本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术的导电圆管耐高温、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。可以提高热效率。可以提高热效率。
【技术实现步骤摘要】
一种等离子裂解天然气装置
[0001]本技术属于等离子化学设备
，尤其涉及一种等离子裂解天然气装置。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0006]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。
技术实现思路
[0007]针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种等离子裂解天然气装置。
[0008]本技术是这样实现的，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；
[0009]所述冷却室连接在外壳右端，所述水冷套套设在外壳外侧；
[0010]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；
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]结合上述的所有技术方案，本技术所具备的优点及积极效果为：
[0018]由于本装置的等离子体的弧根均匀分布在电极的表面，使得等离子体反应腔体在横截面上的能量分布均匀，有利于等离子体化学反应的单程转化率和选择性的提高。本技术的导电圆管耐高温、导电性能好，常规直流等离子体激发机构的气体入口处，外导体与导电圆管之间采用绝缘介质隔开，反应气体通过绝缘介质上下两个端面上的切向通道向导电圆管形成的反应腔切向注入，其结构、工艺合理，可以提高热效率。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
[0020]图1是本技术实施例提供的等离子裂解天然气装置的结构示意图。
[0021]图2是本技术实施例提供的冷却水进口管的结构示意图。
[0022]图3是本技术实施例提供的入气口的结构示意图。
[0023]图中：1、冷却水出口；2、外壳；3、隔热层；4、喷头；5、观察口；6、出料口；7、冷却室；8、水冷套；9、电源；10、螺母；11、冷却水进口管；12、绝缘层；13、导电圆管；14、绝缘介质层；15、外导体；16、通道；17、内导体；18、入气口。
具体实施方式
[0024]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0025]针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种等离子裂解天然气装置，下面结合附图对本技术作详细的描述。
[0026]如图1至图3所示，本技术实施例中的等离子裂解天然气装置包括：外壳2、水冷套8、外导体15和冷却室7。所述外导体15设置在内导体17外侧，所述内导体17为中空结构，所述内导体17右侧连接导电圆管13，所述外导体15为阴极，所述导电圆管13为阳极，所述导电圆管13通过抗流结构与直流电源电性连接，所述导电圆管13的管腔为反应腔。所述冷却室右侧下端连通有出料口。
[0027]作为优选，本技术实施例中的导电圆管13的外侧安装有水冷套8，所述导电圆管13与水冷套8之间铺设有隔热层3，所述水冷套8外侧装有外壳2，所述导电圆管13采用石
墨或碳化硅等材料，其耐高温、导电好。
[0028]作为优选，本技术实施例中的内导体17的外侧安装有高温透波介质，所述高温透波介质上设置有气体进入的通道16。
[0029]作为优选，本技术实施例中的外导体15与导电圆管13之间采用绝缘介质层14隔开，所述绝缘介质层14上连接于气体进入的通道16，所述绝缘介质14是由耐温绝缘材料氧化铝、氮化硼或石英制成。
[0030]作为优选，本技术实施例中的外导体15产生的直流等离子体的反应产物出口连接至冷却室7，所述冷却室7上端和下端设置有若干个喷头4。
[0031]作为优选，本技术实施例中的外壳2与水冷套8之间装有绝缘层。
[0032]作为优选，本技术实施例中的外壳2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11。
[0033]作为优选，本技术实施例中的冷却室7右端中间开设有观察口5，所述观察口5外侧固定有透明材料层。
[0034]本技术在使用时，通过外导体15的常压微波等离子体炬对部分等离子体反应气体进行预先电离，利用氢气或氢气与天然气的混合气在微波等离子体炬中产生等离子体，微波等离子体通过外导体15的喷口进入常规直流等离子体激发机构进入常压微波等离子体炬的反应气体为氢气或氢气与天本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种等离子裂解天然气装置，其特征在于，所述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。2.如权利要求1所述的等离子裂解天然气装置，其特征在于，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。3.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：李戈登，黄凤仪，
申请(专利权)人：广东青扬环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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