一种等离子体燃料重整装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种等离子体燃料重整装置，包括等离子体发生系统和燃料处理系统，等离子体发生系统包括：至少一绝缘腔体，设置于绝缘腔体两端的电磁线圈以及对应设置于各绝缘腔体内部的磁子；电磁线圈外接控制信号，用于根据控制信号产生极性交替的电磁场，控制各磁子在电磁场的作用下在绝缘腔体中做往复运动，在绝缘腔体中交替形成低气压区域和高气压区域；在绝缘腔体形成低气压区域时，燃料处理系统用于将混合燃料注入绝缘腔体中进行等离子体电离，生成电离后的燃料分子；在绝缘腔体变换为高气压区域时，电离后的燃料分子发生重整反应，生成重整后的燃料，燃料处理系统还用于收集重整后的燃料。通过气体压强交替变化进行等离子体产生与燃料重整。

A plasma fuel reforming device

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体燃料重整装置
本专利技术涉及石油化工
，具体涉及一种等离子体燃料重整装置。
技术介绍
液体燃料主要是含有碳氢化合物或其混合物的燃料，液体燃料高效节能、燃烧充分、储存和运输方便安全、清洁环保，经常作用汽车、轮船、飞机、航天器等的燃料来源。然而，根据使用环境、环保等不同的要求，液体燃料通常需要进行重整后使用，其中，液体燃料通常采用热重整、催化重整进行加工，存在反应速率慢、体积重量大、能量利用低等严重制约。等离子体加热易于控制、传热面积小易于保温绝热，可减少能量损失，现在的等离子体燃料重整技术几乎全是在固定压强环境下进行的，如果选用的压强太高，则不能保证等离子体的电离的稳定性与均匀性，但是如果选用的压强太低，又不利于燃料重整的速率，使得整个等离子燃料重整的性能无法得到保障。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种等离子体燃料重整装置，以解决现有技术中高气压环境下不能保证等离子体的电离的稳定性与均匀性，而在低气压环境下又会影响燃料重整速率的问题。本专利技术实施例提供了一种等离子体燃料重整装置，包括：等离子体发生系统和燃料处理系统，其中，所述等离子体发生系统包括：至少一绝缘腔体，设置于所述绝缘腔体两端的电磁线圈以及对应设置于各所述绝缘腔体内部的磁子；所述电磁线圈外接控制信号，用于根据所述控制信号产生极性交替的电磁场，控制各所述磁子在所述电磁场的作用下在所述绝缘腔体中做往复运动，在所述绝缘腔体中交替形成低气压区域和高气压区域；在所述绝缘腔体形成所述低气压区域时，所述燃料处理系统用于将混合燃料注入所述绝缘腔体中进行等离子体电离，生成电离后的燃料分子；在所述绝缘腔体变换为所述高气压区域时，所述电离后的燃料分子发生重整反应，生成重整后的燃料，所述燃料处理系统还用于收集所述重整后的燃料。可选地，所述等离子体燃料重整装置，还包括：信号发生器，所述信号发生器用于根据用户输入的指令生成所述控制信号。可选地，所述等离子体发生系统还包括：信号放大器，所述信号放大器的输入端与所述信号发生器连接，输出端与所述电磁线圈连接，用于放大所述控制信号；设置于各所述绝缘腔体两侧的金属电极对，用于接收外部激励信号激励所述绝缘腔体内的所述低气压区域的所述混合燃料进行等离子体电离。可选地，所述燃料处理系统包括：气液混合塔，所述气液混合塔通过输入管道分别与各所述各绝缘腔体连接，用于将液体燃料和气体混合后得到的所述混合燃料输入至各所述绝缘腔体内的所述低气压区域；燃料收集装置，所述燃料收集装置通过输出管道分别与各所述绝缘腔体连接，用于收集所述重整后的燃料。可选地，所述燃料处理系统还包括：分别设置于所述输入管道和所述输出管道的多个脉冲电磁阀，用于控制所述绝缘腔体中所述混合燃料的输入及所述重整后的燃料的输出；信号控制电路，所述信号控制电路的输入端与所述信号发生器连接，输出端分别与各所述脉冲电磁阀连接，用于根据所述控制信号，控制各所述脉冲电磁阀的闭合状态。可选地，所述等离子体燃料重整装置，还包括：电源，所述电源的正负极分别与各所述金属电极对连接，用于生成所述激励信号。可选地，所述绝缘腔体为耐热绝缘材料构成的圆柱形腔体。可选地，所述耐热绝缘材料为石英。可选地，所述燃料收集装置为储存罐或内燃机。可选地，所述电磁场的极性交替变化频率范围为0.1Hz-10kHz。本专利技术技术方案，具有如下优点：本专利技术实施例提供了一种等离子体燃料重整装置，利用电磁线圈产生的交变磁场驱动磁子在绝缘腔体内进行往复运动，交替产生低气压和高气压两个区域，通过气体压强的交替变化，将低气压等离子体与高气压燃料重整反应耦合起来，既解决了采取低气压等离子体重整燃料时重整反应效率低的问题，又解决了采取高气压等离子体重整燃料时等离子体难以产生和维持的问题，并且减少了绝缘腔体的体积和重量，提升等离子体的稳定性和均匀性，阵列或者圆簇状排列有利于提升等离子体燃料重整速率，非常适合于飞机、航天器中的燃料在线重整。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中等离子体燃料重整装置的示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。本专利技术实施例提供了一种等离子体燃料重整装置，如图1所示，该等离子体燃料重整装置包括：等离子体发生系统和燃料处理系统，其中，等离子体发生系统包括：至少一绝缘腔体13，设置于绝缘腔体13两端的电磁线圈6以及对应设置于各绝缘腔体13内部的磁子7，上述绝缘腔体13通过输入管道9-1把气液混合塔5中的混合燃料输入到对应的绝缘腔体13内，然后通过输出管道9-2把重整后的燃料输入到燃料收集装置14中。在实际应用中，上述绝缘腔体13是由耐热绝缘材料组成的圆柱形腔体，耐热绝缘材料是能够耐温300℃以上，可采用玻璃、石英、聚四氟乙烯、陶瓷等材料，优选石英。绝缘腔体13的外径通常为1-10mm，壁厚为1-3mm，长度通常在50-500mm，通常多个绝缘腔体13阵列或者圆簇状排列，需要说明的是，此绝缘腔体13的材料、长度、外径等都是根据实际需要进行设置的，本专利技术并不以此为限。具体地，在一实施例中，电磁线圈6外接控制信号，此电磁线圈6的磁场强度范围在50-5000，磁场极性交替变化频率范围为0.1Hz-10kHz，电磁线圈6的主要功能是在信号发生器1和信号放大器3的作用下，根据控制信号产生极性交替的电磁场，控制各磁子7在电磁场的作用下在绝缘腔体13中做往复运动，要求磁子7的长度和直径与绝缘腔体13要匹配，其材料和质量根据实际情况计算获得；磁子7的外层包裹橡胶，保证磁子7既可以在磁场作用下移动也可以实现磁子7与绝缘腔体13密封不透气，在绝缘腔体13中交替形成低气压区域和高气压区域，其中，信号放大器3的输入端与信号发生器1连接，输出端与电磁线圈6连接，用于放大控制信号。需要说明的是，电磁线圈6的磁场强度、磁场极性交替变化频率范围以及信号放大器3都是根据实际需要进行设定的，本专利技术并不以此为限。在实际应用中，此等离子体发生系统还包括设置于各绝缘腔体13两侧的金属电极对8，用于接收外部激励信号激励绝缘腔体13内的低气压区域的混合燃料进行等离子体电离。以绝缘腔体13的一侧为例，当左侧的电磁线圈6产生一个正向磁场时，此时这个正向磁场，促进磁子7正向运动，也就是磁子7在绝缘腔体13中向右侧运动，使绝缘腔体13的左侧成为低气压区域，混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子体燃料重整装置，其特征在于，包括：等离子体发生系统和燃料处理系统，其中，所述等离子体发生系统包括：/n至少一绝缘腔体，设置于所述绝缘腔体两端的电磁线圈以及对应设置于各所述绝缘腔体内部的磁子；/n所述电磁线圈外接控制信号，用于根据所述控制信号产生极性交替的电磁场，控制各所述磁子在所述电磁场的作用下在所述绝缘腔体中做往复运动，在所述绝缘腔体中交替形成低气压区域和高气压区域；/n在所述绝缘腔体形成所述低气压区域时，所述燃料处理系统用于将混合燃料注入所述绝缘腔体中进行等离子体电离，生成电离后的燃料分子；/n在所述绝缘腔体变换为所述高气压区域时，所述电离后的燃料分子发生重整反应，生成重整后的燃料，所述燃料处理系统还用于收集所述重整后的燃料。/n

