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公开(公告)号:CN116622416A
公开(公告)日:2023-08-22
申请号:CN202310522434.7
申请日:2023-05-10
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: C10J3/72
Abstract: 本发明提供一种基于电弧等离子体炬产生高温煤气的方法,其包括以下步骤:从电弧等离子体炬的不同入口分别送入含碳粉末和至少一种载能工质;由载气携带含碳粉末周向均匀地进入电弧等离子体炬中的电弧通道;至少一种载能工质进入电弧等离子体炬后,穿过电弧通道壁上的流体通路而进入电弧通道中;在电弧通道中引发电弧而产生等离子体;载能工质和含碳粉末一起被等离子体加热,然后一起从电弧等离子体炬的喷嘴喷出。本发明采用载能工质对电弧通道壁进行发散冷却、蒸发冷却或管道壁附近吸热化学反应,直接吸收了等离子体的辐射和对流对管道壁的传热,大大提高了等离子体炬的热效率,且抑制含碳粉末气化物质在等离子体炬电弧通道管壁结焦。
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公开(公告)号:CN105682334B
公开(公告)日:2018-11-20
申请号:CN201610082996.4
申请日:2016-02-03
Applicant: 中国科学技术大学先进技术研究院
IPC: H05H1/34
Abstract: 本发明提出了一种电弧等离子体反应器装置,所述反应器的内部设有反应内腔;在所述反应器的一端安装至少一个原料喷嘴,另一端设为产物出口;在靠近原料喷嘴一端的反应器上设有n支电弧等离子体炬,所述n支电弧等离子体炬与反应内腔联通;n≥3,所述n支电弧等离子体炬同向旋转布置在反应内腔的同一横截面上,且每支电弧等离子体炬的中心轴线与反应内腔的中心轴线之间的夹角为α,所述n支电弧等离子体炬的中心轴线在反应内腔的横截面上投影后在反应内腔的横截面上存在一个公共切圆,所述公共切圆位于所述反应内腔内。所述反应器装置能使电弧等离子体与反应物料快速混合均匀,并提高反应区温度的均匀性。
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公开(公告)号:CN104253013B
公开(公告)日:2018-04-03
申请号:CN201410161388.3
申请日:2014-04-15
Applicant: 中国科学技术大学先进技术研究院
Abstract: 本发明提供一种高通量平面光源产生的装置,主要包括一管状弧室、n个棒状阴极、一个中间具有圆孔的板状阳极、一个石英透射窗口;弧室的一端为板状阳极,另一端安装石英透射窗口;n个阴极发射端位于弧室内正n边形的各个顶点;所述n边形、弧室、阳极圆孔共轴线;在弧室壁面阴极周围分布气体注入孔缝;从n个阴极发射端始发的电弧汇聚至阳极圆孔,形成大致均匀的圆盘状等离子体,产生的高强度辐射光直接和经弧室壁面反射,在透射窗口外形成较为均匀的高通量平面光源;强迫气体的流动稳定电弧,保护透射窗、弧室壁面免受电极烧蚀蒸气污染。本发明提高电弧功率、增强发光功率,气体流动设计保护透射窗口及弧室壁面免受金属蒸气污染。
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公开(公告)号:CN103533732B
公开(公告)日:2016-06-22
申请号:CN201310479767.2
申请日:2013-10-14
Applicant: 中国科学技术大学
Abstract: 本发明提供一种高通量平面光源产生的装置及方法,该装置的电极由一圆筒状阳极和一同轴布置的圆形棒状阴极组成,所述阳极圆筒一端封闭,另一端为石英透射窗气封;位于阴极发射端面附近的阳极圆筒壁面开有高温气体流出孔缝;在其两侧阳极圆筒壁面开有冷气体流入孔缝;阳极圆筒内充高压惰性气体;对阳极圆筒内施加轴向磁场;在阳极圆筒与阴极之间施加直流恒流电源,在阴极发射端面与阳极圆筒内壁面之间引燃电弧。该产生方法是通过磁场驱动电弧旋转和气体流动组织,控制电弧等离子体位形、阴极弧根和阳极弧根位形,将等离子体位形由短弧氙灯“钟罩形”变为“圆盘形”;本发明限制等离子体在轴向上的扩张,提高径向电流密度,增强发光功率和发光效率。
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公开(公告)号:CN105682334A
公开(公告)日:2016-06-15
申请号:CN201610082996.4
申请日:2016-02-03
Applicant: 中国科学技术大学先进技术研究院
IPC: H05H1/34
CPC classification number: H05H1/34
Abstract: 本发明提出了一种电弧等离子体反应器装置,所述反应器的内部设有反应内腔;在所述反应器的一端安装至少一个原料喷嘴,另一端设为产物出口;在靠近原料喷嘴一端的反应器上设有n支电弧等离子体炬,所述n支电弧等离子体炬与反应内腔联通;n≥3,所述n支电弧等离子体炬同向旋转布置在反应内腔的同一横截面上,且每支电弧等离子体炬的中心轴线与反应内腔的中心轴线之间的夹角为α,所述n支电弧等离子体炬的中心轴线在反应内腔的横截面上投影后在反应内腔的横截面上存在一个公共切圆,所述公共切圆位于所述反应内腔内。所述反应器装置能使电弧等离子体与反应物料快速混合均匀,并提高反应区温度的均匀性。
