【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于等离子体，涉及一种等离子体射流处理装置及方法。
技术介绍
1、传统生物质液化技术通常是一个耗时长、耗能高、效率低的过程。传统生物质液化装置通常采用油浴等方式加热溶液，能耗高、能量利用率低；部分新型生物质液化装置采用发酵等生物转化法，耗时长、效率低。目前，高效、安全、环保地将生物质液化以生产化学品和生物油仍面临挑战。
2、等离子体液化技术作为一种新兴技术，其以清洁能源电能为依托，可以安全地将生物质转化为高品位的生物油和化学品，有望解决传统生物质转化技术中耗时长、耗能高、效率低等问题。但当前等离子体液化技术中还存在生物质聚集所导致的等离子体利用率低与反应质量差等关键问题。
3、因此，亟需一种简单有效的一种等离子体射流处理装置及方法，以实现提高生物质液化质量，缩短液化时间，提高生物质液化效率。
技术实现思路
1、为了达到上述目的，本专利技术提供一种等离子体射流处理装置及方法，解决了现有生物质转化技术中耗时长、耗能高及提纯后获得的生物油质量低等问题。
2、本专利技术所采用的技术方案是，
3、一种等离子体射流处理装置，包括：柱形反应腔体，柱形反应腔体内底部设置有隔间，隔间内固定连接十字滑台底座的一端，十字滑台滑动连接半球形电磁铁；十字滑台上固定安装晶体管、电流检测器，晶体管、电流检测器与半球形电磁铁连接；柱形反应腔体内固定安装石英管，石英管内固定安装高压电极，柱形反应腔体外固定安装地电极、脉冲方波电源；脉冲方波电源与高压电极、地电
4、柱形反应腔体外壁固定安装气泵、氮气储气室、氧气储气室；气泵一端连接石英管，另一端分别连接氮气储气室与氧气储气室；氧气储气室、氮气储气室上分别固定安装第一电磁阀、第二电磁阀；柱形反应腔体内底部固定安装温度测量装置与ph值测量装置；柱形反应腔体内顶部固定安装第一监控器、第二监控器，柱形反应腔体底部设置第三监控器；柱形反应腔体外固定安装控制终端；控制终端连接温度测量装置、ph值测量装置、第一监控器、第二监控器、第三监控器、第一电磁阀、第二电磁阀、十字滑台、晶体管、电流检测器、脉冲方波电源。
5、进一步的，所述半球形电磁铁的半径为2～4cm。
6、进一步的，所述石英管下端固定连接导体圆环；地电极与导体圆环相连，并与脉冲方波电源的负极相连；石英管内径为1～10mm，外径1.5～12mm，壁厚0.5～2mm，长度50～200mm；导体圆环为铜制，厚度为0.5～1.5mm，高度为2～20mm；第一电磁阀、第二电磁阀的通径均为2mm。
7、进一步的，所述石英管、导体圆环、地电极、高压电极、脉冲方波电源组成等离子体发生装置。
8、一种等离子体射流处理方法，包括以下步骤：
9、s1：将所需的反应原料装入柱形反应腔体内，并在控制终端设置生物质的目标温度t0、生物质的目标ph值p0；
10、s2：开启气泵，打开第一电磁阀、第二电磁阀，分别向石英管通入氧气、氮气并控制氧气、氮气流速；
11、s3：根据生物质聚集的水平坐标，控制生物质聚集处的等离子体发生装置启动；
12、s4：根据生物质聚集的水平坐标，调整半球形电磁铁的位置，并根据生物质的竖直坐标和聚集程度，调整通过半球形电磁铁的电流；
13、s5：根据温度测量装置测得的温度，调整脉冲方波电源的输出功率；
14、s6：根据ph值测量装置测得的ph数据分别调整第一电磁阀、第二电磁阀的开度；
15、s7：反应完成后，激活全部的等离子体发生装置，将反应产生的有害气体转化为无害气体。
16、进一步的，所述s3包括：
17、s31：控制终端通过脉冲方波电源在高压电极上施加电压，产生等离子体射流；
18、s32：根据生物质聚集的水平坐标，控制终端控制生物质聚集处等离子体发生装置同时运行，同时，控制非聚集处的等离子体射流装置停止运行；包括：
19、s321：根据不同生物质及其反应后残余物的颜色、亮度、纹理特征，在控制终端中训练分类器，用于判断容器中生物质的位置并将生物质分为不同的堆；
20、s322：根据第一监控器、第二监控器、第三监控器检测到的总像素点最多的堆为生物质聚集处，控制终端根据生物质聚集处的位置生成生物质聚集处坐标，包括生物质聚集处水平坐标和生物质聚集处竖直坐标，控制终端根据生物质聚集处水平坐标控制生物质聚集处的等离子体发生装置同时工作；同时，控制非生物质聚集处的等离子体射流装置停止运行。
21、进一步的，所述s4包括：
22、s41：控制终端根据生物质聚集处的水平坐标调整十字滑台的位置，使得半球形电磁铁对准生物质聚集处；
23、s42：控制终端根据生物质聚集处的竖直坐标和聚集程度，并根据电流检测器检测的电流值，控制终端通过pwm信号调节晶体管的开关状态，调整通过半球形电磁铁的电流；通过半球形电磁铁的电流i的计算公式如下：
24、i＝x1+y1s/s-z1h/h
25、其中，s为第一监控器、第二监控器、第三监控器的总像素数，s为第一监控器、第二监控器、第三监控器检测到的生物质聚集处的总像素数，s/s表示生物质聚集程度；h为容器柱形反应腔体的高度，h为生物质聚集处的竖直坐标，h/h表示生物质聚集处的相对高度；x1、y1、z1为控制参数。
26、进一步的，所述s5中，脉冲方波电源的输出功率计算公式如下：
