專利名稱：一種等離子體對(duì)撞流反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種等離子體反應(yīng)裝置，尤其涉及ー種利用等離子體高溫射流對(duì)煤粉加溫加速后對(duì)撞，來(lái)增強(qiáng)其混合和傳熱的等離子體對(duì)撞流反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
等離子體裂解煤制こ炔技術(shù)，是借助等離子體溫度高、反應(yīng)活性好和煤與こ炔接近的碳?xì)浔忍匦?，將煤粉直接噴入溫度?500°C到上萬(wàn)度高溫等離子體中，煤粉發(fā)生極快的爆裂，釋放出煤中的揮發(fā)份，加上高溫等離子體也和固體碳作用一起生成大量的碳?xì)淞呀鈿?，在幾千度高溫下很迅速達(dá)到化學(xué)平衡，形成以こ炔、氫氣為主的裂解氣，熱等離子體裂解煤制こ炔過(guò)程是在極端條件下操作的反應(yīng)過(guò)程，超高溫和毫秒級(jí)接觸時(shí)間，煤粉與高溫等離子體混合和傳熱是實(shí)現(xiàn)煤粉反應(yīng)的關(guān)鍵所在，這就對(duì)等離子體煤制こ炔的反應(yīng)裝置設(shè)計(jì)有ー個(gè)非常高的要求，通常等離子體煤制こ炔反應(yīng)裝置是下行式，等離子體炬在最頂 端，等離子體炬下面依次連接著混合器和反應(yīng)器，等離子體炬產(chǎn)生等離子體射流向下噴射，煤粉以一定的速度由混合器與等離子體射流垂直方向射入，與等離子體混合和反應(yīng)，由于等離子體射流剛性強(qiáng)，速度高，能量集中，導(dǎo)致煤粉與之混合和反應(yīng)較為困難，直接影響反應(yīng)的效率，在種裝置規(guī)模擴(kuò)大后，這種現(xiàn)象尤為突出。為了解決這ー問(wèn)題，我們采用對(duì)撞流的方式，對(duì)撞流概念自上個(gè)世紀(jì)70年代由Elperin提出以來(lái)，其基本思想兩股或多股流體相向流動(dòng)和對(duì)撞，從而產(chǎn)生ー個(gè)湍動(dòng)的區(qū)域，以其強(qiáng)化過(guò)稱的傳熱、傳質(zhì)現(xiàn)象，采用對(duì)撞流概念在物料的干燥和混合等化工生產(chǎn)中取得了較好的效果。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決煤粉在高溫的等離子體射流中停留時(shí)間短，煤粉顆粒得不到充分加熱這ー問(wèn)題，進(jìn)而提供一種將煤粉噴入等離子體炬產(chǎn)生的等離子體高溫射流中，煤粉由等離子體高溫射流加熱和加速后，與之相同的射流對(duì)撞，來(lái)強(qiáng)化煤粉與高溫等離子體射流混合和傳熱，增強(qiáng)煤粉反應(yīng)的裝置。實(shí)現(xiàn)上述目的的解決方案是一種等離子體對(duì)撞流反應(yīng)裝置，包括等離子炬、反應(yīng)器、連接件、進(jìn)粉管、混合器，由兩組或兩組以上等離子體炬和混合器同軸相向安裝在反應(yīng)器外壁上，井根據(jù)反應(yīng)器裝置能量需求情況，反應(yīng)器頂部可安裝等離子體炬或不安裝。所述的等離子體對(duì)撞流反應(yīng)裝置，煤粉由混合器送入與等離子體射流混合后，噴射入反應(yīng)器中與之相同的射流對(duì)撞，在反應(yīng)器中心區(qū)域形成對(duì)撞流湍動(dòng)區(qū)，能使煤粉充分混合并加熱。所述的等離子體對(duì)撞流反應(yīng)裝置，等離子體炬功率和混合器的送粉量都相同，以保證在反應(yīng)器中心區(qū)域產(chǎn)生的對(duì)撞流湍動(dòng)區(qū)穩(wěn)定。所述的等離子體對(duì)撞流反應(yīng)裝置，安裝反應(yīng)器頂部等離子體炬功率與反應(yīng)器外壁上的等離子體炬功率可以相同，也可不同，即功率與所熱解的物料性質(zhì)，數(shù)量匹配。[0009]所述的等離子體對(duì)撞流反應(yīng)裝置，可用于等離子煤裂解，也可用于金屬冶煉、物料改性、等離子噴涂等。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是I、利用對(duì)撞流強(qiáng)化了煤粉與高溫流體混合和傳熱，大幅提高了煤粉的反應(yīng)效率。2、采用兩組或多組相向?qū)ψ玻苊饬嗣悍叟c壁面的撞擊而損失能量，避免高溫流體對(duì)壁面燒蝕,有利于能量利用和設(shè)備壽命延長(zhǎng)。3、采用對(duì)撞流的反應(yīng)裝置，可以避免由于規(guī)模擴(kuò)大而產(chǎn)生的放大效應(yīng)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)
