[发明专利]一种基于电弧等离子体炬产生高温煤气的方法

权利要求书

1.一种基于电弧等离子体炬产生高温煤气的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、从电弧等离子体炬的不同入口分别送入含碳粉末和至少一种载能工质；

S2、由载气携带含碳粉末周向均匀地进入电弧等离子体炬中的电弧通道；

S3、至少一种载能工质进入电弧等离子体炬后，穿过电弧通道壁上的流体通路而进入电弧通道中；

S4、在电弧通道中引发电弧而产生等离子体；

S5、进入电弧通道中的载能工质和含碳粉末一起被等离子体加热，然后从电弧等离子体炬的喷嘴喷出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述载能工质为氧化性介质，含碳粉末以具有向心流动方式流向电弧，部分含碳粉末被等离子体热解、气化成C-H小分子化合物，C-H小分子化合物与氧化性介质反应生成高温煤气；

所述氧化性介质包括液态水、水蒸气、液体二氧化碳、二氧化碳气体。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述载能工质为还原性介质，含碳粉末以离心方式均匀地进入电弧通道；

所述还原性介质包括一氧化碳、氢气、高炉煤气、焦炉煤气、水煤气、天然气，或它们任意混合的气体。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述载能工质有两种，为液体工质和气体工质；所述液体工质和气体工质分别从两个不直接贯通的流体通道进入电弧等离子体炬中，其中液体工质对电弧通道壁进行冷却，气体工质通过流体通路进入电弧通道中和含碳粉末一起被等离子体加热。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述气体工质混合有二氧化碳或水蒸汽，含碳粉末以径向向心方式均匀地进入电弧通道和气体工质进行混合；

所述液体工质为液态的水或二氧化碳。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述气体工质含有氧气，含碳粉末以离心方式均匀地进入电弧通道和气体工质进行混合；

所述液体工质为液态的水或二氧化碳。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述含碳粉末中混合有氧气并以离心方式均匀地进入电弧通道和气体工质进行混合，其中载能气体工质为CO或煤气，所述液体工质为液态的水或二氧化碳。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述液体工质穿过电弧通道壁进入电弧通道中对电弧通道壁进行蒸发冷却。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述液体工质穿过电弧通道壁进入电弧通道中与部分含碳粉末被等离子体热解、气化生成的C-H小分子化合物进行反应生成高温煤气。

10.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：步骤S3中所述载能工质穿过电弧通道壁上的流体通路而进入电弧通道中，对电弧通道壁发散冷却。

11.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：所述含碳粉末包括煤粉、煤焦炭粉、石油焦碳粉、废旧塑料、橡胶颗粒、低含氢碳粉、生物质颗粒中至少一种；

所述携带含碳粉末中的载气为CO₂、CO、水蒸气、煤气、氮气或空气；

所述载气与载能工质的摩尔流量比小于0.5，优选小于0.2。