[实用新型]等离子体燃料转化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及气化设备，特别是涉及到一种等离子体气化设备。

背景技术

当前，等离子技术已得到广泛的应用，工业上应用于等离子点火、等离子喷涂、金属冶炼、等离子加热制造纳米材料、切割、垃圾焚烧废物处理等。等离子体的处理方式和一般的方式大不一样，等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，伴随着放电现象将会生成了激发原子、激发分子、离解原子、游离原子团、原子或分子离子群的活性化学物以及它们与其它的化学物碰撞而引起的反应。在等离子体发生器中，放电作用使得工作气分子失去外层电子而形成离子状态，经相互碰撞而产生高温，温度可达几万度以上。

当前，常规煤气化装置中使用的气化剂为水蒸汽+空气或水蒸汽+氧气，在气化炉工作时，直接把水蒸汽+空气或水蒸汽+氧气送入气化炉，使水蒸汽与炭发生造气反应生成合成气，其反应为吸热反应，需要由空气或氧气与炭发生氧化反应为其提供热量，这种气化方式的气化率仅为70%左右，这将增加煤炭资源消耗，同时，合成气中产生大量的二氧化碳废气，不仅影响到合成气的品质，而且使后级生产中排放大量的温室气体。如利用等离子体技术来进行煤气化，气化率高，并且不需输入空气或氧气，生产的合成气中氢气的分数比例高，废气的含量低。

当前，环境污染已经成为我国发展中的一个重大问题，我国是煤炭生产大国，也是煤炭消耗大国，在我国的能源结构中，煤炭是第一能源，主要用作锅炉燃料。煤炭是常规能源中较为廉价的一种能源，长期以来，其燃烧工艺以直接燃烧为主，普遍存在燃烧不充分、热效率低、煤炭资源浪费严重、严重污染大气环境的现象。如利用等离子体技术把煤炭转化为清洁的气体燃料送入锅炉内燃烧，将可实现煤炭的增值燃烧和解决污染问题，为节能减排做出贡献。

我国每天在汽修行业、工矿企业、飞机场等场所产生大量的废机油，如利用等离子体技术把这些废机油转化成清洁气体燃料或转化成化工原料，将是废机油最好的出路。

实用新型内容

本实用新型的目的是要克服把固体燃料和液体燃料直接燃烧所引起的资源浪费严重和污染环境的缺点，设计制造一种能把固体燃料和液体燃料转化为清洁的气体燃料或适合作化工原料利用的合成气，用于煤气化生产或锅炉燃烧装置，实现降低煤炭资源消耗和减少污染物排放。

本实用新型的第一种等离子体燃料转化装置，主要由气化器（2）、第一电极（3）和后座（1）组成，其中：气化器（2）的构造内有气化腔（Ⅷ）和冷却水套a（Ⅵ），气化腔（Ⅷ）在气化器（2）的前部，气化腔（Ⅷ）为气化器（2）前部空心构造的内空间构成，气化腔（Ⅷ）的两端有入口（Ⅶ）和产物出口（Ⅸ），入口（Ⅶ）和产物出口（Ⅸ）各为圆形通孔，入口（Ⅶ）和气化器（2）的入口端重合，冷却水套a（Ⅵ）在气化腔（Ⅷ）的外围；气化器（2）安装在后座（1）上，后座（1）的前端与气化器（2）的入口端相接；在入口（Ⅶ）的壁体上或在入口（Ⅶ）与后座（1）之间或在后座（1）的壁体上有燃料输入接口（2-4）接入，在燃料输入接口（2-4）接入的部位与后座（1）之间或在后座（1）的壁体上有工作气输入接口（2-1）接入；第一电极（3）为圆棒体结构，第一电极（3）连接在后座（1）上，并且与气化腔的入口（Ⅶ）同轴，第一电极（3）的头部从入口（Ⅶ）伸入到气化腔（Ⅷ）之内，第一电极（3）外壁与入口（Ⅶ）内壁之间的空隙为工作气和待转化燃料的通道，第一电极（3）的头部与入口（Ⅶ）处壁体的金属构件之间有放电空间，入口（Ⅶ）处的金属构件形成第二电极，第二电极上有环形放电面（j）；工作时，由第一电极（4）的头部和第二电极的环形放电面j（15）之间的放电生成等离子体电弧，使气化腔（Ⅷ）内形成高温环境和电场活化环境，提供给固体燃料或液体燃料转化为合成气所需的能量。

本实用新型中，气化腔（Ⅷ）的空间呈入口至中部为圆柱体结构，前部至产物出口（Ⅸ）为喇叭口收窄结构，收窄角度为45°～150°；气化器（2）的冷却水套a（Ⅵ）有冷却剂通道或冷却剂接口接出；第一电极（3）为圆棒实体结构或圆棒空心结构，当第一电极（3）为圆棒空心结构时，第一电极（3）内有冷却剂通道d（Ⅳ）；或者，第一电极（3）为圆棒空心结构，在第一电极（3）的圆棒空心结构内有导流管a（3-3），导流管a（3-3）内有冷却剂通道d（Ⅳ），导流管a（3-3）的外壁和第一电极（3）的圆棒体内壁之间的空间构成冷却剂回路a，导流管a（3-3）上有冷却剂接口f（3-6）接出；气化腔（Ⅷ）内有绝热内衬（6）；在冷却水套a（Ⅵ）的外壳上有压缩线圈（8）。