一种液下电弧流发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种液下电弧流发生装置，该装置利用碳电极间产生的液下电弧制造清洁低廉的可燃气体，属于清洁能源技术领域。本发明专利技术所述的装置，因为多对电极的设计，且每对电极均可独立工作，因而具备连续工作的技术条件，从而实现了装置不间断工作的设置；因为多电极的设置，实现了延长电极寿命的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液下电弧流发生装置，该装置利用碳电极间产生的液下电弧制造清洁低廉的可燃气体，属于清洁能源

技术介绍
在150多年前，水手在制造金属外壳船只的时候，发现了液下电弧。水手协助其下潜操作人员同时发现了液下电弧产生的气体具有可燃烧的特点；被点燃的气泡漂到水面被人们报告为“水中的火焰”，由此，液下电弧及其产生的气体的可燃特性被公之于众。大约一个世纪以前，人们开始尝试开展液下电弧产生燃气的工业化生产，尽管做了大量的努力，但是由于气体生产效率低下，生产成本高昂，环境问题很多，没有得到工业化装置或供消费者使用的装置，无法形成产业化。在最近十年间，人们开始重新思考如何利用液下电弧生产燃气的工业化技术，但是众多问题依然限制了液下电弧的应用。电弧的产生需要消耗电极材料，由于电弧的高能量特性，使电极的消耗迅速，快速的电极消耗导致液下电弧生产燃气不能连续进行，致使生产中断频繁，严重影响了生产效率。为此，人们希望使用大质量电极，以弥补电极的快速消耗。然而，大质量电极在实际应用中，并不便利，尤其在小型设备上，无法使用。所以电极的长寿命应用，是一个急待解决的技术问题。另一方面，如何在大型工业设备与小型民用设备之间，寻找各自的优化应用方案， 也不得不考虑电极的消耗问题所带来的影响。
技术实现思路
本专利技术的日的在于提供一种液下电弧流发生装置。本专利技术的另一目的在于提供一种应用上述液下电弧流发生装置生产可燃气体的方法。所述的液下电弧流发生装置，包括一个装有液体的耐压耐热容器；所述容器内部设置有至少一对电极，且电极浸没于液体中；所述电极对中至少一个电极设有至少一个孔洞，该孔洞供液体流过；所述容器设置有向电极输送电流的装置；所述容器设置有维持和改变电极对之间距离和/或位置的机构。上述维持和改变电极对之间距离和/或位置的机构，可实现瞬间短接电极对，以启动电弧流。上述向电极输送的电流为直流电或交流电。所述的交流电为可变电压和/或可变频率的交流电。本专利技术液下电弧流发生装置的容器内部设置有固定所述电极的夹持装置。电极分别被各自的夹持装置固定于所述容器内部，同时夹持装置也具有向电极输送电流的功能。 电极在电弧流产生过程中，会被不断消耗，在电极消耗至一定程度，不再适合继续工作时，可通过对夹持装置进行操作，拆卸并更换电极。本专利技术所述液下电弧流发生装置在容器内部通常会设置多个电极对，这些电极对可同时工作，也可被安排在不同时间启动，以交替顺序进行工作。在本专利技术所述的一种装置中，通过配合的机构设置，可实现在不影响电极工作的情况下，对其他的电极进行更换、维护操作，保证了液下电弧流发生装置的不间断工作。实现上述的不间断工作的本专利技术所述液下电弧流发生装置，其容器内部具有一个转动轴装置，以该转动轴为旋转轴心，在与轴垂直的平面内，均勻分布两个或两个以上的电极夹持装置，夹持装置固定相应的电极。转动轴上固定的电极通常为阳极设置。本专利技术所述液下电弧流发生装置在容器内部通常设置两对、三对或四对电极对； 根据容器实际大小，以及装置处理量的需要，可以改变电极对数量。当设置两对电极时，转动轴上的两个电极之间呈180度水平对称分布；当设置三对电极时，转动轴上的每两个电极之间呈120度水平对称分布；当设置四对电极时，转动轴上的每两个电极之间呈90度水平对称分布。在容器内壁与各个阳极对应的位置，设置有阴极。该阴极也通过阴极夹持装置，固定于容器内壁。上述的阳极和阴极夹持装置，均连接有铜棒。