用于生物质转化的等离子体发生器的制作方法

本发明涉及等离子体发生，具体地，涉及一种用于生物质转化的等离子体发生器。

背景技术：

1、生物质是一种环境友好、成本低廉的可再生能源，每年产生的农林生物质数量很多，其中含有大量能量，开发生物质高效、环保的利用技术对推动生态文明建设、能源革命和低碳经济发展具有重要意义。

2、生物质利用方式有直接燃烧和气化。在生物质直接燃烧利用方面，由于生物质含水量高、热值低，挥发分含量高，析出速度快，因而产生的烟气体积较大，导致环境污染，且能量利用率较低。在生物质气化利用方面，将生物质气化制备合成气并通过费托合成技术转化为具有高附加值的燃料和化学品，更具有发展和应用潜力。但常规生物质气化技术存在装置不易小型化、燃气品位低、焦油处理困难等的问题，限制了生物质气化技术的发展和应用。因此，开发生物质高效、环保的利用技术对推动生态文明建设、能源革命和低碳经济发展具有重要意义。

3、由于等离子体具有高温高化学活性的特点，使得等离子体技术在生物质气化转化和辅助燃烧领域得到了研究和应用。公开号为cn102226091a的专利文献公开了一种生物质热解气化制合成气的装置，该装置是应用热等离子体射流热解气化生物质粉料，虽然可以彻底消除焦油，但热等离子体消耗电能大，导致生物质气化效率低。公开号为cn111690426a的专利文献公开了一种非热等离子体重整纤维素类生物质制备合成气的装置，装置能耗低，气化效率有较大提升，但由于生物质粉末对等离子体的抑制作用，导致处理大量生物质时等离子体出现不稳定，导致重整装置不能在气化效率较高的状态下稳定运行。

4、因此，需要提供一种用于生物质转化的等离子体发生器来解决上述技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于生物质转化的等离子体发生器，该用于生物质转化的等离子体发生器不仅提高了生物质的转化效率，而且提高了等离子体转化生物质过程的稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种用于生物质转化的等离子体发生器，该用于生物质转化的等离子体发生器包括阳极组件、阴极组件、绝缘件和进粉管，其中，

3、阳极组件包括同轴设置并通过圆环密封连接的第一圆筒状部件和第二圆筒状部件，第一圆筒状部件上设有具有收缩喷嘴的阳极喷管，第二圆筒状部件内径大于第一圆筒状部件，并且，第二圆筒状部件内部形成有切向进气室；进粉管垂直连通于第一圆筒状部件上，用于通入生物质粉末；

4、阴极组件包括同轴设置的锥形电极、电极散热片和高压接线柱，锥形电极、电极散热片和高压接线柱依次连接且自第一圆筒状部件与进粉管的交汇处延伸至第二圆筒状部件内并向外延伸；

5、绝缘件通过绝缘件固定结构嵌套在阳极组件和阴极组件之间用于隔绝阴极和阳极。

6、优选地，电极散热片为同轴设置的多片薄圆盘状结构。

7、优选地，薄圆盘状结构为三片。

8、优选地，锥形电极的底面与电极散热片一端的圆盘状结构的平面连接并同心设置，电极散热片另一端与高压接线柱相连接。

9、优选地，锥形电极的底面直径小于阳极喷管的内径。

10、优选地，锥形电极的底面直径小于电极散热片一端的圆盘状结构的平面的直径。

11、优选地，电极散热片一端的圆盘状结构的平面的直径大于阳极喷管的内径。

12、优选地，电极散热片一端的圆盘状结构的平面与阳极喷管的端面之间留有缝隙。

13、优选地，绝缘件固定结构包括套在绝缘件外的可移动阴极支撑件和与切向进气室相连接的固定支撑件，可移动阴极支撑件与固定支撑件通过螺纹连接。

14、根据上述技术方案，本发明将阳极组件、阴极组件和绝缘件三者同轴，进粉管为筒状结构，置于阳极侧面。阳极组件包括收缩炬管和切向进气室。阴极组件包括锥形电极、电极散热片和高压接线柱，且三者同轴。绝缘件为筒状，起隔绝阴极和阳极的作用，同时起到固定阴极的作用。锥形电极能保证放电腔体积从而使生物质粉末顺畅进入到放电腔中；喷嘴结构有助于收缩等离子体与生物质粉的相互作用空间，从而增强等离子体的助燃效果；阴极圆盘散热片有助于防止电极温度过高，同时保证电弧运行的稳定性。这样，有效解决了生物质燃料颗粒大量加注时对等离子体的淬灭问题，保证了等离子体稳定运行，增强了等离子体与生物质粉末的相互作用，从而提高了等离子体气化生物质性能和等离子体辅助生物质粉末燃烧效率。

15、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种用于生物质转化的等离子体发生器，其特征在于，所述用于生物质转化的等离子体发生器包括阳极组件、阴极组件、绝缘件(2)和进粉管(6)，其中，

2.根据权利要求1所述的用于生物质转化的等离子体发生器，其特征在于，所述电极散热片(7)为同轴设置的多片薄圆盘状结构。

3.根据权利要求2所述的用于生物质转化的等离子体发生器，其特征在于，所述薄圆盘状结构为三片。

4.根据权利要求2所述的用于生物质转化的等离子体发生器，其特征在于，所述锥形电极(8)的底面与所述电极散热片(7)一端的圆盘状结构的平面连接并同心设置，所述电极散热片(7)另一端与所述高压接线柱(1)相连接。

5.根据权利要求1所述的用于生物质转化的等离子体发生器，其特征在于，所述锥形电极(8)的底面直径小于所述阳极喷管(9)的内径。

6.根据权利要求5所述的用于生物质转化的等离子体发生器，其特征在于，所述锥形电极(8)的底面直径小于所述电极散热片(7)一端的圆盘状结构的平面的直径。

7.根据权利要求6所述的用于生物质转化的等离子体发生器，其特征在于，所述电极散热片(7)一端的圆盘状结构的平面的直径大于所述阳极喷管(9)的内径。

8.根据权利要求7所述的用于生物质转化的等离子体发生器，其特征在于，所述电极散热片(7)一端的圆盘状结构的平面与所述阳极喷管(9)的端面之间留有缝隙。

9.根据权利要求1所述的用于生物质转化的等离子体发生器，其特征在于，所述绝缘件固定结构包括套在所述绝缘件(2)外的可移动阴极支撑件(3)和与所述切向进气室(5)相连接的固定支撑件(4)，所述可移动阴极支撑件(3)与所述固定支撑件(4)通过螺纹连接。

技术总结
本发明公开了一种用于生物质转化的等离子体发生器，包括阳极组件、阴极组件、绝缘件和进粉管，阳极组件包括同轴设置并通过圆环密封连接的第一和第二圆筒状部件，第一圆筒状部件上设有具有收缩喷嘴的阳极喷管，第二圆筒状部件内径大于第一圆筒状部件，第二圆筒状部件内部形成有切向进气室；进粉管垂直连通于第一圆筒状部件上；阴极组件包括同轴设置的锥形电极、电极散热片和高压接线柱，依次连接且自第一圆筒状部件与进粉管的交汇处延伸至第二圆筒状部件内并向外延伸；绝缘件通过绝缘件固定结构嵌套在阳极组件和阴极组件之间用于隔绝阴极和阳极。其不仅提高了生物质的转化效率，而且提高了等离子体转化生物质过程的稳定性。

技术研发人员：郭起家,李锐,席洪柱,俞畅,查放,贺兆昌
受保护的技术使用者：安徽华东光电技术研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25