气量，粉煤容易进入高温区与等离子体混合，可量产的热等离子体裂解煤制乙炔反应装置。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种等离子体裂解煤制乙炔反应装置，解决现有等离子体裂解煤制乙炔装置混合效率低，热能利用率低，反应能耗高的问题。

为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样的：

设计一种等离子体裂解煤制乙炔反应装置，包括反应器本体，所述反应器本体内设置有反应腔，所述反应器本体的顶端设置有等离子体炬阴极，所述等离子体炬阴极连接电源阴极，所述等离子体炬阴极通过固定件一固定在所述反应器本体的顶端外壁上；所述反应器本体的右侧壁上设置有等离子体炬阳极，所述等离子体炬阳极连接电源阳极，所述等离子体炬阳极通过固定件二固定在所述反应器本体的外侧壁上；所述反应器本体的左侧壁上端设置有煤粉喷嘴，所述煤粉喷嘴连接煤粉输送管，所述反应腔的左侧内壁中间位置固设有淬冷器，所述反应器本体的左侧壁下端连接有冷却水管，所述反应器本体的右侧壁下端连接有混合气出口，所述反应腔的底端设置有液封层，所述液封层的底端设置有固液混合物出口，所述混合气出口的高度大于所述液封层的最大高度，所述反应腔的内壁上涂覆有耐高温绝缘层，所述反应器本体的顶端还连接有氢气进气管。

进一步，所述等离子体炬阴极与所述反应腔的顶端内壁之间设置有耐高温绝缘密封圈一，所述等离子体炬阳极与所述反应腔的右侧内壁之间设置有耐高温绝缘密封圈二。

进一步，所述等离子体炬阴极、等离子体炬阳极上均设置有插接口，所述插接口上设置有若干个等离子体炬。

进一步，所述等离子体炬阴极与对应的所述等离子体炬的倾斜角度为30°-150°。

进一步，所述等离子体炬阳极与对应的所述等离子体炬的倾斜角度均为30°-150°。

进一步，所述煤粉喷嘴有若干个，若干个所述煤粉喷嘴均匀分布在所述反应器本体的侧壁上。

进一步，所述氢气进气管出口上设置有若干个均匀分布的氢气喷嘴。

进一步，所述淬冷器连接有淬冷喷头。

进一步，所述等离子体炬阴极、等离子体炬阳极的数量均为1-8中任一数值。