[发明专利]一种电弧加热煤粉制乙炔反应器

权利要求书

1.一种电弧加热煤粉制乙炔反应器，包括反应器(2)，反应器(2)内部具有反应内腔，在反应器(2)的一端设有第一煤粉喷嘴(1)，另一端设有产物出口(7)，其特征在于，在第一煤粉喷嘴(1)的中心设有一个电弧电极(3-0)；在靠近第一煤粉喷嘴(1)一端的反应器(2)上设有n支电弧等离子体炬(3)，n支电弧等离子体炬(3)与反应内腔联通，n≥3；n支电弧等离子体炬(3)同向旋转布置在反应内腔的同一横截面上，且每支电弧等离子体炬(3)的中轴线与反应内腔的中轴线之间的夹角为α，n支电弧等离子体炬(3)的中轴线在反应内腔的横截面上投影后在反应内腔的横截面上存在一个公共切圆，所述公共切圆位于第一煤粉喷嘴(1)下方的反应内腔中；其中α为45°～105°。

2.根据权利要求1所述的电弧加热煤粉制乙炔反应器，其特征在于，所述反应内腔的横截面为圆形或正多边形。

3.根据权利要求2所述的电弧加热煤粉制乙炔反应器，其特征在于，所述公共切圆的直径为所述反应内腔最小横截面圆直径或多边形对角线的0～1/3。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电弧加热煤粉制乙炔反应器，其特征在于，n支电弧等离子体炬(3)为转移弧等离子炬，n支转移弧等离子体炬的极性都相同，且与第一煤粉喷嘴(1)中心的电弧电极(3-0)的极性相反，n支转移弧等离子体炬产生的电弧在所述公共切圆内汇聚、并与电弧电极(3-0)产生的电弧在所述公共切圆内下方联通。

5.根据权利要求1-3任一项所述的电弧加热煤粉制乙炔反应器，其特征在于，n支电弧等离子体炬(3)为转移弧等离子炬，n支转移弧等离子体炬中任意相邻两支转移弧等离子体炬的极性相反，n≥4，且为偶数，n支转移弧等离子体炬产生的电弧在所述公共切圆周围汇聚、联通，并与第一煤粉喷嘴(1)中心的电弧电极(3-0)产生的电弧在所述公共切圆内下方联通。

6.根据权利要求5所述的电弧加热煤粉制乙炔反应器，其特征在于，将第一煤粉喷嘴(1)中心的电弧电极(3-0)悬空，n支转移弧等离子体炬中任意相邻两支转移弧等离子体炬的极性相反，n≥4，且为偶数，n支转移弧等离子体炬产生的电弧在所述公共切圆周围汇聚、联通。

7.根据权利要求4所述的电弧加热煤粉制乙炔反应器，其特征在于，以气体输送方式将煤粉注入n支电弧等离子体炬(3)的电弧通道中，所述煤粉进入所述电弧等离子体炬的电弧通道时的密度分布和速度分布绕等离子体炬轴向旋转对称，并在所述电弧通道中与电弧等离子体轴向流动方向一致。

8.根据权利要求5所述的电弧加热煤粉制乙炔反应器，其特征在于，以气体输送方式将煤粉注入n支电弧等离子体炬(3)的电弧通道中，所述煤粉进入所述电弧等离子体炬的电弧通道时的密度分布和速度分布绕等离子体炬轴向旋转对称，并在所述电弧通道中与电弧等离子体轴向流动方向一致。

9.根据权利要求6所述的电弧加热煤粉制乙炔反应器，其特征在于，以气体输送方式将煤粉注入n支电弧等离子体炬(3)的电弧通道中，所述煤粉进入所述电弧等离子体炬的电弧通道时的密度分布和速度分布绕等离子体炬轴向旋转对称，并在所述电弧通道中与电弧等离子体轴向流动方向一致。

10.根据权利要求6-9任一项所述的电弧加热煤粉制乙炔反应器，其特征在于，在n支电弧等离子体炬(3)的喷管上旋转对称设有多个第二煤粉喷嘴(8)，以气体输送方式将煤粉从多个第二煤粉喷嘴(8)切向注入到n支电弧等离子体炬(3)的电弧通道中。

11.根据权利要求10所述的电弧加热煤粉制乙炔反应器，其特征在于，以气体输送方式将煤粉在所述电弧等离子体炬电弧通道的轴向上分多级注入。

12.根据权利要求11所述的电弧加热煤粉制乙炔反应器，其特征在于，多个第二煤粉喷嘴(8)在电弧等离子体炬(3)的喷管上轴向多层分布。