[实用新型]一种等离子裂解天然气装置

说明书

本实用新型属于等离子化学设备技术领域，公开了一种等离子裂解天然气装置，包括外壳、水冷套、外导体、内导体和冷却室；所述冷却室连接在外壳右端，所述水冷套套设在外壳外侧；所述外导体设置在外壳左端里侧，所述外导体设置在内导体外侧，所述内导体为中空结构，所述内导体右侧连接导电圆管，所述导电圆管通过连接线路与直流电源电性连接，所述导电圆管的管腔为反应腔；所述外导体右端的反应产物出口连接至冷却室，所述冷却室上端和下端分别设置有若干个喷头，所述冷却室右侧下端连通有出料口。本实用新型的导电圆管耐高温、导电性能好，外导体与导电圆管之间采用绝缘介质隔开，其结构、工艺合理，可以提高热效率。

技术领域

本实用新型属于等离子化学设备技术领域，尤其涉及一种等离子裂解天然气装置。

背景技术

目前：天然气是自然界储量十分丰富的一种能源。近年来由于石油资源的日趋减少以及石油市场的不稳定，如何高效地将天然气转化为高附加值的化工产品是学术界和产业部门十分关心的研究课题。天然气大多数是分布在偏远地区，运输成本高，所以通常人们希望进行就地将天然气转化成便于运输的高碳泾产品。天然气的主要成分是甲烷，由于甲烷具有高度的化学稳定性，采用常规的催化技术难以实现甲烷的高效转化利用。

等离子体由于具有很高的比能量密度、含有大量高能量的电子、离子和中性粒子，在材料的表面改性、金属冶炼、等离子体化学合成、有毒有害废弃物的处理等方面具有广泛的应用前景。大量研究结果表明：等离子体具有很强的活化能力，可以为甲烷的活化、直接转化提供合适的条件；另外等离子体具有很高的能量密度，因而可以在很短的时间、很小的反应区处理大量的反应物，从而大幅度缩小反应装置、节省装置投资。

近年来，应用丝光放电、滑弧放电、介质阻挡放电等常压低温等离子体进行天然气的直接转化得到广泛的研究。虽然低温等离子体能够较好地控制反应过程，设备的稳定性要比高温直流电弧高，但是天然气的转化率比较低，乙炔的单程收率不到40％。如何提高常规低温等离子体的转化效率或者降低常规电弧等离子体的能耗提高电极的寿命仍然是需要解决的技术难题。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

现有的等离子裂解天然气装置的天然气转化率较低，等离子体的能耗较高，电极寿命短。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种等离子裂解天然气装置。

本实用新型是这样实现的，一种等离子裂解天然气装置设置有外壳、水冷套、外导体、内导体和冷却室；

所述冷却室连接在外壳右端，所述水冷套套设在外壳外侧；

所述外导体设置在外壳左端里侧，所述外导体设置在内导体外侧，所述内导体为中空结构，所述内导体右侧连接导电圆管，所述导电圆管通过连接线路与直流电源电性连接，所述导电圆管的管腔为反应腔；

所述外导体右端的反应产物出口连接至冷却室，所述冷却室上端和下端分别设置有若干个喷头，所述冷却室右侧下端连通有出料口。

进一步，所述导电圆管与水冷套之间铺设有隔热层，所述外壳与水冷套之间设置有绝缘层。

进一步，所述内导体的外侧设置有高温透波介质层，所述高温透波介质层上设置有气体进入的通道。

进一步，所述外导体与导电圆管之间夹设有绝缘介质层，所述绝缘介质层上连接于气体进入的通道，所述绝缘介质是由耐温绝缘材料氧化铝、氮化硼或石英制成。

进一步，所述外壳下端通过螺母固定有支撑架，所述支撑架中间固定有与水冷套连通的冷却水进口管。

进一步，所述冷却室右端中间开设有观察口，所述观察口外侧固定有透明材料层。

结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：