公开一种等离子体燃料转化装置，涉及到一种气化设备。装置主要由气化器、第一电极和后座组成，其中：气化器的构造内有气化腔和冷却水套，在气化腔入口的壁体上有燃料输入接口，在燃料输入接口与后座之间的壁体上有工作气输入接口；第一电极为圆棒体结构，第一电极连接在后座上，并且与气化腔的入口同轴，第一电极的头部伸入到气化腔之内，第一电极的头部与气化腔入口壁体的金属构件之间有放电空间，入口处的金属构件形成第二电极，第二电极上有环形放电面。本装置把固体燃料或液体燃料转化为清洁的气体燃料或适合作化工原料利用的合成气，用于煤气化生产或锅炉燃烧装置，实现降低煤炭资源消耗和减少污染物排放。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
等离子体燃料转化装置
本技术涉及气化设备，特别是涉及到一种等离子体气化设备。
技术介绍
当前，等离子技术已得到广泛的应用，工业上应用于等离子点火、等离子喷涂、金属冶炼、等离子加热制造纳米材料、切割、垃圾焚烧废物处理等。等离子体的处理方式和一般的方式大不一样，等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，伴随着放电现象将会生成了激发原子、激发分子、离解原子、游离原子团、原子或分子离子群的活性化学物以及它们与其它的化学物碰撞而引起的反应。在等离子体发生器中，放电作用使得工作气分子失去外层电子而形成离子状态，经相互碰撞而产生高温，温度可达几万度以上。当前，常规煤气化装置中使用的气化剂为水蒸汽+空气或水蒸汽+氧气，在气化炉工作时，直接把水蒸汽+空气或水蒸汽+氧气送入气化炉，使水蒸汽与炭发生造气反应生成合成气，其反应为吸热反应，需要由空气或氧气与炭发生氧化反应为其提供热量，这种气化方式的气化率仅为70%左右，这将增加煤炭资源消耗，同时，合成气中产生大量的二氧化碳废气，不仅影响到合成气的品质，而且使后级生产中排放大量的温室气体。如利用等离子体技术来进行煤气化，气化率高，并且不需输入空气或氧气，生产的合成气中氢气的分数比例高，废气的含量低。当前，环境污染已经成为我国发展中的一个重大问题，我国是煤炭生产大国，也是煤炭消耗大国，在我国的能源结构中，煤炭是第一能源，主要用作锅炉燃料。煤炭是常规能源中较为廉价的一种能源，长期以来，其燃烧工艺以直接燃烧为主，普遍存在燃烧不充分、 热效率低、煤炭资源浪费严重、严重污染大气环境的现象。如利用等离子体技术把煤炭转化为清洁的气体燃料送入锅炉内燃烧，将可实现煤炭的增值燃烧和解决污染问题，为节能减排做出贡献。我国每天在汽修行业、工矿企业、飞机场等场所产生大量的废机油，如利用等离子体技术把这些废机油转化成清洁气体燃料或转化成化工原料，将是废机油最好的出路。
技术实现思路
本技术的目的是要克服把固体燃料和液体燃料直接燃烧所引起的资源浪费严重和污染环境的缺点，设计制造一种能把固体燃料和液体燃料转化为清洁的气体燃料或适合作化工原料利用的合成气，用于煤气化生产或锅炉燃烧装置，实现降低煤炭资源消耗和减少污染物排放。本技术的第一种等离子体燃料转化装置，主要由气化器(2)、第一电极(3)和后座(I)组成，其中气化器(2)的构造内有气化腔(VDI)和冷却水套a (VI)，气化腔(VDI)在气化器(2)的前部，气化腔(珊)为气化器(2)前部空心构造的内空间构成，气化腔(珊)的两端有入口(VD和产物出口(IX)，入口(νπ)和产物出口(IX)各为圆形通孔，入口(νπ)和气化器(2)的入口端重合，冷却水套a (VI)在气化腔(VDI)的外围；气化器(2)安装在后座(I)上，后座(I)的前端与气化器(2)的入口端相接；在入口(YD)的壁体上或在入口(YD)与后座 (I)之间或在后座(I)的壁体上有燃料输入接口(2-4)接入，在燃料输入接口(2-4)接入的部位与后座(I)之间或在后座(I)的壁体上有工作气输入接口( 2-1)接入；第一电极(3)为圆棒体结构，第一电极(3)连接在后座(I)上，并且与气化腔的入口(YD)同轴，第一电极(3) 的头部从入口(YD)伸入到气化腔(VDI)之内，第一电极(3)外壁与入口(YD)内壁之间的空隙为工作气和待转化燃料的通道，第一电极(3)的头部与入口(YD)处壁体的金属构件之间有放电空间，入口(νπ)处的金属构件形成第二电极，第二电极上有环形放电面(j);工作时，由第一电极(4)的头部和第二电极的环形放电面j (15)之间的放电生成等离子体电弧，使气化腔(珊)内形成高温环境和电场活化环境，提供给固体燃料或液体燃料转化为合成气所需的能量。