基于低溫等離子體燃燒的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于等離子體電化學(xué)及物理領(lǐng)域，具體涉及一種產(chǎn)生低溫等離子體變頻脈沖雙極性電磁場(chǎng)，利用等離子體與添加劑的協(xié)同作用完成甲醇水混合液的轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生高密度高熱值碳?xì)浜铣善剂?，?yīng)用于能源領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]等離子體電化學(xué)與電磁物理經(jīng)過幾十年的發(fā)展，現(xiàn)已形成了一門新興的多學(xué)科交叉的前沿分支學(xué)科體系，它集物理、化學(xué)、光化學(xué)、超聲波、電子電磁電解于一體。等離子體技術(shù)以其非常規(guī)的手段在化學(xué)工業(yè)中，給整個(gè)化工業(yè)帶來了新的生機(jī)，已成為傳統(tǒng)化工的一支生力軍。等離子體化工電磁已由最初的試錯(cuò)法，向可控型發(fā)展，而且隨著檢測(cè)手段的不斷提高，焓變、相變、平衡常數(shù)等理論數(shù)據(jù)將逐漸完備，這將讓人們更好的認(rèn)識(shí)等離子化工過程中的反應(yīng)歷程，建立完善的傳遞模型，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化或者更好的指導(dǎo)工業(yè)實(shí)踐。
[0003]目前用于工業(yè)及民用的合成醇基燃料熱值普遍較低，局限于較小設(shè)備及燃燒熱值范圍，添加催化劑后雜質(zhì)含量復(fù)雜，在燃燒過程中容易造成積碳，堵塞噴嘴損壞燃燒器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，實(shí)用新型提供了一種基于低溫等離子體燃燒的裝置。本實(shí)用新型通過調(diào)配選用甲醇和水及燃料添加劑混合液，并提供一種利用燃燒器(燃燒室)自身的換熱裝置，甲醇水混合液通過燃燒室的高溫循環(huán)換熱汽化后，進(jìn)入低溫等離子體裝置的變頻脈沖電暈反應(yīng)，生產(chǎn)一種高密度能量的碳?xì)浜铣善苯尤紵?，有效的解決了上述所存在的缺陷，節(jié)能環(huán)保，提高了效益。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]—種基于低溫等離子體燃燒的燃料，其特征是，燃料由甲醇、水及添加劑構(gòu)成，添加劑是異丙醇、三乙醇胺、氫氧化鉀、烏洛托品、油酸鈉。
[0007]上述添加劑無毒無臭無污染，含微量雜質(zhì)元素，避免了燃燒積碳問題。
[0008]所述燃料由如下重量百分比的組份組成:55-65%甲醇、30-40%水、2.5_3.5%異丙醇、0.8-1.2%三乙醇胺、0.3-0.5%氫氧化鉀、0.2-0.4%烏洛托品、0.2-0.4%油酸鈉。
[0009]優(yōu)選方案，所述的燃料為60%甲醇、35%水、3%異丙醇、1%三乙醇胺、0.4%氫氧化鉀、
0.3%烏洛托品、0.3%油酸鈉。
[0010]本實(shí)用新型還公開了一種基于低溫等離子體燃燒的方法，其特征是，按如下步驟:
[0011](I)所述燃料加熱汽化；
[0012](2)汽化后的燃料汽體輸入到低溫等離子體的電離腔中形成高能碳?xì)浜铣扇剂希?br>[0013](3)高能碳?xì)浜铣扇剂先紵?，輸出熱量，其中，部分熱量用于步驟(I)中的加熱汽化。輸出熱量可用于工業(yè)等用途例如發(fā)電等。
[0014]所述低溫等離子體所需的電源為雙極性變頻脈沖電源。
[0015]步驟(I)中，加熱汽化的首次加熱，加熱汽化的熱能從啟動(dòng)燃料加空氣燃燒獲得。等到所述燃料汽化電離能夠燃燒后，可以關(guān)閉啟動(dòng)燃料和空氣。
[0016]本實(shí)用新型還公開了一種基于低溫等離子體燃燒的裝置，其特征是，包括:
[0017]殼體，前部設(shè)置有燃燒腔；
[0018]外電極，呈圓環(huán)體，位于殼體內(nèi)的中部，外電極被第一絕緣層包裹，外電極的中心形成等離子發(fā)生器的電離腔；
[0019]內(nèi)電極，呈管狀，兩端分別套有第二絕緣套、第三絕緣套，第二絕緣套與第一絕緣層聯(lián)接，第三絕緣套經(jīng)支架固定在殼體，內(nèi)電極的出口端連通等離子發(fā)生器的電離腔；
