一种提高甲烷氯化物转化率的方法和专用装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105801345A(43)申请公布日2016.07.27(21)申请号201610157931.1(22)申请日2016.03.18(71)申请人浙江工业大学地址310014浙江省杭州市下城区潮王路18号(72)发明人黄立维(74)专利代理机构杭州天正专利事务所有限公司33201代理人黄美娟李世玉(51)Int.Cl.C07C19/03(2006.01)C07C17/10(2006.01)B01J19/08(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种提高甲烷氯化物转化率的方法和专用装置(57)摘要本发明公开了一种提高甲烷氯化物转化率的方法和专用装置，所述的方法是将甲烷气体、氯气和载气混合成混合气体后，并加入固体吸收剂，在脉冲供电电压为±2kV-±200kV，脉冲重复频率为2Hz-2kHz，或交流供电电压为2kV-200kV，频率为10Hz-10kHz条件下进行气体放电等离子体化学反应，气体停留时间为0.5s以上的条件下进行电晕反应，获得甲烷氯化物，实现提高甲烷转化率和能量利用效率的目的。CN105801345ACN105801345A权利要求书1/1页1.一种提高甲烷氯化物转化率的方法，其特征在于所述方法为：将甲烷气体、氯气和载气混合成混合气体后，加入固体吸收剂，在脉冲供电电压为±2kV～±200kV，脉冲重复频率为2Hz～2kHz，或交流供电电压为2kV～200kV，频率为10Hz～10kHz条件下进行气体放电等离子体化学反应，气体停留时间为0.5s以上，获得甲烷氯化物；所述固体吸收剂加入量与被吸收的反应产物氯化氢的物质的量之比为0.5：100；所述混合气体中载气体积为1～95％，所述氯气与甲烷物质的量之比为0.2：1～8：1。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述固体吸收剂为氢氧化钙、氢氧化镁、氧化钙、氧化锌和碳酸钙中的一种或多种混合。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述固体吸收剂粒径为20μm-1000μm。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述载气为氩气、氦气、氮气或二氧化碳。5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在采用氮气或二氧化碳气体为载气时，向所述混合气体中添加体积为0.5-10％氩气。6.一种用于提高甲烷氯化物转化率的专用装置，其特征在于所述装置由筒体和气体放电电极组成，所述筒体分为上部分直筒体和下部分倒锥体两个部分，所述直筒体内部设置有气体放电电极，所述气体放电电极与高压电源连接，筒体接地或接电源零线；所述的直筒体上部设置有气体进口和固体吸收剂进口；所述直筒体的下部设有反应后气体出口，所述直筒体内部设置有集气罩，所述集气罩通过管路与反应后气体出口连通，所述倒锥体的底端设置有反应后固体吸收剂出口。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于所述集气罩开口朝下，罩口气流流速的小于2.0m/s。8.如权利要求6所述的装置，其特征在于所述筒体直径150mm，直筒体高800mm，倒锥体高500mm。9.如权利要求6所述的装置，其特征在于所述气体放电电极包含单根或多根电极，所述多根电极为直线型电极线或环型电极线。10.如权利要求6所述的专用装置，其特征在于所述的专用装置提高甲烷氯化物转化率的方法为：将气体放电电极与高压电源连通，再将甲烷气体、氯气和载气混合成混合气体后从气体进口输入，并将固体吸收剂从固体吸收剂进口输入，脉冲供电电压为2kV～200kV，脉冲重复频率为2Hz～2kHz，气体停留时间为3-50s，从反应后气体出口收集处理后的气体，从固体吸收剂排出口收集固体吸收剂；所述固体吸收剂加入量为0.5～25g/s；所述混合气体中载气体积为1～95％，所述氯气与甲烷物质的量之比为0.2：1～8：1。2CN105801345A说明书1/6页一种提高甲烷氯化物转化率的方法和专用装置(一)技术领域[0001]本发明涉及一种提高甲烷氯化物转化率的方法和装置，属于气体放电等离子体化学反应和环境保护相关领域。(二)背景技术[0002]甲烷是天然气和沼气的主要成分，同时，甲烷也产生于许多工业和废水处理等厌氧过程，是一种可再生的资源，也是一种化工原料。如何经济合理地利用丰富的甲烷资源日益受到重视。但是许多天然气资源在人烟稀少的边远地区，而且其储存量及甲烷的含量各不相同，同时远距离输送成本高昂。如能把甲烷在原地先转化为液态燃料或化工原料，则大大降低了运输成本。从资源利用和环保的角度来看，甲烷可以通过生物质转化得到，是可再生的资源，也是京都全球温暖化议定书规制排放的气体之一。[0003]目前，工业化甲烷转化的主要手段是采用催化技术，通过水蒸汽和二氧化碳重整以及甲烷的部分氧化，在高温高压下把甲烷转化为一氧化碳和氢气的合成气，然后再