【技术特征摘要】
1.一种等离子体燃料重整装置，其特征在于，包括：等离子体发生系统和燃料处理系统，其中，所述等离子体发生系统包括：
至少一绝缘腔体，设置于所述绝缘腔体两端的电磁线圈以及对应设置于各所述绝缘腔体内部的磁子；
所述电磁线圈外接控制信号，用于根据所述控制信号产生极性交替的电磁场，控制各所述磁子在所述电磁场的作用下在所述绝缘腔体中做往复运动，在所述绝缘腔体中交替形成低气压区域和高气压区域；
在所述绝缘腔体形成所述低气压区域时，所述燃料处理系统用于将混合燃料注入所述绝缘腔体中进行等离子体电离，生成电离后的燃料分子；
在所述绝缘腔体变换为所述高气压区域时，所述电离后的燃料分子发生重整反应，生成重整后的燃料，所述燃料处理系统还用于收集所述重整后的燃料。


2.根据权利要求1所述的等离子体燃料重整装置，其特征在于，还包括：
信号发生器，所述信号发生器用于根据用户输入的指令生成所述控制信号。


3.根据权利要求2所述的等离子体燃料重整装置，其特征在于，所述等离子体发生系统还包括：
信号放大器，所述信号放大器的输入端与所述信号发生器连接，输出端与所述电磁线圈连接，用于放大所述控制信号；
设置于各所述绝缘腔体两侧的金属电极对，用于接收外部激励信号激励所述绝缘腔体内的所述低气压区域的所述混合燃料进行等离子体电离。


4.根据权利要求2所述的等离子体燃料重整装置，其特征在于，所述燃料处理系统包括：
气...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵涛，张帅，康少芬，孙昊，范喆，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11