[发明专利]一种等离子体重整甘油制合成气方法

说明书

技术领域

本发明涉及制氢技术，特别是涉及一种等离子体重整甘油制合成气方法。

背景技术

随着石油资源的日益枯竭，能量需求量的不断增加，全世界逐渐面临能源短缺的危机。生物柴油作为一种可再生能源，受到各国的重视并大力加以发展。但在制备生物柴油的过程中，每生产10吨生物柴油会产约1吨的甘油副产物，副产物甘油的有效利用已成为影响生物柴油企业发展的重要因素。以甘油为原材料制取合成气(氢气和一氧化碳混合气)，合成气是一种化工原料，也可以作为燃料，进而提升了甘油的利用空间。目前利用甘油制合成器的主要方法是催化重整，存在催化剂中毒的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种等离子体重整甘油制合成气方法。

本发明为达到以上目的，是通过以下的技术方案来实现的：

提供一种等离子体重整甘油制合成气方法：1)将甘油通过雾化后引入等离子体发生器；2)对等离子体发生器内的电极施以高电压，中心电极与外电极在高压电作用下，中心电极尖端与外电极最窄处产生击穿电弧，其在旋流的甘油喷雾推动下边高速旋转横扫电极间区域边向发生器下游移动，直至电弧过长淬灭，上述过程不断循环，产生非热电弧等离子体，等离子体诱发甘油发生重整化学反应，产生合成气。

所述的等离子体发生器，包括中心电极、聚四氟乙烯层、外电极、圆筒外壁、进料口及出气口；发生器的中心电极、聚四氟乙烯层、外电极、圆筒外壁及出气口轴线均位于圆筒外壁轴线上，其中中心电极为一带有尖端的铜棒，外电极为一铜缩放喷管，圆筒外壁为不锈钢管；中心电极与外电极通过聚四氟乙烯层隔开，两电极之间最窄距离0.5-5mm；甘油通过固定在圆筒外壁上的进料口切向进入等离子体发生器。

因甘油中碳氧比为1∶1，所以甘油转化为合成气可以需要额外的氧元素(如 水或者氧气)：

C₃H₈O₃→4H₂+3CO

等离子体重整甘油的主要气态产物为H₂和CO。少量的CO₂、CH₄、C₂H₂、C₂H₄、C₂H₆、少量的液态产物和碳黑也会在重整过程中产生。

本发明具有体积小，效率高，稳定性好，可靠性高和成本较低等优点，可有效的进行等离子体重整可再生原料甘油制取富氢气。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图1中：1中心电极，2聚四氟乙烯层，3外电极，4圆筒外壁，5进料口，6出气口。

具体实施方式

实施例

如附图1所示，本发明包括中心电极1、聚四氟乙烯层2、外电极3、圆筒外壁4、进料口5及出气口6；装置的中心电极1、聚四氟乙烯层2、外电极3、圆筒外壁4及出气口6轴线均位于圆筒外壁3轴线上，其中中心电极1为一带有尖端的铜棒(直径10mm)，外电极3为一铜缩放喷管(长110mm，喉部直径11mm)，圆筒外壁为不锈钢管(直径48mm，长300mm)；中心电极1与外电极3通过聚四氟乙烯层2隔开，两电极之间最窄距离1.8mm。)将甘油雾化后通过进料口5引入等离子体发生器；2)对等离子体发生器内的电极施以12kV交流高压电，中心电极与外电极在高电压作用下，中心电极1尖端与外电极3最窄处产生击穿电弧，其在旋流的甘油喷雾推动下边高速旋转横扫电极间区域边向发生器下游移动，直至电弧过长淬灭，上述过程不断循环，产生非热电弧等离子体，等离子体诱发甘油发生重整化学反应，产生富氢合成气由出气口6排出，主要产物包括H₂和CO，H₂与CO的比率约为1.33，且合成气的选择性可高于80％。合成气浓度高于94％。表明甘油分解是等离子环境中的主要反应。使用纯甘油时能源效率高于50％，若能优化电源和装置几何结构、结合余热回收技术，可进一步提高能源效率。