[发明专利]一种具有中空阴极的多段等离子体裂解碳质材料反应器系统

摘要

本发明公开了一种具有中空阴极的多段等离子体裂解碳质材料反应器系统，系统每一段包括被冷却介质循环冷却的中空阴极和中空阳极；工作气体入口；碳质材料和载气入料入口；与上述阳极或阴极相连的反应管，此外系统还包括至少一个位于最后一个反应管下部的激冷介质入口；和至少一个位于最后一个反应管底部或下部的激冷产物和气体的出口，其中，第一段的中空阴极和被用作反应管的任何一段的中空阴极和阳极之间形成一个产生等离子体和/或电弧的腔室，等离子体气流在上述腔室最高温度区域或其附近与碳质材料和载气入料和/或热解挥发分进行充分地接触和混合，并发生热解和/或气相反应。本发明反应器系统具有非常优异的热效率和很高的裂解产物产率。

主权项

一种具有中空阴极的多段等离子体裂解碳质材料反应器系统，反应器系统的每段包括：被冷却介质循环冷却的中空阴极和中空阳极，所述中空阴极和中空阳极之间形成一个腔室，其中，第一段的中空阴极的至少一部分位于第一段中空阳极的内部空间中；位于所述中空阴极或阳极外表面和所述中空阳极或阴极内表面之间的工作气体入口，用于使所述工作气体进入上述腔室中；碳质材料和载气入料入口，位于所述中空阴极或阳极在所述腔室中的一端，所述中空阴极或阳极的中空通道被用作碳质材料和载气入料和/或热解挥发分的输送通道，碳质材料和载气入料和/或热解挥发分经上述输送通道通过碳质材料和载气入料入口进入上述腔室中；与上述中空阳极或中空阴极相连的反应管，此外，反应器系统还包括：至少一个位于最后一个上述反应管下部用于激冷或冻结反应产物的激冷介质入口；和至少一个位于最后一个上述反应管底部或下部的激冷产物和气体的出口，其中，第一段的中空阴极或被用作上一段反应管的任何一段的中空阴极和中空阳极之间形成的腔室内产生等离子体和/或电弧，所述工作气体经过位于上述中空阴极和阳极之间的电弧形成区，从而产生等离子体气体，并且产生的等离子体气体在上述腔室最高温度区域或其附近与从所述阴极中空通道进入上述腔室的碳质材料和载气入料和/或热解挥发分进行充分地接触和混合，并发生碳质材料热解和挥发分气相反应。