[发明专利]一种促进甲烷高效转化的装置及方法

说明书

本发明公开了一种促进甲烷高效转化的装置，主要包括：调节机构、配比机构、反应箱；所述调节机构包括：多个气体入口和电机箱，所述每个气体入口处均设置有一个配比机构，所述配比机构包括：调节转轮、调节柄、刻度标识和连通管；所述反应箱包括：混合室和与反应室；所述混合室包括：气体导流盘、固定件和混合管；所述反应室包括：反应筒和加热层，所述反应筒中心设置转轴，在转轴上设置多个导流板，反应筒内壁上也设置有多个导流板，所述加热层上均匀设置多个加热件。本发明可快速控制进气配比，混合速度快，转化效率，适合广泛推广。

技术领域

本发明涉及甲烷转化技术领域，尤其涉及一种促进甲烷高效转化的装置及方法。

背景技术

甲烷转化指的是化学物质甲烷通过各种反应转化为其他物质的过程。自然界蕴藏有丰富的天然气资源。天然气作为化工原料主要用于合成氨、甲醇及其衍生物，其用量仅占天然气消耗量的5％—7％。可见，作为化工原料它还无法与石油相比。但由于天然气储量远远超过石油储量，从长远发展看，随着石油资源的减少和开采难度加大，天然气对石油相对价格的下跌以及天然气化工技术的进步，天然气有可能在21世纪取代石油成为主要能源和化工原料。甲烷是天然气的主要成分，研究开发甲烷的利用技术是当前国际上的热门课题之一。甲烷的化学利用比较成熟的还是间接转化法，即先从甲烷制合成气，再由合成气合成各种化工原料及油品。间接法流程复杂、能耗大、生产成本高，投资也比较大。由于甲烷的直接转化可以一步得到有机化工产品，因此其直接转化利用更有吸引力。然而，由于甲烷堪称结构最稳定的有机分子，它的活化要比其他烃类困难，特别是希望得到的转化产物的化学活性往往比甲烷分子高得多。如何实现甲烷的定向高效转化是一个巨大的挑战，它吸引众多的科学家进行着大量的研究。

目前的甲烷转化设备仅能完成单次的配比方式，其在气体配比方面的控制也并不灵活，且目前的促进甲烷转化的装置，大部分通过搅拌混合来提高反应速率，但效果不佳，且甲烷的转化必须要达到指定温度才能完成反应，目前的设备对于反应温度不便控制，且加热并不均匀。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种促进甲烷高效转化的装置及方法。

本发明的技术要点为：

一种促进甲烷高效转化的装置，主要包括：用于调节气体流速的调节机构、安装在所述调节机构上用于快速调节反应气体和催化气体比例的多个配比机构、用于加快反应速率的反应箱；

所述调节机构包括：用于甲烷和催化气体进入的多个气体入口和用于控制气体压力的电机箱，所述每个气体入口上均设置有用于紧急关闭气体入口的急停阀门；

所述每个气体入口处均设置有一个配比机构，所述配比机构包括：用于调节进气速率的调节转轮、设置在所述调节转轮一侧的调节柄、设置在调节转轮上的用于区分进气速率多个刻度标识和多个连通管，所述多个刻度标识将调节转轮分为多个等分的扇形，且设置在每个扇形中的连通管数量不同，所述调节转轮中心处设置进气孔，且进气孔连接进气管与所述反应箱相连通；

所述反应箱包括：用于甲烷气体和催化气体初步的混合室和与所述混合室相连通的用于促进甲烷气体和催化气体反应速率的反应室；

所述混合室包括：用于将气体流向进行限定的气体导流盘、用于固定所述气体导流盘的固定件和与所述气体导流盘相连通的混合管；

所述反应室包括：与所述混合管另一端相连通的反应筒和套装在所述反应筒外部的加热层，所述反应筒中心设置转轴，在转轴上设置多个导流板，反应筒内壁上也设置有多个与转轴上导流板相互配合的导流板，所述加热层上均匀设置多个加热件。

进一步的，所述每个配比机构与所述气体入口对应处设置有指针，防止因为连通管对不准引起的配比误差。

进一步的，所述每个调节转轮外侧均包裹一个密封圈，防止气体泄漏。