申请日2014.12.12
公开(公告)日2015.04.22
IPC分类号C02F1/48; C01B3/32; C02F1/46
摘要
本发明公开了一种非热电弧等离子体裂解高浓度有机废水制合成气装置，包括非热电弧等离子体反应器及给等离子体反应器供电的高压电源;非热电弧等离子体反应器主要包括石英容器、上聚四氟乙烯法兰、下聚四氟乙烯法兰、尖端石墨电极、平底石墨电极、陶瓷坩埚;将高浓度有机废水通过进料通道落入非热电弧等离子体反应器的陶瓷坩埚中，通入载气，启动高压电源，等离子体反应器开始工作;高电压将电极之间的载气击穿电离，形成非热电弧等离子体，处于等离子体区域中的高浓度有机废水，在高能电子、自由基活性物质以及电场的作用下，发生裂解反应，生成富氢合成气。本发明可以根据实际要求完成高浓度有机废水制合成气过程，实现有机废水资源化处理。
权利要求书
1.一种非热电弧等离子体裂解高浓度有机废水制合成气装置，其特征是包 括：非热电弧等离子体反应器及给等离子体反应器供电的高压电源;非热电弧 等离子体反应器包括石英容器、上聚四氟乙烯法兰、下聚四氟乙烯法兰、不锈 钢支架、尖端石墨电极、平底石墨电极、上铜密封圈、下铜密封圈、陶瓷坩埚、 进料通道、出气通道;尖端石墨电极和平底石墨电极通过高压电线与高压电源 相连接，尖端石墨电极和平底石墨电极同轴置于石英容器内，石英容器通过上 聚四氟乙烯法兰、下聚四氟乙烯法兰和不锈钢支架联合固定，平底石墨电极分 别通过固定在上聚四氟乙烯法兰上的上铜密封圈固定，尖端石墨电极通过固定 在下聚四氟乙烯法兰上的下铜密封圈固定;进料通道与上聚四氟乙烯法兰连接， 出气通道与下聚四氟乙烯法兰相连接;底部开口的陶瓷坩埚放置在尖端石墨电 极和平底石墨电极之间，用于装载高浓度有机废水，在装置工作时，陶瓷坩埚 内的高浓度有机废水将完全暴露在非热电弧等离子体区域中。
说明书
一种非热电弧等离子体裂解高浓度有机废水制合成气装置
技术领域
本发明涉及水处理技术，特别是一种非热电弧等离子体裂解高浓度有机废水 制合成气装置。
背景技术
工业生产中排放的有机废水种类极其繁多，其中BOD5>1000mg/l， COD>2000mg/l的废水通常称为高浓度有机废水。现有高浓度有机废水处理技术 有生化法、物理化学、电解法、焚烧等。物理化学法适用于某一类物质的分离， 选择性较强，成本高，易造成二次污染。生化法处理周期长，而且生物法处理 有毒高浓度有机废水容易造成微生物的大量死亡，降低污水处理效果。用物理、 化学、物理化学及生物这四种联合处理技术，高浓度有机废水的去除率一般仅 为60-90%。焚烧法需考虑长期稳定运行、炉膛结焦结渣问题及焚烧过程有害 物质二恶英的排放等。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种非热电弧等离子体裂解高浓度有机废水制 合成气装置。与传统热解和气化相比，非热电弧等离子体裂解高浓度有机废水 具有许多独特的优势，如投资小，运行与维护成本低，升温速率快，可在无氧 纯热解的情况下将有机废水裂解为高品质合成气。
本发明为达到以上目的，是通过以下的技术方案来实现的：提供一种非热电 弧等离子体裂解高浓度有机废水制合成气装置，包括非热电弧等离子体反应器 及给等离子体反应器供电的高压电源;非热电弧等离子体反应器包括石英容器、 上聚四氟乙烯法兰、下聚四氟乙烯法兰、不锈钢支架、尖端石墨电极、平底石 墨电极、上铜密封圈、下铜密封圈、陶瓷坩埚、进料通道、出气通道;尖端石 墨电极和平底石墨电极通过高压电线与高压电源相连接，尖端石墨电极和平底 石墨电极同轴置于石英容器内，石英容器通过上聚四氟乙烯法兰、下聚四氟乙 烯法兰和不锈钢支架联合固定，平底石墨电极分别通过固定在上聚四氟乙烯法 兰上的上铜密封圈固定，尖端石墨电极通过固定在下聚四氟乙烯法兰上的下铜 密封圈固定;进料通道与上聚四氟乙烯法兰连接，出气通道与下聚四氟乙烯法 兰相连接;底部开口的陶瓷坩埚放置在尖端石墨电极和平底石墨电极之间，用 于装载高浓度有机废水，在装置工作时，陶瓷坩埚内的高浓度有机废水将完全 暴露在非热电弧等离子体区域中。
本发明所述的非热电弧等离子体裂解高浓度有机废水制合成气装置的工作 原理是：将高浓度有机废水通过进料通道落入非热电弧等离子体反应器的陶瓷 坩埚中，启动与尖端石墨电极和平底石墨电极相连的高压电源，等离子体反应 器开始工作;施加的高电压将电极之间的有机废水击穿电离，形成非热电弧等 离子体，处于等离子体区域中的有机废水，在高能电子、自由基等活性物质以 及电场的作用下，会发生裂解反应，生成富氢合成气，合成气由出气通道排出。
尖端石墨电极和平底石墨电极间隔要合理选择，过大的电极间隔会导致电压 不足以击穿电极间的载气，从而无法形成非热电弧等离子体。另外，由于施加 在两极上的电压很高，因此反应器在工作时，要特别注意不要碰触电极，以免 触电危险。
本发明可以根据实际要求完成高浓度有机废水制合成气过程，简单、低成本、 高效的生产高品质富氢合成气，实现有机废水资源化处理。