[0020]噴嘴，位于殼體的燃燒腔內(nèi)，連通電離腔；
[0021 ]啟動(dòng)燃料輸送管，穿過第二絕緣套，啟動(dòng)燃料輸送管的出口位于電離腔，啟動(dòng)燃料輸送管的進(jìn)口經(jīng)啟動(dòng)燃料閥門、啟動(dòng)燃料壓力栗連通啟動(dòng)燃料存儲(chǔ)罐，啟動(dòng)燃料能經(jīng)電離腔、噴嘴后在燃燒腔燃燒，噴出火焰；
[0022]空氣助燃管，穿過第二絕緣套，空氣助燃管的出口位于電離腔，空氣助燃管的進(jìn)口經(jīng)空氣助燃閥門、風(fēng)機(jī)連通大氣，空氣能在電離腔與啟動(dòng)燃料混合助燃;空氣助燃管和啟動(dòng)燃料輸送管可以設(shè)置多根，兩者交叉固定；
[0023]汽化桶，內(nèi)為燃燒室，與燃燒腔連通；
[0024]汽化管，環(huán)繞在汽化桶的內(nèi)壁;汽化管的輸出口經(jīng)第四絕緣套連通內(nèi)電極的進(jìn)口，汽化管的輸入口經(jīng)燃料閥門、燃料壓力栗連通燃料存儲(chǔ)罐，燃料存儲(chǔ)罐用于存儲(chǔ)所述的燃料或者其它燃料，啟動(dòng)燃料燃燒后能將汽化管內(nèi)的燃料汽化;需要說明的是，燃料可以是事先混合后存放在燃料存儲(chǔ)罐，也可以是通過多個(gè)計(jì)量栗多通道輸入到汽化管的輸入口。
[0025]電源，向內(nèi)電極、外電極供電。
[0026]所述汽化管在汽化桶內(nèi)壁環(huán)繞的形狀呈S形或螺旋形。
[0027]所述燃燒腔位置的殼體內(nèi)設(shè)置有耐高溫陶瓷，該耐高溫陶瓷的內(nèi)壁呈圓弧狀。
[0028]所述電源為雙極性變頻脈沖電源。
[0029]啟動(dòng)時(shí)，打開空氣助燃閥門、風(fēng)機(jī)、啟動(dòng)燃料閥門和啟動(dòng)燃料壓力栗，啟動(dòng)燃料加熱燃燒，火焰從噴嘴噴出，當(dāng)汽化桶(安裝溫度傳感器)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)的200°C時(shí)，啟動(dòng)燃料燃燒轉(zhuǎn)到燃料燃燒，打開燃料閥門、燃料壓力栗，汽化管內(nèi)的燃料加熱后汽化，經(jīng)內(nèi)電極噴出到電離腔電離，最后從噴嘴噴出燃燒，燃燒的火焰大部分用于輸出如發(fā)電等，小部分用于加熱汽化管，待燃料燃燒后可以關(guān)閉啟動(dòng)燃料閥門和啟動(dòng)燃料壓力栗。
[0030]在電離腔內(nèi)，燃料的分子鏈分解斷裂，部分汽體被電離，產(chǎn)生活性氧離子O及羥基自由基0H，部分氧離子及羥基自由基(.0H)很快與高能活性添加劑的不飽和環(huán)狀基團(tuán)結(jié)合，形成甲基CH及COOH基團(tuán)在內(nèi)的混合汽。放電過程中雖然電子溫度很高，但重粒子溫度及整個(gè)體系呈現(xiàn)相對(duì)常溫常壓狀態(tài)。由于暗電場(chǎng)放電區(qū)的高溫(約5000K)作用下，新的活性中間體(如重粒子或自由基)重新組排聚合，從而轉(zhuǎn)化成高密度高熱值合成汽燃燒，主要成分有氫與碳?xì)湓?，高溫等離子汽體從噴嘴噴出后，體積迅速膨脹，形成高溫高速火焰。
[0031]絕緣材料可用耐高溫陶瓷板或聚四氟材料隔離。
[0032]變頻脈沖低溫等離子技術(shù)是一種較有前途的高壓或常壓放電形式，低溫等離子體整體表現(xiàn)為低溫，其能量依然很高，提供的能量足以促使反應(yīng)物分子激發(fā)、離解或電離，可使得反應(yīng)體系保持較低的溫度，它易控制，在很寬的壓力和溫度范圍內(nèi)，變頻脈沖電暈可以引發(fā)電子、自由基，激發(fā)分子，直接或間接通過自由基的影響可打碎元素分子，并進(jìn)一步利用放電過程產(chǎn)生的自由基，形成新的活性中間體(如羥基自由基的氧化反應(yīng))，后者進(jìn)一步聚合，可以獲得傳統(tǒng)聚合難以得到的高分子密度材料，如高能量的碳?xì)淙剂稀?br>[0033]變頻脈沖電源可以有效地避免傳統(tǒng)能源大部分能量在系統(tǒng)中的振蕩損耗，從而可以有效提高能量注入，提高能量利用效率，節(jié)約電耗。
[0034]本實(shí)用新型的有益效果是，燃料取材容易、成本低、對(duì)環(huán)境的污染少，燃料裝置的燃燒效率高、節(jié)能效果顯著。
【附圖說明】
[0035]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