一種等離子體重整植物油制氫方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種等離子體重整植物油制氫方法，將植物油與水混合形成植物油水溶液，植物油水溶液通過(guò)霧化后切向引入包括中心電極、聚四氟乙烯層、外電極、圓筒外壁、進(jìn)料口及出氣口的等離子體發(fā)生器；對(duì)等離子體發(fā)生器內(nèi)的電極施以高電壓，產(chǎn)生非熱電弧等離子體，等離子體誘發(fā)植物油發(fā)生重整化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生富氫氣。本發(fā)明的主要部件是金屬和絕緣材料，設(shè)備投入少，以植物油為原料，制氫成本低，等離子體反應(yīng)有高度的可控性，可以在大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)氣體速率、功率和組成，達(dá)到反應(yīng)的最優(yōu)化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 一種等離子體重整植物油制氫方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制氫技術(shù)，特別是涉及一種等離子體重整植物油制氫方法。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的制氫途徑主要是電解水制氫和碳?xì)浠剂限D(zhuǎn)化制氫，電解水制氫曾一度是人們較為推崇的制氫方法，但操作過(guò)程中要消耗大量的電能，因此生產(chǎn)成本較高，和化石燃料制氫相比，在經(jīng)濟(jì)成本上缺少競(jìng)爭(zhēng)力?；剂现茪淠壳叭允菤鋪?lái)源的主要途徑，常用的方法包括水蒸氣催化重整法、部分氧化法、煤氣化法?；剂现茪湔际澜鐨淠戤a(chǎn)量的90%以上，但多數(shù)的工藝都伴有大量的二氧化碳和有害氣體的排放，給環(huán)境造成重大的負(fù)擔(dān)，并且，隨著化石燃料儲(chǔ)量資源的日益枯竭，在工藝技術(shù)上固然已經(jīng)成熟，但終宄不符合世界可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，非長(zhǎng)久之計(jì)。因此，開(kāi)發(fā)新穎的利用可再生資源制氫技術(shù)正在成為能源技術(shù)開(kāi)發(fā)的新熱點(diǎn)。
[0003]植物油作為一種可再生資源，是由不飽和脂肪酸和甘油化合而成的化合物，廣泛分布于自然界中，是從植物的果實(shí)、種子、胚芽中得到的油脂，如豆油、花生油、菜籽油、亞麻油、蓖麻油等。具有原料來(lái)源廣泛、可再生、便于運(yùn)輸、能量密度較高等特點(diǎn)，是一種潛在的制氫原料。一個(gè)正在發(fā)展、不斷完善的新方法一等離子體重整植物油制氫可以解決或避免傳統(tǒng)方法遇到的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種等離子體重整植物油制氫方法。
[0005]本發(fā)明為達(dá)到以上目的，是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0006]提供一種等離子體重整植物油制氫方法:1)將植物油與水混合形成植物油水溶液，植物油水溶液通過(guò)霧化后引入等離子體發(fā)生器；2)對(duì)等離子體發(fā)生器內(nèi)的電極施以高電壓，中心電極與外電極在高壓電作用下，中心電極尖端與外電極最窄處產(chǎn)生擊穿電弧，其在旋流的植物油水溶液噴霧推動(dòng)下邊高速旋轉(zhuǎn)橫掃電極間區(qū)域邊向發(fā)生器下游移動(dòng)，直至電弧過(guò)長(zhǎng)淬滅，上述過(guò)程不斷循環(huán)，產(chǎn)生非熱電弧等離子體，等離子體誘發(fā)植物油發(fā)生重整化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生富氫混合氣。
[0007]所述的等離子體發(fā)生器，包括中心電極、聚四氟乙烯層、外電極、圓筒外壁、進(jìn)料口及出氣口 ；發(fā)生器的中心電極、聚四氟乙烯層、外電極、圓筒外壁及出氣口軸線均位于圓筒外壁軸線上，其中中心電極為一帶有尖端的銅棒，外電極為一銅縮放噴管，圓筒外壁為不銹鋼管；中心電極與外電極通過(guò)聚四氟乙烯層隔開(kāi)，兩電極之間最窄距離0.5-5mm ;植物油水溶液通過(guò)固定在圓筒外壁上的進(jìn)料口切向進(jìn)入等離子體發(fā)生器。