27、u(t)＝x2·e(t)+y2
28、其中，e(t)＝t0-t1(t)为目标温度与温度测量装置测得的当前温度的差值，t1(t)为温度测量装置测得的当前温度，t0为目标温度，u(t)为脉冲方波电源的输出功率，x2、y2为控制参数。
29、进一步的，所述s2中，第一电磁阀开度为初始开度u10，u10＝90％；第二电磁阀开度为初始开度u20，u20＝10％；氧气流速为初始氧气流速v10，v10＝20-40l/min，氮气流速为初始氮气流速v20，v20＝2-5l/min。
30、进一步的，所述s6中，第一电磁阀的开度u1(t)、第二电磁阀的开度u2(t)的计算公式如下：
31、u1(t)＝u10+u(t)
32、u2(t)＝u20-u(t)
33、u(t)＝x3·p(t)+y3
34、p(t)＝p0-p1(t)
35、其中，u(t)为开度改变量，p1(t)为ph值测量装测得的当前ph值，p0为目标ph值；p(t)为当前ph值与目标ph值的差，x3、y3为控制参数。
36、本专利技术的有益效果是：
37、1，本专利技术不仅提高了生物质液化的效率和质量，而且利用等离子体的热效应加热溶液，实现了温度控制与能源节约。
38、2，本专利技术通过调节溶液ph值，优化了反应条件，提升了反应的效率和产物质量。
39、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种等离子体射流处理装置，包括：柱形反应腔体(1)，其特征在于，柱形反应腔体(1)内底部设置有隔间(20)，隔间(20)内固定连接十字滑台(15)底座的一端，十字滑台(15)滑动连接半球形电磁铁(12)；十字滑台(15)上固定安装晶体管(25)、电流检测器(26)，晶体管(25)、电流检测器(26)与半球形电磁铁(12)连接；柱形反应腔体(1)内固定安装石英管(6)，石英管(6)内固定安装高压电极(10)，柱形反应腔体(1)外固定安装地电极(11)、脉冲方波电源(9)；脉冲方波电源(9)与高压电极(10)、地电极(11)连接；
2.根据权利要求1所述的一种等离子体射流处理装置，其特征在于，所述半球形电磁铁(12)的半径为2～4cm。
3.根据权利要求1所述的一种等离子体射流处理装置，其特征在于，所述石英管(6)下端固定连接导体圆环(19)；地电极(11)与导体圆环(19)相连，并与脉冲方波电源(9)的负极相连；石英管(6)内径为1～10mm，外径1.5～12mm，壁厚0.5～2mm，长度50～200mm；导体圆环(19)为铜制，厚度为0.5～1.5mm
4.根据权利要求3所述的一种等离子体射流处理装置，其特征在于，所述石英管(6)、导体圆环(19)、地电极(11)、高压电极(10)、脉冲方波电源(9)组成等离子体发生装置。
5.一种等离子体射流处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种等离子体射流处理方法，其特征在于，所述S3包括：
7.根据权利要求6所述的一种等离子体射流处理方法，其特征在于，所述S4包括：
8.根据权利要求5所述的一种等离子体射流处理方法，其特征在于，所述S5中，脉冲方波电源(9)的输出功率计算公式如下：
9.根据权利要求5所述的一种等离子体射流处理方法，其特征在于，所述S2中，第一电磁阀开度为初始开度U10，U10＝90％；第二电磁阀开度为初始开度U20，U20＝10％；氧气流速为初始氧气流速V10，V10＝20-40L/min，氮气流速为初始氮气流速V20，V20＝2-5L/min。
10.根据权利要求5-9任一项所述的一种等离子体射流处理方法，其特征在于，所述S6中，第一电磁阀(18)的开度U1(t)、第二电磁阀(22)的开度U2(t)的计算公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种等离子体射流处理装置，包括：柱形反应腔体(1)，其特征在于，柱形反应腔体(1)内底部设置有隔间(20)，隔间(20)内固定连接十字滑台(15)底座的一端，十字滑台(15)滑动连接半球形电磁铁(12)；十字滑台(15)上固定安装晶体管(25)、电流检测器(26)，晶体管(25)、电流检测器(26)与半球形电磁铁(12)连接；柱形反应腔体(1)内固定安装石英管(6)，石英管(6)内固定安装高压电极(10)，柱形反应腔体(1)外固定安装地电极(11)、脉冲方波电源(9)；脉冲方波电源(9)与高压电极(10)、地电极(11)连接；
2.根据权利要求1所述的一种等离子体射流处理装置，其特征在于，所述半球形电磁铁(12)的半径为2～4cm。
3.根据权利要求1所述的一种等离子体射流处理装置，其特征在于，所述石英管(6)下端固定连接导体圆环(19)；地电极(11)与导体圆环(19)相连，并与脉冲方波电源(9)的负极相连；石英管(6)内径为1～10mm，外径1.5～12mm，壁厚0.5～2mm，长度50～200mm；导体圆环(19)为铜制，厚度为0.5～1.5mm，高度为2～20mm；第一电磁阀(18)、第二电磁阀(22)的通径均...
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