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公开(公告)号:CN117427586A
公开(公告)日:2024-01-23
申请号:CN202311357470.9
申请日:2023-10-18
Applicant: 中国科学技术大学
Abstract: 本发明公开了一种反向涡滑动弧水下放电等离子体固氮装置及方法,包括放电组件、腔室组件、供电组件、供水组件、供气组件、气相产物接收组件和液相产物接收组件;两个放电组件分别设置于腔室组件的两侧面且输出端插入腔室组件的腔体中设置,供电组件的输出端分别连接到两个放电组件上,供水组件的输出端与腔室组件的腔体连通,供气组件的输出端与放电组件连通,供气组件输出的气体通过放电组件的输出端输入到腔室组件的腔体中,气相产物接收组件和液相产物接收组件均与腔室组件连通;该固氮装置及方法增强了等离子体与空气及水的接触程度,提高了固氮过程中的原料转化率、NOx收率和固氮能效。
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公开(公告)号:CN104451762B
公开(公告)日:2016-09-07
申请号:CN201410787386.5
申请日:2014-12-17
Applicant: 中国科学技术大学先进技术研究院
Abstract: 本发明提出了一种电弧热解煤粉制乙炔装置,包括反应容器和至少一个反应单元,反应容器内具有反应腔,反应单元包括至少一个第一煤粉喷嘴、至少一对第二煤粉喷嘴和至少一组直流电弧的电极对,煤粉在气流的输送下经第一和第二煤粉喷嘴进入反应腔中流动形成第一和第二煤粉气体混合区,第一煤粉混合区存在一个与煤粉流动方向平行的对称面,依所述对称面第二煤粉混合区位于第一煤粉混合区两侧,依所述对称面位于第一煤粉混合区两侧的电极对之间的电弧的弧柱沿煤粉流动方向延伸,弧柱受煤粉气体混合物约束和控制形成稳定的位形结构,大部分弧柱位于煤粉气体混合区。本发明的电弧热解煤粉制乙炔装置,具有煤粉加热高效、能量效率高、反应器容量可任意增大等优点。
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公开(公告)号:CN103533732A
公开(公告)日:2014-01-22
申请号:CN201310479767.2
申请日:2013-10-14
Applicant: 中国科学技术大学
Abstract: 本发明提供一种高通量平面光源产生的装置及方法,该装置的电极由一圆筒状阳极和一同轴布置的圆形棒状阴极组成,所述阳极圆筒一端封闭,另一端为石英透射窗气封;位于阴极发射端面附近的阳极圆筒壁面开有高温气体流出孔缝;在其两侧阳极圆筒壁面开有冷气体流入孔缝;阳极圆筒内充高压惰性气体;对阳极圆筒内施加轴向磁场;在阳极圆筒与阴极之间施加直流恒流电源,在阴极发射端面与阳极圆筒内壁面之间引燃电弧。该产生方法是通过磁场驱动电弧旋转和气体流动组织,控制电弧等离子体位形、阴极弧根和阳极弧根位形,将等离子体位形由短弧氙灯“钟罩形”变为“圆盘形”;本发明限制等离子体在轴向上的扩张,提高径向电流密度,增强发光功率和发光效率。
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公开(公告)号:CN104451762A
公开(公告)日:2015-03-25
申请号:CN201410787386.5
申请日:2014-12-17
Applicant: 中国科学技术大学先进技术研究院
Abstract: 本发明提出了一种电弧热解煤粉制乙炔装置,包括反应容器和至少一个反应单元,反应容器内具有反应腔,反应单元包括至少一个第一煤粉喷嘴、至少一对第二煤粉喷嘴和至少一组直流电弧的电极对,煤粉在气流的输送下经第一和第二煤粉喷嘴进入反应腔中流动形成第一和第二煤粉气体混合区,第一煤粉混合区存在一个与煤粉流动方向平行的对称面,依所述对称面第二煤粉混合区位于第一煤粉混合区两侧,依所述对称面位于第一煤粉混合区两侧的电极对之间的电弧的弧柱沿煤粉流动方向延伸,弧柱受煤粉气体混合物约束和控制形成稳定的位形结构,大部分弧柱位于煤粉气体混合区。本发明的电弧热解煤粉制乙炔装置,具有煤粉加热高效、能量效率高、反应器容量可任意增大等优点。
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公开(公告)号:CN104355961A
公开(公告)日:2015-02-18
申请号:CN201410513077.9
申请日:2014-09-29
Applicant: 中国科学技术大学先进技术研究院
Abstract: 本发明公开了一种等离子体热解煤制乙炔反应器,在反应器上安装多个等离子体发生器和多个煤粉输入喷嘴,等离子体发生器产生的高温电离气体与煤粉输入喷嘴喷出的煤粉在反应器内部混合形成煤粉气体混合反应物,在反应器壁上位于煤粉输入喷嘴下方安装多个固体粉末喷嘴,多个固体粉末喷嘴喷出的固体粉末在反应器内壁形成流动的固体粉末隔离层,流动的固体粉末隔离层围成热解反应通道,并且,流动的固体粉末隔离层的轴向流动方向与煤粉气体混合反应物的流动方向一致。本发明中,所述等离子体热解煤制乙炔反应器,减少了热能损耗,提高了反应效率并提高了乙炔收率,完全解决反应器壁结焦问题,并且可以保护反应器壁不被烧损。
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