[0008]等離子體重整植物油的主要?dú)鈶B(tài)產(chǎn)物為H2、CO、CO2、CH4、C2H2X2H4X2Hf^P C 3H8。少量的液態(tài)產(chǎn)物和碳黑也會(huì)在重整過(guò)程中產(chǎn)生，主要包括HCOOH、CH3COOH、CH3CHO、CH3COCHdPCo
[0009]本發(fā)明具有體積小，效率高，穩(wěn)定性好，可靠性高和成本較低等優(yōu)點(diǎn)，可有效的進(jìn)行等離子體重整可再生原料植物油制取富氫氣。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖1中:1中心電極，2聚四氟乙烯層，3外電極，4圓筒外壁，5進(jìn)料口，6出氣口。

【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例
[0013]如附圖1所示，本發(fā)明包括中心電極1、聚四氟乙烯層2、外電極3、圓筒外壁4、進(jìn)料口 5及出氣口 6 ;裝置的中心電極1、聚四氟乙烯層2、外電極3、圓筒外壁4及出氣口 6軸線均位于圓筒外壁3軸線上，其中中心電極I為一帶有尖端的銅棒(直徑8mm)，外電極3為一銅縮放噴管(長(zhǎng)106mm，喉部直徑1mm)，圓筒外壁為不銹鋼管(直徑48mm，長(zhǎng)250mm);中心電極I與外電極3通過(guò)聚四氟乙烯層2隔開(kāi)，兩電極之間最窄距離1.5mm。
[0014]以油菜籽油作為植物油代表，I)將水碳比1.5的植物油水溶液霧化后通過(guò)進(jìn)料口5引入等離子體發(fā)生器；2)對(duì)等離子體發(fā)生器內(nèi)的電極施以15kV交流高壓電，中心電極與外電極在高電壓作用下，中心電極I尖端與外電極3最窄處產(chǎn)生擊穿電弧，其在旋流的苯酚溶液噴霧推動(dòng)下邊高速旋轉(zhuǎn)橫掃電極間區(qū)域邊向發(fā)生器下游移動(dòng)，直至電弧過(guò)長(zhǎng)淬滅，上述過(guò)程不斷循環(huán)，產(chǎn)生非熱電弧等離子體，等離子體誘發(fā)油菜籽油發(fā)生重整化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生富氫混合氣由出氣口 6排出，主要產(chǎn)物包括H2、CO、0)2和CH4，氫氣體積含量達(dá)到17-20%，平均熱效率達(dá)73%，當(dāng)油菜籽油的流量為31ml/min時(shí)，產(chǎn)出合成氣低位熱值功率為llkW。
【權(quán)利要求】
1.一種等離子體重整植物油制氫方法，其特征在于該方法的步驟如下:將植物油與水混合形成植物油水溶液，植物油水溶液通過(guò)霧化后引入等離子體發(fā)生器；對(duì)等離子體發(fā)生器內(nèi)的電極施以高電壓，中心電極與外電極在高壓電作用下，中心電極尖端與外電極最窄處產(chǎn)生擊穿電弧，其在旋流的植物油噴霧推動(dòng)下邊高速旋轉(zhuǎn)橫掃電極間區(qū)域邊向發(fā)生器下游移動(dòng)，直至電弧過(guò)長(zhǎng)淬滅，上述過(guò)程不斷循環(huán)，產(chǎn)生非熱電弧等離子體，等離子體誘發(fā)植物油發(fā)生重整化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生富氫混合氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體重整植物油制氫方法，其特征在于所述的等離子體發(fā)生器，包括中心電極、聚四氟乙烯層、外電極、圓筒外壁、進(jìn)料口及出氣口 ；發(fā)生器的中心電極、聚四氟乙烯層、外電極、圓筒外壁及出氣口軸線均位于圓筒外壁軸線上，其中中心電極為一帶有尖端的銅棒，外電極為一銅縮放噴管，圓筒外壁為不銹鋼管；中心電極與外電極通過(guò)聚四氟乙烯層隔開(kāi)，兩電極之間最窄距離0.5-5mm ;植物油通過(guò)固定在圓筒外壁上的進(jìn)料口切向進(jìn)入等離子體發(fā)生器。
【文檔編號(hào)】C01B3/32GK104477846SQ201410754163
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】杜長(zhǎng)明 申請(qǐng)人:中山大學(xué)