A MULTI-STAGE PLASMA REACTOR SYSTEM WITH HOLLOW CATHODES FOR CRACKING CARBONACEOUS MATERIAL

• Main Authors: WU, CHANGNING, LI, XUAN, CHENG, YI, YAN, BINHANG, GUO, YI
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 06.06.2013
• Subjects: CARBURETTING AIR OR OTHER GASES; CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOIDCHEMISTRY; CHEMISTRY; FUELS; LUBRICANTS; METALLURGY; PEAT; PERFORMING OPERATIONS; PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL; PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROMSOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; THEIR RELEVANT APPARATUS; TRANSPORTING

Disclosed is a multi-stage plasma reactor system with hollow cathodes for cracking carbonaceous material with each stage comprising: hollow cathodes and hollow anodes cooled by recycling cooling medium or refrigerant; working gas inlet(s); inlet(s) of carbonaceous material and carrier gas as feedstock; reaction tubes in connection with the anode or cathode, in addition, the reactor system also comprises: at least one inlet(s) of quench medium located lower portion of last one of the reaction tubes; and at least one outlet(s) of quenched products and gases located on bottom or lower portion of last one of the reaction tubes, wherein chambers are formed between the first hollow cathode or the hollow cathode used as the reaction tube of any stage and the anode so as to generate plasma gas and/or electric arc therein, generated plasma gas jet fully contacts and efficiently mixes with the carbonaceous material and carrier gas as feedstock and/or volatiles caused by pyrolysis within or nearby highest temperature region of the chambers, and pyrolysis of the carbonaceous material and/or gas-phase reaction of volatiles are occurred. The present reactor system has excellent energy efficiency and higher cracked products yield. Figure L'invention porte sur un système réacteur à plasma à plusieurs étages renfermant des cathodes creuses pour le craquage de matière carbonée, chaque étage comprenant : des cathodes creuses et des anodes creuses refroidies par recyclage d'agent de refroidissement ou de fluide frigorigène ; une ou plusieurs entrées de gaz de travail ; une ou plusieurs entrées de matière carbonée et de gaz vecteur en tant que charge d'alimentation ; des tubes de réaction raccordés à l'anode ou à la cathode, de plus, le système réacteur comprenant également : au moins une ou plusieurs entrées d'agent de refroidissement brusque situées dans une partie inférieure d'au moins l'un des tubes de réaction ; et au moins une ou plusieurs sorties de produits et gaz refroidis brusquement situées au fond ou dans une partie inférieure d'au moins l'un des tubes de réaction, des chambres étant formées entre la première cathode creuse ou la cathode creuse utilisée comme tube de réaction de n'importe quel étage et l'anode afin d'y produire du gaz plasma et/ou un arc électrique, le jet de gaz plasma produit étant totalement en contact avec la matière carbonée et le gaz vecteur utilisés comme charge d'alimentation et/ou les matières volatiles provoquées par la pyrolyse dans la zone de plus haute température des chambres ou à proximité de la zone de plus haute température des chambres et mélangeant efficacement ceux-ci et la pyrolyse de la matière carbonée et/ou la réaction en phase gazeuse des matières volatiles ayant lieu. Le présent système réacteur a un excellent rendement énergétique et un rendement de production de produits craqués supérieur.