[发明专利]一种利用二氧化碳和甲烷合成甲醇的方法和装置

权利要求书

1.一种利用二氧化碳和甲烷合成甲醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）以氩气为载气，二氧化碳进行第一介质阻挡放电，得到氧自由基等离子体射流；

（2）以氩气为载气，甲烷进行第二介质阻挡放电，得到甲基-氢基混合等离子体射流；

（3）将所述氧自由基等离子体射流和所述甲基-氢基混合等离子体射流进行自由基反应，得到甲醇；

所述步骤（1）和步骤（2）同时进行；

所述二氧化碳和甲烷的流速独立地为500~700mL/min；

步骤（1）和步骤（2）中所述氩气的流速独立地为3~4L/min；

所述自由基反应的温度为室温，所述自由基反应的压力为常压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一介质阻挡放电和第二介质阻挡放电的工作电压独立地为25~30kV，放电功率独立地为20~50W；采用的电源为高压射频电源，所述高压射频电源的频率为13.56MHz。

3.一种利用二氧化碳和甲烷合成甲醇的方法，其特征在于，采用装置合成，所述装置包括第一绝缘管（1）和第二绝缘管（6），所述第一绝缘管（1）的出口和第二绝缘管（6）的出口呈V型连通；

第一金属棒（2）直通所述第一绝缘管（1）内部，所述第一绝缘管（1）和第一金属棒（2）之间的空隙构成第一进气管（4）；所述第一绝缘管（1）的外壁的顶端覆盖有第一金属丝网（3）；

第二金属棒（7）直通所述第二绝缘管（6）内部，所述第二绝缘管（6）和第二金属棒（7）之间的空隙构成第二进气管（8）；所述第二绝缘管（6）的外壁的顶端覆盖有第二金属丝网（9）；

所述第一金属棒（2）和第二金属棒（7）为高压电极管，所述第一金属棒（2）和第二金属棒（7）分别与电源连通；

所述第一金属丝网（3）和第二金属丝网（9）接地；

包括以下步骤：

将氩气和二氧化碳通过第一进气管（4）通入所述第一绝缘管（1）内，将氩气和甲烷通过第二进气管（8）通入第二绝缘管（6）内，通电进行介质阻挡放电，所述二氧化碳形成氧自由基等离子体射流，所述甲烷形成甲基-氢基混合等离子体射流，所述氧自由基等离子体射流和所述甲基-氢基混合等离子体射流进行自由基反应，得到甲醇。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一绝缘管（1）和第一金属棒（2）构成同心圆结构；所述第一金属棒（2）在所述第一绝缘管（1）管外的高度大于所述第一绝缘管（1）外壁的高度；

所述第二绝缘管（6）和第二金属棒（7）构成同心圆结构；所述第二金属棒（7）在所述第二绝缘管（6）管外的端口高度大于所述第二绝缘管（6）外壁的高度；

所述第一绝缘管（1）和第二绝缘管与水平面的角度独立地为45~60°。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第一金属丝网（3）的面积占所述第一绝缘管（1）外壁面积的10~15%；

所述第二金属丝网（9）的面积占所述第二绝缘管（6）外壁面积的10~15%。

6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第一金属棒（2）在所述第一绝缘管（1）管内的端口与所述V型连通部位之间的区域构成第一射流区域（5），所述第一射流区域（5）的长度为所述第一绝缘管（1）长度的5~10%；

所述第二金属棒（7）在所述第二绝缘管（6）管内的端口与所述V型连通部位之间的区域构成第二射流区域（10），所述第二射流区域（10）的长度为所述第二绝缘管（6）长度的5~10%。

7.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述V型连通部位设置有出气管（11）。