[发明专利]一种电弧等离子体反应器装置

权利要求书

1.一种电弧等离子体反应器装置，所述反应器的内部设有反应内腔；在所述反应器的一端安装至少一个原料喷嘴，另一端设为产物出口；其特征在于，在靠近原料喷嘴一端的反应器上设有n支电弧等离子体炬，n支电弧等离子体炬与反应内腔联通，n≥3；所述n支电弧等离子体炬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的中心轴线与反应内腔的中心轴线之间的夹角为α，所述n支电弧等离子体炬的中心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，所述公共切圆位于所述反应内腔内；其中α为45°～105°；所述反应内腔的横截面为圆形时，在所述反应内腔壁面上周向均匀设有凸起结构。

2.根据权利要求1所述的电弧等离子体反应器装置，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1所述的电弧等离子体反应器装置，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任一项所述的电弧等离子体反应器装置，其特征在于，所述n支电弧等离子体炬为转移弧等离子体炬时，n≥4且为偶数，任意相邻两支转移弧等离子体炬的极性相反，n支转移弧等离子体炬产生的电弧在所述公共切圆周围联通。

5.根据权利要求1-3任一项所述的电弧等离子体反应器装置，其特征在于，所述n支电弧等离子体炬为转移弧等离子体炬时，在所述原料喷嘴中心安装一个电弧电极；n≥3，所述n支转移弧等离子体炬的极性都相同，且与所述原料喷嘴中心的电弧电极的极性相反，所述电弧电极产生的电弧与所述n支转移弧等离子体炬产生的电弧在所述公共切圆内联通；或者n≥4且为偶数，所述n支转移弧等离子体炬中任意相邻两支等离子体炬的极性相反，n支转移弧等离子体炬产生的电弧在所述公共切圆周围联通，并与所述电弧电极产生的电弧在公共切圆内联通。

6.根据权利要求1-3任一项所述的电弧等离子体反应器装置，其特征在于，在所述电弧等离子体炬下方的反应器上安装有多个保护气体喷嘴，其喷出的保护气体在反应内腔的壁面上形成隔离层。

7.根据权利要求6所述的电弧等离子体反应器装置，其特征在于，所述保护气体为所述反应器装置的反应产物中一种或几种，或者为惰性气体，或者为有利于增强所述反应器装置反应的气体。

8.根据权利要求1-3任一项所述的电弧等离子体反应器装置，其特征在于，所述原料喷嘴为圆形喷嘴或者为围绕反应内腔中心轴线的圆周均匀分布的多个喷嘴组合。

9.根据权利要求8所述的电弧等离子体反应器装置，其特征在于，原料喷嘴喷出的原料覆盖区域为圆形，其直径为所述公共切圆直径的0.5-2倍。

10.根据权利要求4所述的电弧等离子体反应器装置，其特征在于，转移弧等离子体炬的电弧电流为100～1000A，每支转移弧等离子体炬喷管内的弧电压大于相应每支电弧等离子体炬总弧电压的1/2。

11.根据权利要求5所述的电弧等离子体反应器装置，其特征在于，转移弧等离子体炬的电弧电流为100～1000A，每支转移弧等离子体炬喷管内的弧电压大于相应每支电弧等离子体炬总弧电压的1/2。

12.根据权利要求1-3任一项所述的电弧等离子体反应器装置，其特征在于，在所述n支电弧等离子体炬上方或者下方的反应器上还设有m支电弧等离子体炬，所述m支电弧等离子体炬在反应内腔轴向上设置至少一层，每层电弧等离子体炬都同向旋转布置在反应内腔的同一横截面上，且都存在一个公共切圆。