[实用新型]硫化氢电离反应器及硫化氢电离系统

说明书

本实用新型公开了一种硫化氢电离反应器，包括壳体、介质阻挡放电单元，介质阻挡放电单元包括高压电极、绝缘介电体、接地电极和外冷却套管，高压电极套设于接地电极中，高压电极与接地电极之间形成放电气隙；绝缘介电体与高压电极外表面或接地电极内表面紧密接触；高压电极具有内腔，设置有内冷却介质入口和内冷却介质出口；外冷却套管具有外冷却介质入口和外冷却介质出口，包覆于接地电极上。本实用新型中，双极冷却系统不仅保证接地电极和高压电极正常运转而不会高温烧坏击穿；还可以使硫化氢气体能在较低的温度下电离分解，更好地保证产物硫磺流出；还可使等离子体保证足够的活性用于高效的电离反应，提高了设备安全性、稳定性和使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及硫化氢脱硫技术领域，特别是涉及一种硫化氢电离反应器及硫化氢电离系统。

背景技术

天然气、石油、煤和矿产加工工业会产生大量含硫化氢气体，硫化氢不仅会腐蚀金属等材料，而且会危害人体健康，污染环境，因此必须无害化处理。硫化氢的直接分解，不仅可以使其无害化，得到高附加值的氢气和可利用的硫磺，而且可以减少制氢带来的二氧化碳的排放。

硫化氢分解制氢的方法主要有热分解法、电化学法、光催化法和低温等离子体法等。热分解法平衡转化率较低，而电化学法和光催化法存在操作步骤多、反应效率低和能源消耗高、不适宜做工业化生产等缺点。低温等离子体法操作简单，硫化氢会被解离为原子的正负离子，从而打破热力学平衡的限制获得高的转化率，且操作简单，能量效率高，反应具有高度的可控性，能在大范围内调节气体流速和组成。此外，由于其高能量密度，可缩短反应时间，实现在较低温度下硫化氢的有效分解，适合于不同规模、布局分散、生产条件多变等场合，是目前为止最适合工业化生产的一种方法。

现有硫化氢电离脱硫装置中，常采用脉冲电流产生电磁场，结构简单，能量密度高而得到广泛应用，但其能耗高，脉冲电流难以控制，电磁场不稳定，阻碍了等离子体脱硫技术的发展。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种硫化氢电离反应器及硫化氢电离系统，从优化电离反应器结构，进一步提高能量效率，从设备安全性、稳定性和使用寿命上都可以随时实施大规模工业生产。本实用新型将打破国内市场上无工业化、规模化硫化氢分解制取硫磺和氢气设备的现状。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种硫化氢电离反应器，包括壳体、设置在壳体内的介质阻挡放电单元，壳体上设置有进气口、出气口和硫磺出口，所述介质阻挡放电单元包括高压电极、绝缘介电体、接地电极和外冷却套管，所述高压电极套设于所述接地电极中，所述高压电极与所述接地电极之间形成放电气隙；所述绝缘介电体与所述高压电极外表面或所述接地电极内表面紧密接触；所述高压电极具有内腔，设置有内冷却介质入口和内冷却介质出口；所述外冷却套管具有外冷却介质入口和外冷却介质出口，包覆于所述接地电极上。

进一步地，所述绝缘介电体为搪瓷，所述搪瓷内衬于所述高压电极外表面上。

进一步地，所述绝缘介电体为玻璃，所述玻璃内衬于所述接地电极内表面上。

进一步地，所述放电气隙的厚度为0.5mm~3mm。

进一步地，所述壳体底部为锥形结构，且壳体底部内壁抛光，所述硫磺出口设置在所述壳体的最底端。

进一步地，所述壳体的进气口、出气口上均设置有控制阀。

进一步地，所述介质阻挡放电单元设置有若干个，通过固定板固定于所述壳体内部；所述壳体下部设置有插入到壳体内部的内冷却进液管，各个介质阻挡放电单元的内冷却介质入口通过管路与所述内冷却进液管连通；所述壳体上部设置有插入到壳体内部的内冷却出液管，所述介质阻挡放电单元的内冷却介质出口通过管路与所述内冷却出液管连通。