(三)热等离子体技术及应用
中国科学院等离子体物理研究所    2015-04-10 16:55:33    文字:【】【】【
1)面向资源与环境应用的热等离子体技术
研究背景和意义:
       日益增多的固体废弃物(城市生活垃圾、医疗废物和工业废弃物等)对环境和人体健康均构成很大威胁,其处理问题越来越成为世界各国必须面对的难题。等离子体技术处理垃圾是目前减容效果最显著、无害化最彻底和资源化程度最高的绿色环保技术,是处理固体废弃物最有效的方法之一。发展等离子体高效资源化处置技术,对于彻底解决垃圾围城现象,实现能源和环境的可持续发展具有重要意义。
研究内容:
      1、研究热等离子体及与废弃物相互作用机制,发展应用处理不同对象的等离子体发生技术。
      2、研究污染物在等离子体氛围中的物理化学行为,为固体废弃物的无害化处置提供理论依据和技术支持。
      3、研究复杂组分物质在热等离子体氛围中的反应机理和反应过程,发展基于热等离子体的有机废弃物能源化高效清洁利用技术,探索提升有机废弃物能源品味及高效转换的方法。

等离子体处理处置固体废弃物实验平台
2)热等离子体材料制备技术的研究
研究背景和意义:
        基于热等离子体高温、高焓及高反应活性等特性,使其在颗粒合成和球形化方面展现出的独特优势,可获得传统方法难以实现的高性能、高品质的先进材料,如稀有金属、氮化物、氢化物的纳微米颗粒和功能梯度涂层材料等。此外,将形状不规则的粉末颗粒,甚至是废弃的粉末颗粒,送入到热等离子体中,可以将这些颗粒球化,提高颗粒的流动性和致密性,甚至可改变颗粒的晶相,提高颗粒的结晶度,生成一种品质优良、性能卓越的微米级球形粉末颗粒,在国防、电子、核技术、材料、冶金、航空,3D 打印等领域具有重要的应用价值。

各种类型热等离子体实验平台

射频感应等离子体炬
研究内容:
      1、研究颗粒对等离子体的影响,反应腔内等离子体特性参数随时间和空间的变化关系。
      2、研究颗粒与等离子体混合后的运动轨迹,阐明反应器中等离子体的传热与流动与颗粒物理行为的关系。
      3、研究颗粒在热等离子体氛围中的热力学和动力学行为,等离子体中活性粒子对颗粒合成的化学增强作用。
3)热等离子体裂解煤制备乙炔
研究背景和意义:
      乙炔是我国需求极大的重要化工原料,是许多有机化工产品的原料,曾有有机化工之母之称。等离子体裂解煤粉制乙炔工艺是将颗粒直径在几十微米的煤粉直接喷入平均温度在4000K的高温氢等离子体射流中,煤粉剧烈气化,并快速生成大量的乙炔,附加氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯等。该技术具有节约资源、缩短生产流程、节能、环境友好和经济效益高等优点。
研究内容:
      1、研究煤粉与热等离子体射流的混合及射流等离子体对煤粉颗粒气化过程的传质传热。
      2、研究反应器结焦机理,阐明反应器内积焦的形成和控制影响因素。
      3、研究电磁流体固体两相流稳定及控制技术,以及等离子体裂解煤对煤种的适用性。

2.0 WM等离子体炬及反应器
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