[发明专利]一种基于冷焰的燃料低温部分氧化重整系统及其工作方法

权利要求书

1.一种基于冷焰的燃料低温部分氧化重整系统的工作方法，其特征在于，该方法采用一种基于冷焰的燃料低温部分氧化重整系统，包括进气系统、反应系统和数据采集及温度控制系统；

所述进气系统用于将进行冷焰重整反应的燃料混合后输入到所述反应系统；

所述反应系统用于进行燃料的冷焰重整反应；

所述数据采集及温度控制系统用于控制并显示所述反应系统的反应温度，且对经所述反应系统反应后的重整产物成分进行检测；

所述进气系统中还包括臭氧发生器，所述臭氧发生器用于输出臭氧到进行冷焰重整反应的燃料中，以利用臭氧在燃料中产生的等离子体来提高燃料反应初期的活性以进行助燃；

所述反应系统包括反应器，所述反应器的反应室内填装有多个多孔介质块，利用所述多孔介质块使得冷焰重整反应所需热量与热释放量平衡，以持续稳定的产出低温部分氧化产物；

所述反应系统还包括加热带和保温层，所述加热带沿所述反应器的轴向方向均匀的螺旋缠绕在所述反应器的外壁上，所述保温层包裹在所述加热带和所述反应器的外侧；

该方法为：

利用所述进气系统中的臭氧发生器在进行冷焰重整反应的燃料中添加臭氧来增加等离子体，以等离子体助燃的手段，提高燃料反应初期的活性，增强燃料反应初期的自由基池数目，以提高燃料的低温反应性；

所述反应系统包括反应器，所述反应器的反应室内填装有多个多孔介质块，利用所述多孔介质块来提高反应系统的蓄热能力，使得由燃料部分氧化反应自身的放热以及与外界的换热之间实现热释放和热损失的收支平衡，以使得燃料冷焰重整反应的火焰面长时间地稳定在多孔介质块的某个断面，从而实现长时间地燃烧，并持续地产出低温部分氧化产物；

所述反应系统包括反应器和缠绕在所述反应器外壁上的加热带，所述数据采集及温度控制系统包括热电偶和温度控制器，所述热电偶伸入到所述反应器内并用于测量所述反应器内的温度，且所述热电偶与所述温度控制器电连接，以将测量得到的所述反应器的温度数据输出给所述温度控制器；

所述温度控制器在所述反应器的温度下降到第一设定温度时开始对所述反应器进行加热，并在所述反应器内的温度上升到第二设定温度值时停止对所述反应器进行加热，所述温度控制器在停止对所述反应器进行加热后，所述加热带的加热惯性将使得所述反应器的温度继续上升一定数值，然后所述反应器的温度通过与外界环境的换热而下降，当所述反应器的温度下降到第一设定温度时，所述温度控制器又开始对所述反应器进行加热，使得所述反应器的温度在所述第一设定温度和所述第二设定温度之间浮动，以将所述反应器内的多孔介质块完全加热。

2.根据权利要求1所述的基于冷焰的燃料低温部分氧化重整系统的工作方法，其特征在于，所述进气系统包括用于通入空气的第一进气管道，在所述第一进气管道上还设有第一阀门，所述臭氧发生器通过第二进气管道与所述第一阀门所在区域的第一进气管道并联连接，以使得所述第一阀门开启时，所述臭氧发生器不输出臭氧到所述第一进气管道，且所述第一阀门关闭时，所述臭氧发生器输出臭氧到所述第一进气管道；

所述进气系统还包括用于通入燃料气体的第三进气管道、用于通入氮气的第四进气管道和气体混合器，所述第一进气管道、所述第二进气管道和所述第三进气管道分别将空气、燃料气体和氮气通入到所述气体混合器中，以使得空气、燃料气体和氮气在所述气体混合器中充分混合。

3.根据权利要求1所述的基于冷焰的燃料低温部分氧化重整系统的工作方法，其特征在于，所述进气系统还包括用于对混合气体进行预加热的加热器和用于防止反应器中火焰回火的防回火器，所述加热器的输入端与所述气体混合器的输出端连接，所述加热器的输出端与所述防回火器的输入端连接，所述防回火器的输出端与所述反应器的输入端连接。