單可靠。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例I的主視圖。圖2為圖本實(shí)用新型實(shí)施例I的俯視圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的主視圖。附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明1-等離子炬2-反應(yīng)器3-連接件4-進(jìn)粉管5-混合器。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I參見(jiàn)附圖I和附圖2，兩組等離子體炬I、混合器5同軸相向的安裝在反應(yīng)器2圓周上，反應(yīng)器2頂部也安裝一臺(tái)等離子體炬I用于加溫的反應(yīng)裝置，將煤粉由混合器5噴入等離子體炬產(chǎn)生的高溫射流，由這樣的四股夾帶煤粉顆粒的等離子高溫射流相互對(duì)撞，頂部等離子炬I產(chǎn)生的等離子射流也與夾帶煤粉顆粒的高溫射流相撞，來(lái)強(qiáng)化煤粉與高溫等離子體混合和傳熱。實(shí)施例2參見(jiàn)附圖3，本裝置的實(shí)施例2與實(shí)施例I不同之處在于，反應(yīng)器2的頂部未安裝等離子炬，即反應(yīng)器2頂部不產(chǎn)生等離子體射流。實(shí)施例3實(shí)施例3與實(shí)施例1、2的不同之處在于在反應(yīng)器2的同一平面的周邊均布三臺(tái)等離子體炬I、混合器5。實(shí)施例4實(shí)施例4與實(shí)施例1、2、3的不同之處在于，反應(yīng)器2的周邊均布兩層等離子炬I、混合器5，上層和下層的等離子體炬數(shù)量是3臺(tái)和4臺(tái)。
權(quán)利要求1.一種等離子體對(duì)撞流反應(yīng)裝置，包括等離子炬、反應(yīng)器、連接件、進(jìn)粉管、混合器，其特征在于由兩組或兩組以上等離子體炬和混合器，同軸相向安裝在反應(yīng)器外壁上，反應(yīng)器頂部可安裝等離子體炬或不安裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種等離子體對(duì)撞流反應(yīng)裝置，其特征在于安裝反應(yīng)器頂部等離子體炬功率與反應(yīng)器外壁上等離子體炬功率可以相同，也可不同。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種等離子體對(duì)撞流反應(yīng)裝置，尤其涉及一種利用等離子體高溫射流對(duì)煤粉進(jìn)行加溫加速后對(duì)撞，增強(qiáng)其混合和傳熱的反應(yīng)裝置。本裝置采用由兩組或兩組以上等離子體炬1和混合器3，同軸相向安裝在反應(yīng)器2外壁上，工作時(shí)，煤粉6由混合器3送入離子體炬產(chǎn)生的夾帶煤粉顆粒的等離子高溫射流5中，經(jīng)加熱和加速后在反應(yīng)器中心區(qū)域與之相同的等離子射流4對(duì)撞，形成對(duì)撞流湍動(dòng)區(qū)，強(qiáng)化煤粉和高溫射流混合和傳熱。
文檔編號(hào)C07C4/02GK202606146SQ20122014735
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者黃崢嶸, 熊新陽(yáng), 劉軍, 李永宏, 李自兵, 徐勇, 幕龍, 唐復(fù)興, 周延紅, 唐彬, 陽(yáng)小東, 萬(wàn)振國(guó), 池建忠 申請(qǐng)人:新疆天業(yè)(集團(tuán))有限公司