所述铜棒连接电源。在工作状态下， 通过铜棒将电流输送至夹持装置，最终到达电极。阴极电极夹持装置连接有驱动电极；该驱动电极可以改变和调整电极对之间距离，以使电弧流启动，并维持电极对之间距离以使电弧流处于最佳工作状态。上述固定阳极的转动轴一端，同样连接有一驱动电极。该驱动电极通过驱动轴可以改变阳极的位置，以满足阳极与阴极之间电弧流的启动，以及维持电弧流的最佳工作状态。当转动轴上固定有相互平行的多层阳极时，可以通过改变多层阳极的轴向距离， 迅速切换阳极，在不做阳极更换的前提下，使新的阳极立即进入工作位置，接替在先的阳极；实现了多套阳极的不间断替换，提供了电弧流连续工作的技术基础。上述多电极对设计，以及多层电极设计，从工作效能上实现了电极长寿命工作。解决了因电极消耗更换单一电极而造成的电弧流工作间断。本专利技术装置的上述设计中，每个电极对在电弧流启动和维持过程中，固定在转动轴上的电极(通常为阳极)，会产生以转动轴为轴心的圆周往复摆动，相对阴极的静止状态，该圆周往复摆动的运动状态导致了阳极和阴极在电弧区的消耗均勻且充分，两电极分别形成了平整界面，而平整的界面又继续保证了后续电弧工作的稳定态，维持电极消耗充分稳定，提高了单位质量电极的利用效能，避免了现有技术中，电极消耗不均勻产生大量未消耗的渣状沉积，这些沉积电极渣无法继续使用，是一种不必要的浪费；而本专利技术中电极的摆动运动特性，实现了电极的充分完全消耗，挽回了该类浪费，极大提升了电极使用效率。在实际使用中，为了满足连续工作状态，尽可能减少因电极消耗而导致的生产中断，往往会使用大质量(体积)电极，尤其是阴极。同时，大质量电极可以提供更大的电极截面积，这使得电极电阻减小，在电流一定的情况下，减小了因电阻热而消耗的电能，提高了电能的利用效率。在使用大质量(体积)电极时，如大质量阴极，由于阴极质量大，对其工作状态的控制，往往受到其大质量而产生的惯性的影响，使控制精度受影响；为了避免该种情况或将其限制在某种程度内，需要大功率或高负荷的驱动电机，这必然会增加设备成本，且无法根本解决该类问题。同时，伴随电弧的不断产生维持，电极的不断消耗，使电极质量不断减少， 这使得电极重力惯性不断处于变化之中，即便采用大功率或高负荷的驱动电机，变化的惯性依然会影响驱动电机的控制精度，或使电机采用变负荷的控制操作，提高了控制系统的复杂程度。有鉴于此，本专利技术创造性地使用电极水平放置设计，采用电极水平滑动方式的设计思想，使驱动电机仅用来控制电极的水平运动，避免了垂直方向上电极重力惯性变化对电机控制的干扰，实现了小功率电机对大质量电极的良好控制。本专利技术装置中所述的电极对中，至少一个电极设置有至少一个孔洞，该孔洞与物料入口连通，供液体物料从电极孔洞流出，进入电弧区。电弧流产生后，形成的电弧流覆盖了电极之间的区域，该区域在电场作用下，液体中的电子和离子得到加速和能量，因而温度上升，得到加速的电子与中性液体分子撞击，使分子的振荡运动加强，互撞频繁而使液体的温度增高；加速的电子也与原子撞击而使原子激发，由于受激发原子撞击次数的增加，温度也不断上升，从而完成液体物料的电弧处理， 并产生可燃气体。为了使液体物料得到电弧流的充分完全处理，必须使液体物料全部通过电弧流区域。基于此种技术要求，本专利技术将物料入口与电极孔洞相连接，在物料进入的同时，就保证了必然进入电弧流区域，实现了电弧流完全处理的技术要求。由于物料处理充分，产生可燃气体的高效率也得到了相应的保证。所述容器还包含一个气体收集装置，该装置可收集容器内部液体表面产生的气体。由于产生的气体中含有大量水分，不利于气体的后处理和使用；因此，为了分离气体中的水分，所述气体收集装置进一步包含一个气水分离装置。该装置能够把气体中的水分过滤分离。上述收集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯晓红，
申请(专利权)人：派石新能源技术开发北京有限公司，
类型：发明
国别省市：