[实用新型]基于低温等离子体燃烧的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于等离子体电化学及物理领域，具体涉及一种产生低温等离子体变频脉冲双极性电磁场，利用等离子体与添加剂的协同作用完成甲醇水混合液的转化，产生高密度高热值碳氢合成汽燃料，应用于能源领域。

背景技术

等离子体电化学与电磁物理经过几十年的发展,现已形成了一门新兴的多学科交叉的前沿分支学科体系，它集物理、化学、光化学、超声波、电子电磁电解于一体。等离子体技术以其非常规的手段在化学工业中,给整个化工业带来了新的生机,已成为传统化工的一支生力军。等离子体化工电磁已由最初的试错法，向可控型发展,而且随着检测手段的不断提高,焓变、相变、平衡常数等理论数据将逐渐完备,这将让人们更好的认识等离子化工过程中的反应历程,建立完善的传递模型,实现工业化或者更好的指导工业实践。

目前用于工业及民用的合成醇基燃料热值普遍较低，局限于较小设备及燃烧热值范围，添加催化剂后杂质含量复杂，在燃烧过程中容易造成积碳，堵塞喷嘴损坏燃烧器。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，实用新型提供了一种基于低温等离子体燃烧的装置。本实用新型通过调配选用甲醇和水及燃料添加剂混合液，并提供一种利用燃烧器（燃烧室）自身的换热装置，甲醇水混合液通过燃烧室的高温循环换热汽化后，进入低温等离子体装置的变频脉冲电晕反应，生产一种高密度能量的碳氢合成汽直接燃烧，有效的解决了上述所存在的缺陷，节能环保，提高了效益。

本实用新型的技术方案是：

一种基于低温等离子体燃烧的燃料，其特征是，燃料由甲醇、水及添加剂构成，添加剂是异丙醇、三乙醇胺、氢氧化钾、乌洛托品、油酸钠。

上述添加剂无毒无臭无污染，含微量杂质元素，避免了燃烧积碳问题。

所述燃料由如下重量百分比的组份组成：55-65%甲醇、30-40%水、2.5-3.5%异丙醇、0.8-1.2%三乙醇胺、0.3-0.5%氢氧化钾、0.2-0.4%乌洛托品、0.2-0.4%油酸钠。

优选方案，所述的燃料为60%甲醇、35%水、3%异丙醇、1%三乙醇胺、0.4%氢氧化钾、0.3%乌洛托品、0.3%油酸钠。

本实用新型还公开了一种基于低温等离子体燃烧的方法，其特征是，按如下步骤：

（1）所述燃料加热汽化；

（2）汽化后的燃料汽体输入到低温等离子体的电离腔中形成高能碳氢合成燃料；

（3）高能碳氢合成燃料燃烧，输出热量，其中，部分热量用于步骤（1）中的加热汽化。输出热量可用于工业等用途例如发电等。

所述低温等离子体所需的电源为双极性变频脉冲电源。

步骤（1）中，加热汽化的首次加热，加热汽化的热能从启动燃料加空气燃烧获得。等到所述燃料汽化电离能够燃烧后，可以关闭启动燃料和空气。

本实用新型还公开了一种基于低温等离子体燃烧的装置，其特征是，包括：

壳体，前部设置有燃烧腔；

外电极，呈圆环体，位于壳体内的中部，外电极被第一绝缘层包裹，外电极的中心形成等离子发生器的电离腔；

内电极，呈管状，两端分别套有第二绝缘套、第三绝缘套，第二绝缘套与第一绝缘层联接，第三绝缘套经支架固定在壳体，内电极的出口端连通等离子发生器的电离腔；

喷嘴，位于壳体的燃烧腔内，连通电离腔；

启动燃料输送管，穿过第二绝缘套，启动燃料输送管的出口位于电离腔，启动燃料输送管的进口经启动燃料阀门、启动燃料压力泵连通启动燃料存储罐，启动燃料能经电离腔、喷嘴后在燃烧腔燃烧，喷出火焰；

空气助燃管，穿过第二绝缘套，空气助燃管的出口位于电离腔，空气助燃管的进口经空气助燃阀门、风机连通大气，空气能在电离腔与启动燃料混合助燃；空气助燃管和启动燃料输送管可以设置多根，两者交叉固定；

汽化桶，内为燃烧室，与燃烧腔连通；

汽化管，环绕在汽化桶的内壁；汽化管的输出口经第四绝缘套连通内电极的进口，汽化管的输入口经燃料阀门、燃料压力泵连通燃料存储罐，燃料存储罐用于存储所述的燃料或者其它燃料，启动燃料燃烧后能将汽化管内的燃料汽化；需要说明的是，燃料可以是事先混合后存放在燃料存储罐，也可以是通过多个计量泵多通道输入到汽化管的输入口。

电源，向内电极、外电极供电。

所述汽化管在汽化桶内壁环绕的形状呈S形或螺旋形。

所述燃烧腔位置的壳体内设置有耐高温陶瓷，该耐高温陶瓷的内壁呈圆弧状。

所述电源为双极性变频脉冲电源。