[发明专利]一种热等离子体阵列裂解煤制乙炔的反应器

摘要

一种热等离子体阵列裂解煤制乙炔的反应器，包括煤粉预分散段、等离子体阵列反应段、淬冷段；等离子体阵列反应段一侧壁面布置多排等离子体电极，每排电极均为多根电极组成，相邻两排电极并列或交错排列，电极对之间产生电弧放电，形成阵列状电弧等离子体场；气体携带煤粉经煤粉预分散段，均匀分布后的煤粉至上而下通过电极形成的阵列状电弧等离子体场，煤粉快速升温并在高温环境中瞬间达到热力学平衡，形成富含乙炔的裂解气，通过等离子体区的混合物料进入后续反应和分离单元得到乙炔产品。本发明具有煤粉裂解效率高、能量利用效率高、产品中乙炔含量高、长时间稳定运转等特点。

主权项

1.一种热等离子体阵列裂解煤制乙炔的反应器，其特征在于：包括煤粉预分散段(1)、等离子体阵列反应段(2)、淬冷段(3)；等离子体阵列反应段(2)一侧壁面布置N行等离子体电极，每行包括M或M+1根等离子体电极，相邻两行中的等离子体电极位置对应或交错排列，形成等离子体电极阵列；对侧壁面上的等离子体电极与上述等离子体电极阵列中的等离子体电极位置一一对应，极性相反，两侧壁面上对应的等离子体电极构成电极对，电极对之间产生电弧放电，形成阵列状电弧等离子体场(9)；气体携带煤粉(5)经煤粉预分散段(1)，均布后通过等离子体阵列反应段(2)进行裂解反应，反应后的裂解产物进入淬冷段(3)进行冷却；其中，N、M为正整数；/n所述煤粉预分散段(1)通过壁面或者其他内部给热方式对进入的煤粉和气体混合物(5)进行预加热；通过安装在煤粉预分散段(1)内的内构件(6)实现流经煤粉预分散段(1)的煤粉在空间的均匀分布；/n所述等离子体电极阵列中的等离子体电极全部为阳极或阳极、阴极交错排列，两侧壁面上的位置相互对应的两个等离子体电极的电极相反；/n所述等离子体电极采用石墨电极或者金属电极，等离子体电极能够移动；/n所述等离子体电极周围有气体给入，给入的气体为氢气或碳氢组成的气体；/n所述等离子体阵列反应段(2)壁面上等离子体电极阵列中等离子体电极之间设有壁面气体喷嘴或壁面狭缝(7)，通过喷气或其他任何方式给入保护气体(8)或裂解原料，保护气体(8)为水蒸气、CO