本技术中，气化腔(VDI)的空间呈入口至中部为圆柱体结构，前部至产物出口 (IX)为喇叭口收窄结构，收窄角度为45° 150° ;气化器(2)的冷却水套a (VI)有冷却剂通道或冷却剂接口接出；第一电极(3)为圆棒实体结构或圆棒空心结构，当第一电极(3) 为圆棒空心结构时，第一电极(3)内有冷却剂通道d (IV);或者,第一电极(3)为圆棒空心结构，在第一电极(3)的圆棒空心结构内有导流管a (3-3),导流管a (3_3)内有冷却剂通道d (IV)，导流管a (3-3)的外壁和第一电极(3)的圆棒体内壁之间的空间构成冷却剂回路a，导流管a (3-3)上有冷却剂接口 f (3_6)接出；气化腔(VDI)内有绝热内衬(6);在冷却水套a (VI)的外壳上有压缩线圈(8)。本技术中，所述的工作气包括水蒸汽、氢气、氮气和合成气；所述的待转化燃料包括煤粉、水煤浆、生物质粉料、重油和常规燃油，其中，煤粉、生物质粉料的粒径为30 100 μ m ;水煤浆中水分的比例为30 40%，水煤浆中煤的粒径小于50 μ m ;所述的重油包括废机油；所述的合成气为以氢气和一氧化碳为主要成份的气体。本技术的第二种等离子体燃料转化装置，是包含上述技术中的部件的一种装置，其特征是在入口 α/Π)与气化腔(VDI)之间有压缩喷口(XVIII)，第一电极(3)的头部设置在入口(YD)的内空间，第一电极(3)的头端与压缩喷口(XVIII)之间有放电空间；冷却水套a (VI)在入口(YD)的外围；气化腔(VDI)由气化器内套(2-8)、绝缘连接件(7)和前端头(4)构成，产物出口(IX)在前端头(4)上；在气化腔(珊)内有第三电极(5)，第三电极(5) 的后端连接在前端头(4)的中心基座上，第三电极(5)的头端接近压缩喷口(XVIII)并且与第一电极(3)的头端之间有放电空间，压缩喷口(XVIII)处的金属构件形成辅助电极；工作时，工作气流携待转化燃料与电弧汇合通过压缩喷口(XVIII)进入气化腔(VDI)，在气化腔 (珊)内形成等离子体电弧，使气化腔(珊)内形成高温环境和强电场活化环境，提供给固体燃料或液体燃料转化为合成气所需的能量。本技术中，前端头(4)的结构内有冷却水套b (XIX)，冷却水套b (XIX)有冷却剂接口 g (4-1)接出；前端头(4)的中心基座为空心结构，前端头(4)的中心基座内有导流管b (4-4)，导流管b (4-4)外壁与中心基座内壁之间的空间为冷却剂回路b (XXI)，导流管b (4-4)的内空为冷却剂通道j (XX)，冷却剂通道j (XX)有冷却剂接口 h (4-5) 接出；在绝缘连接件(7)之内有绝热内衬(6);在绝缘连接件(7)的外围有压缩线圈(8)。以上的技术中，所述的放电空间定义为能使两电极之间通过引弧形成电弧的距离空间，考虑到工作气的性质和气流的干涉影响，在应用水蒸汽为工作气体时，等离子体喷枪内两电极之间的距离按小于6kv/mm进行计算确定，具体实施时，在确定工作气压力的情况下，按引弧电源和工作电源的电压来设计两电极之间的距离，或者按确定的两电极之间的距离来设计引弧电源和工作电源的电压。上述的技术中，在冷却水套a (VI)的外壳上或在绝缘连接件(7)的外侧设置压缩线圈(8)的作用是，使气化腔(VDI)内的电弧向中心压缩，以增加电弧中心的温度及延长绝热内衬(6)的使用寿命。上述的实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种等离子体燃料转化装置，其特征是装置主要由气化器（2）、第一电极（3）和后座（1）组成，其中：气化器（2）的构造内有气化腔（Ⅷ）和冷却水套a（Ⅵ），气化腔（Ⅷ）在气化器（2）的前部，气化腔（Ⅷ）为气化器（2）前部空心构造的内空间构成，气化腔（Ⅷ）的两端有入口（Ⅶ）和产物出口（Ⅸ），入口（Ⅶ）和产物出口（Ⅸ）各为圆形通孔，入口（Ⅶ）和气化器（2）的入口端重合，冷却水套a（Ⅵ）在气化腔（Ⅷ）的外围；气化器（2）安装在后座（1）上，后座（1）的前端与气化器（2）的入口端相接；在入口（Ⅶ）的壁体上或在入口（Ⅶ）与后座（1）之间或在后座（1）的壁体上有燃料输入接口（2?4）接入，在燃料输入接口（2?4）接入的部位与后座（1）之间或在后座（1）的壁体上有工作气输入接口（2?1）接入；第一电极（3）为圆棒体结构，第一电极（3）连接在后座（1）上，并且与气化腔的入口（Ⅶ）同轴，第一电极（3）的头部从入口（Ⅶ）伸入到气化腔（Ⅷ）之内，第一电极（3）外壁与入口（Ⅶ）内壁之间的空隙为工作气和待转化燃料的通道，第一电极（3）的头部与入口（Ⅶ）处壁体的金属构件之间有放电空间，入口（Ⅶ）处的金属构件形成第二电极，第二电极上有环形放电面（j）；工作时，由第一电极（4）的头部和第二电极的环形放电面j（15）之间的放电生成等离子体电弧，提供给固体燃料或液体燃料转化为合成气所需的能量。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周开根，
申请(专利权)人：周开根，
类型：实用新型
国别省市：
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