一种可再生电力驱动的多管循环水电极等离子体转化装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种可再生电力驱动的多管循环水电极等离子体转化装置及方法，转化装置包含可再生能源供电单元、等离子体转化单元、供气与液态燃料收集单元与信号控制单元4部分；多管循环水电极结构内部产生非平衡态等离子体可将高通量的温室气体常温、常压下快速转化为高值液态化学品；半中空高压电极同时产生高压并作为进气管路，循环水溶液同时作为冷却介质和接地，水温和放电强度可调节，与反应腔体无缝接触，避免了空气放电的影响，放电均匀稳定。本发明专利技术应用范围广泛，可拓展用于其他等离子体技术主导的制液态燃料过程；可利用清洁电能提供驱动力，同时可利用编程控制，保证高处理效率、低反应能耗的前提下提升自动化水平，易于工业转化。易于工业转化。易于工业转化。

【技术实现步骤摘要】
一种可再生电力驱动的多管循环水电极等离子体转化装置及方法


[0001]本专利技术属于温室气体转化
，具体涉及一种可再生电力驱动的多管循环水电极等离子体转化装置及方法。

技术介绍

[0002]当前，低碳、可再生能源的高效利用已成为能源发展的关键议题。然而，碳基小分子的稳定构型(C＝O、C
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H)导致常温常压下其活化受限、转化率低，导致传统热催化CO2、CH4转化技术面临高温、高压导致的高耗能难题。Reina等人(Journal of CO2Utilization，2018，25，68
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78)发现当CO2/CH4重整温度高于600℃时Ni/CeO2催化剂才表现出一定的反应活性，且进一步提高温度催化剂表面会生成明显的丝状积碳，造成催化活性下降。
[0003]尽管可再生能源的消纳、分布式储能与利用取得了积极成效，然而，目前尚缺乏直接电力驱动的CO2、CH4等小分子前沿转化技术。低温等离子体可以直接利用电能，且能在介观尺度上实现粒子行为调控，降低反应能垒、加速反应速率，是一种可在温和条件下实现C1小分子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可再生电力驱动的多管循环水电极等离子体转化装置，其特征在于：包括可再生能源供电单元、等离子体转化单元、供气与液态燃料收集单元和信号控制单元；所述的可再生能源供电单元包括太阳能电池板、太阳能控制器、储能装置和逆变器；太阳能电池板与储能装置通过太阳能控制器连接，储存的电能通过逆变器升压后输出；所述的等离子体转化单元包括等离子体激励源、高压输入线、反应器外腔体、绝缘介质、半中空金属电极、固定垫圈、进水口、出水口、循环水机、红外测温器和循环水管路；所述半中空金属电极穿过固定垫圈，内嵌于绝缘介质中，然后与反应器外腔体组成等离子体反应器；等离子体激励源通过高压输入线连接半中空金属电极作为正极；循环水机通过循环水管路与进水口、出水口连接，且进出水口各自接地；红外测温器用于原位测量反应温度变化；所述半中空金属电极、固定垫圈、绝缘介质、反应器外腔体及腔体内循环水组成多管循环水电极；所述的供气与燃料收集单元包括单向阀、电磁阀、进气罐、不锈钢管路、绝缘管路、气液分离器、冷凝槽、气体收集利用装置和液体收集利用装置；所述单向阀、电磁阀与进气罐通过不锈钢管路连接，气体通入绝缘管路进入等离子体反应器组成供气系统；气液分离器置于冷凝槽中，进一步与气体收集利用装置和液体收集利用装置连接，组成燃料收集系统；所述的信号控制单元包括单片机、显示屏、报警器和信号传输线，通过所述信号传输线，所述单片机与显示屏、报警器、太阳能控制器、逆变器、气液分离器、循环水机、电磁阀和进气罐建立通信连接。2.根据权利要求1所述的一种可再生电力驱动的多管循环水电极等离子体转化装置，其特征在于：所述的太阳能控制器，适配电流为10～60A，同时将可再生能源供电单元的信号传输给单片机。3.根据权利要求1所述的一种可再生电力驱动的多管循环水电极等离子体转化装置，其特征在于：所述的等离子体激励源用于激励所述多管循环水电极内部产生大气压放电等离子体，其为高频交流源、直流源、脉冲源、射频源、微波源中的一种。4.根据权利要求1所述的一种可再生电力驱动的多管循环水电极等离子体转化装置，其特征在于：所述的反应器外腔体为由高绝缘材料组成的闭合式圆柱形腔体，所述高绝缘材料为石英材质。5.根据权利要求1所述的一种可再生电力驱动的多管循环水电极等离子体转化装置，其特征在于：所述的绝缘介质为由高绝缘材料组成的开口圆柱形腔体，用于隔开等离子体反应器腔体内的循环水与半中空金属电极，所述高绝缘材料为石英材质；多个开口圆柱形腔体组成阵列或蜂巢状贯穿于反应器外腔体内，其间距不低于3cm，与反应器外腔体之间以乳胶密封或一体化成型；内部填充N...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦立广，邵涛，李江伟，李嘉聪，高远，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：