专利名称：等离子体高温碳转化气膜反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在高温环境下碳的转化反应装置，尤其涉及一种等离子体高温碳
转化气膜反应器。
背景技术：
近年来，随着等离子体物理学的不断发展，等离子技术已经广泛的应用在了材料、 能源、信息、化工、物理、医学等领域，等离子体的化学活性和高焓使许多传统方法实现不了 的变为可能，促成了一系列工艺的革新和技术的进步，裂解煤或气化煤就是其中一种，文献 中也大量报道了利用等离子体裂解煤制乙炔的工艺尚书勇，印永祥，李娟，何方方，戴晓 雁.热等离子体裂解天然气和煤制乙炔乙烯[J].化工学报，2004， (08))，笔者描述的方法 具备了等离子技术的特点，都有着高效率、低能耗、污染少、成本低等诸多优点。但由于受到 反应器结焦等因素的影响，近几年来，都集中在中试试验基础上，并且取得的进步都很小， 其工业化在国内外未见报道。传统的等离子反应器采用石墨、碳碳等保温材料作为反应器 内衬，一方面亲碳原因，易于结焦；另一方面内衬容易破损，从而反应无法正常的长时间进 行。因此，解决上述问题是等离子技术裂解煤的关键所在，也是使其工业化的重要研究环 节。
发明内容
本发明的目的在于解决高温条件下碳转化反应器容易结焦，造成反应器使用寿命
短、设备容易损坏、无法正常运行等问题，进而提供一种设计合理、避免侧壁结焦、能有效的
保持温度、反应器使用时间长、运行稳定的等离子体高温碳转化气膜反应器。 —种等离子体高温碳转化气膜反应器，包括按以下次序连接的部件上法兰、外
筒、测温元件、进气法兰、进气管、下发兰、水冷式筒壁、内筒壁、进气孔、挡板，其中上法兰、
外筒、内筒壁和下发兰形成空腔，其余部件依此连接于空腔上。 所述的等离子体高温碳转化气膜反应器，其气膜反应器上法兰设计有冷却装置，
外筒设计有1个进气法兰和进气管，也可为多个，保护设备，使之能够连续稳定运行。 所述的等离子体高温碳转化气膜反应器，其气膜反应器内筒壁可为一层或者多
层，各层气膜可设计为带冷却或者不带冷却模式，从而降低了反应器侧壁的结焦。 所述的等离子体高温碳转化气膜反应器，其气膜反应器开设的进气孔可为圆形或
者方形，数量为多个，也可为环型，根据反应器实际情况，增减进气流量。 所述的等离子体高温碳转化气膜反应器，其气膜反应器保护气体可为碳系气体或 者水蒸气，或者其他气体，投资小、无副反应。 所述的等离子体高温碳转化气膜反应器，其气膜反应器可设置一个或者多个测温 元件，设计合理，简单、容易控制和在线分析、固化反应参数。 本发明是根据等离子体和煤粉混合后的气流的发散角度，设计反应器内壁的角 度，在侧壁的特定直径和特定高度上开取一系列的小孔，用于通入保护气体，同时在适当的高度设置水冷式侧壁，防止过温烧蚀侧壁，大大降低了高温气体对反应器的损伤，避免侧壁 严重结焦情况、能有效的保持温度、使反应器时间长、稳定的运行。
图1是本发明实施例1的结构以示图。
图2是本发明实施例1中A的放大图。
图3是本发明实施例2保护气体进气方式图。
具体实施例方式
参照附图l-2，本实施例1包括按以下次序连接的部件上法兰1、外筒2、测温元 件3、进气法兰4、进气管5、下发兰6、水冷式筒壁7、内筒壁8、进气孔9、挡板10、其中上法 兰1、外筒2、内筒壁8和下发兰6形成空腔，其余部件依此连接于空腔上；高温气流通过上 法兰1中间的孔进入气膜反应器内壁筒8，保护气体通过进气法兰4和进气管5进入由上法 兰1、外筒2、内筒壁8和下发兰6组成的空腔，通过设置在内壁筒8上的进气孔9，保护气体 进入高温区经挡板10与高温气体同方向运动，根据测温元件3输出的温度，调节保护气体 进气量。 参照附图3，实施例2与实施例1的不同之处在于，保护气体通过环隙11和后进气 孔12进入高温区。
权利要求
一种等离子体高温碳转化气膜反应器，其特征包括按以下次序连接的部件上法兰、外筒、测温元件、进气法兰、进气管、下发兰、水冷式筒壁、内筒壁、进气孔、挡板，其中上法兰、外筒、内筒壁和下发兰形成空腔，其余部件依此连接于空腔上。
2. 按权利要求1所述的等离子体高温碳转化气膜反应器，其特征在于气膜反应器上法 兰设计有冷却装置，外筒设计有1个进气法兰和进气管，也可为多个。
3. 按权利要求1或2所述的等离子体高温碳转化气膜反应器，其特征在于气膜反应器 内筒壁可为一层或者多层，各层气膜可设计为带冷却或者不带冷却模式。
4. 按权利要求1或3所述的等离子体高温碳转化气膜反应器，其特征在于气膜反应器 开设的进气孔可为圆形或者方形，数量为多个，也可为环型。
5. 按权利要求4所述的等离子体高温碳转化气膜反应器，其特征在于气膜反应器保护 气体可为碳系气体或者水蒸气，或者其他气体。
6. 按权利要求5所述的等离子体高温碳转化气膜反应器，其特征在于气膜反应器可设 置一个或者多个测温元件。
全文摘要
本发明涉及一种等离子体高温碳转化气膜反应器，包括按以下次序连接的部件上法兰、外筒、测温元件、进气法兰、进气管、下发兰、水冷式筒壁、内筒壁、进气孔、挡板，其中上法兰、外筒、内筒壁和下发兰形成空腔，其余部件依此连接于空腔上，根据等离子体和裂解物混合后的气流的发散角度，设计反应器内壁的角度，在侧壁的特定直径和特定高度上开取一系列的小孔，用于通入保护气体，同时在适当的高度设置水冷式侧壁，防止过温烧蚀侧壁，大大降低了高温气体对反应器的损伤，避免侧壁严重结焦情况、能有效的保持温度、使反应器时间长、稳定的运行。
文档编号C01B31/02GK101734642SQ20081017534
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月5日 优先权日2008年11月5日
发明者刘军, 周军, 幕龙, 熊新阳, 郭文康, 黄峥嵘 申请人:新疆天业(集团)有限公司