(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210610146.2 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 浙江理工大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区2 号大街928号 (72)发明人 章旭明　单赟　李锴　孙智　 贺子俊　沈维强　张连成　朱祖超　 金玉珍　皮韩　杜镔　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 申素霞 (51)Int.Cl. G01N 21/35(2014.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 31/10(2006.01) H05H 1/24(2006.01) (54)发明名称 一种基于等离子体射流的反应监测装置 (57)摘要 本发明提供了一种基于等离子体射流的反 应监测装置， 涉及等离子体反应装置技术领域。 本发明的基于等离子体射流的反应监测装置包 括反应室1、 等离子体发生系统2和压力控制系统 3； 等离子体发生系统2包括空心绝缘管21、 金属 网22和金属棒23， 金属棒23与电源电连接， 金属 网22接地； 压力控制 系统3与出气口13连通。 本发 明提供反应监测装置通电后， 在等离子体发生系 统2作用下进行射流放电， 在红外光谱仪器中可 以检测反应进行的产物。 同时也可以实现温压双 控的方式， 来检测反应气体中各个物质随着时间 的变化， 进 而实现对反应 机理的研究。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 115015148 A 2022.09.06 CN 115015148 A 1.一种基于等离子体射流的反应监测装置， 包括反应室(1)、 等离子体发生系统(2)、 压 力控制系统(3)和红外光谱仪(5)； 所述反应室(1)设置有第一进气口(11)、 第二进气口(12)、 出气口(13)、 第一窗片(15) 和催化剂储 存装置(14)； 所述等离子体发生系统(2)包括空心绝缘管(21)、 金属网(22)和金属棒(23)； 所述空心 绝缘管(21)与所述第一进气口(11)连通； 所述金属网(22)设置在所述空心绝缘管(21)的外 壁； 所述金属棒(23)直通所述空心绝缘管(21)的内部； 所述金属棒(23)与电源电连接， 所述 金属网(2 2)接地； 所述压力控制系统(3)与所述出气口(13)连通； 所述红外光谱仪(5)内部设置有光源， 所述光源发出的光线穿过和穿出所述第一窗片 (15)。 2.根据权利要求1所述的反应监测装置， 其特征在于， 所述空心绝缘管( 21)和金属棒 (23)构成同心圆结构； 所述金属棒(23)的长度大于所述空心绝 缘管(21)管的长度； 所述空心绝 缘管(21)与水平面的角度为 45～60°。 3.根据权利要求1或2所述的反应监测装置， 其特征在于， 所述金属网(22)的面积占所 述空心绝 缘管(21)外壁 面积的10～15％。 4.根据权利要求1所述的反应监测装置， 其特征在于， 所述压力控制系统(3)包括真空 泵(31)和与所述真空泵(31)连通的气体阀(32)。 5.根据权利要求1所述的反应监测装置， 其特 征在于， 所述反应室(1)的形状为半球 状。 6.根据权利要求1、 2或4所述的反应监测装置， 其特征在于， 所述反应监测装置还包括 程序升温系统(4)， 所述 程序升温系统(4)与所述催化剂储 存装置(14)连通。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115015148 A 2一种基于等离 子体射流的反 应监测装 置 技术领域 [0001]本发明涉及 等离子体反应监测装置技术领域， 具体涉及 一种基于等离子体射流的 反应装置 。 背景技术 [0002]目前， 人们对能源的需求量越来越大， 而作为不可再生能源的煤、 石油和天然气 等 化石燃料 的储量逐渐减少以及燃烧化石燃料造成的温室效应问题日趋严重。 因此， 如何将 二氧化碳、 甲烷等温室气体转换为有价 值的清洁能源成为 一个亟需解决的问题。 [0003]甲醇不仅是重要的化工原料、 溶剂， 而且还是性能优良的能源和车用燃料。 甲醇与 异丁烯反应得到MTBE(甲基叔丁基醚)， 它是高辛烷值无铅汽油添加剂， 还可用作溶剂以及 制备烯烃， 缓解资源短缺问题。 利用二氧化碳和甲烷合成甲醇不仅能够缓解 温室效应， 还能 够实现资源的有效利用。 [0004]例如中国专利CN1039 79492A公开了一种二氧化碳 ‑甲烷自热重整制备合成气的工 艺方法， 将甲烷、 二氧化碳和氧气送入装填有重整催化剂的二氧化碳 ‑甲烷自热重整反应器 内进行混合， 使甲烷和氧气发生氧化反应， 以该氧化反应释放的热量为热源， 使甲烷和二氧 化碳发生重整反应， 制备出合成气， 其中， 二氧化碳 ‑甲烷自热重整反应器内的工作温度为 700～1250℃， 工作压力为1～3MPa。 然而， 上述高温高压的条件不但限制了二氧化碳和甲烷 合成甲醇的规模化 生产而且造成了额外的能源浪费。 [0005]以二氧化碳和甲烷为原料， 利用等离子体射流法制 备甲醇能够降低能源浪费。 例 如， 现有技术CN113072426A公开了一种利用二氧化碳和甲烷合 成甲醇的装置， 包括呈V型连 通的第一绝缘管和第二绝缘管， 两个绝缘管内各设置有金属 棒， 两个绝缘管 的外壁的顶端 均覆盖有金属丝网， 两根金属棒与电源连通， 两个金属丝网接地。 然而， 上述装置不能检测 反应产物类型随温度的变化情况。 发明内容 [0006]鉴于此， 本发明的目的在于提供一种基于等离子体射流的反应监测装置， 本发明 提供的反应监测装置能够实现对射流放电反应中产物的类型随温度的变化情况， 进而实现 对反应机理的研究。 [0007]为了实现上述发明目的， 本发明提供以下技 术方案： [0008]本发明提供了一种基于等离子体射流的反应监测装置， 包括反应室1、 等离子体发 生系统2、 压力控制系统3和红外光谱仪 5； [0009]所述反应室1设置有第一进气口11、 第二进气口12、 出气口13、 第一窗片15和催化 剂储存装置14； [0010]所述等离子体 发生系统2包括 空心绝缘管21、 金属网22和金属棒23； 所述 空心绝缘 管21与所述第一进气口11连通； 所述金属网22设置在所述空心绝缘管21的外壁； 所述金属 棒23直通所述空心绝 缘管21的内部； 所述金属棒23与电源电连接， 所述金属网2 2接地；说　明　书 1/6 页 3 CN 115015148 A 3