本發明涉及制氫，具體為一種利用高速氣流實現水下等離子體發生裝置及制氫工藝。

背景技術：

1、氫氣作為最清潔的能源，廣泛應用于化工合成、石油煉化、金屬冶煉、氫燃料電池等領域。現階段主要制氫方法是以天然氣、石油或煤等化石能源作為原料，通過水蒸氣轉化法、部分氧化法、煤氣化等工藝生產獲得，但以上方法存在工藝路線復雜、能耗高、制氫效果不佳等問題。

2、為此，我們提出一種利用高速氣流實現水下等離子體發生裝置及制氫工。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種利用高速氣流實現水下等離子體發生裝置及制氫工藝，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種利用高速氣流實現水下等離子體發生裝置及制氫工藝，包括反應室，所述反應室的頂部固定安裝有密封頂蓋，所述反應室內轉動設置有驅動盤，所述驅動盤的頂部與底部均固定連接有突出板，所述反應室內預裝填水體，所述驅動盤旋轉時，通過所述突出板帶動水體形成漩渦，所述反應室內安裝有電極，所述反應室的左側連通安裝有通氣管。

3、可選的，所述反應室的左側設置有氣源罐，所述氣源罐的右側連通安裝有氣動泵，所述氣動泵的右側與通氣管固定連通，所述通氣管內壁從左至右呈逐漸變細設置，所述通氣管處于反應室內的端部固定連通有噴嘴，所述噴嘴的右側安裝有分流塊，所述分流塊上開設有分流口，逐漸變細的通氣管可以針對氣流進行加速，并且利用拉瓦爾噴嘴的設置再次針對氣流進行提速，使得氣流流速達到超音速，并且分流口的開設也是利用類似拉瓦爾噴嘴的內部結構原理，一方面可以分流氣體噴出，多流向氣流沖擊水體，另外一方面再次針對氣流進行加速處理。

4、可選的，所述反應室的右側設置有水箱，所述水箱的左側設置有水泵，所述水泵的吸水端通過吸水管與水箱連通，所述水泵的出水端通過出水管與反應室相連通，利用水箱的預儲存水體進行加料工作，使用方便。

5、可選的，所述反應室內壁的底部轉動安裝有中心軸一，所述驅動盤固定連接在中心軸一的頂部，所述密封頂蓋的底部轉動安裝有中心軸二，所述中心軸二的左右兩側均固定連接有橫板，所述橫板的底部固定連接有豎條，所述豎條的側面開設有隱藏槽，所述隱藏槽的內壁上固定連接有若干連接環，左右相對應的兩個連接環之間通過細線連接，所述豎條的側面固定連接有切水刃，利用細線針對氣體沖擊水體產生的氣泡進行切割，一方面切割快速，另一方面細線的水阻小，還利用切水刃的開刃式設置進行切水工作，引導水流從豎條的左右兩側通過，可以降低豎條受到的水的阻力，從而保證中心軸二可以快速旋轉，同理，連接環內置在隱藏槽內，也是為了降低水阻。

6、可選的，所述反應室內設置有中心殼，所述中心殼的前后兩側均通過橫桿與反應室固定連接，所述驅動盤的頂部固定連接有延長軸，所述延長軸的頂端延長至中心殼內部固定連接有大齒輪，所述中心軸二的底端延長至中心殼內部固定連接有細軸，所述細軸的底端固定連接有小齒輪，所述反應室的右側設置有驅動電機，所述驅動電機的輸出軸延長至中心殼內部固定連接有驅動齒輪一，所述驅動齒輪一與小齒輪相互嚙合，所述驅動電機輸出軸的表面固定連接有驅動齒輪二，所述驅動齒輪二與大齒輪相互嚙合，利用齒輪間的傳動配合，單一驅動電機就可同步驅動中心軸一和中心軸二進行旋轉，節約了能源的同時，還降低了造價，并且，利用大小齒輪的配合，使得中心軸一與中心軸二之間存在轉速差別，中心軸一以較慢的速度進行旋轉，而中心軸二會以極快的速度進行旋轉。

7、可選的，所述反應室左側的上方設置有分離室，所述分離室的底部蓋合有拆卸蓋，所述分離室的右側通過連接管與反應室相互連通，所述反應室內設置有兩個固定框，兩個所述固定框其中一個內壁上固定連接有分離膜，另外一個所述固定框內壁上固定連接有純化濾芯，利用分離膜分離惰性氣體和氫氣，利用純化濾芯吸附氫氣中的水汽和雜物，可以收齊到極為純凈的氫氣。

8、可選的，所述氣源罐的上方設置有回收箱，所述回收箱的頂部固定安裝有增壓泵，所述增壓泵的頂部通過抽氣管與分離室相連通，所述回收箱的底部通過回收管與氣源罐相連通，利用回收箱回收惰性氣體，這樣可以避免資源的浪費，可以重復利用惰性氣體，降低了氫氣的生產成本。

9、可選的，所述分離室的頂部通過生成管連通有儲氣罐，所述儲氣罐的頂部安裝有真空泵，真空泵針對儲氣罐內進行抽真空處理，這樣儲氣罐與分離室之間存在壓強差，可以使得氫氣更容易通過生成管進入儲氣罐內。

10、可選的，所述反應室的右側固定連接有安裝板，所述安裝板的右側與水箱固定連接，所述驅動電機安裝在安裝板的頂部，所述水泵的底部通過墊塊安裝在安裝板的頂部，利用安裝板的設置，使得反應室與水箱之間形成的固定連接關系，并且安裝板還成為了安裝驅動電機和水泵的底座。

11、一種根據上述的利用高速氣流實現水下等離子體發生裝置實現的制氫工藝，所述制氫工藝包括以下步驟：

12、s1、通過水泵抽取水箱內水體，并通過管道將水體通入反應室內；

13、s2、驅動電機工作，驅動盤會轉動，驅動盤的旋轉使得反應室內水體形成漩渦，也就是以中心軸二為中心進行流動；

14、s3、氣動泵和電極工作，氣源罐內壓縮氣體被通氣管、噴嘴和分流口加速和分流，使得壓縮的惰性氣體被加速和分流，并且氣體呈沖擊角度直接沖擊到旋轉的水體上，電極工作產生電場，由于氣體的高速流動和特殊的流場條件，氣體分子更容易被電離，從而形成等離子體，等離子體中的高能電子會與水分子發生碰撞，水分子吸收能量后發生解離，產生氫原子和羥基自由基等活性粒子，驅動電機工作時，也會使得中心軸二旋轉，這樣細線會轉動，形成切割線，切割線針對氣泡進行切割，使得氣泡瞬間爆炸，可以形成更好的能量沖擊，更好地形成等離子體；

15、s4、反應室內反應產生的混合氣體會通過連接管進入分離室內，分離室內的分離膜會針對氫氣和惰性氣體進行分離，純化濾芯吸附氫氣中的水汽和雜質，從而針對氫氣進行純化；

16、s5、真空泵工作使得儲氣罐內變成真空狀態，這樣在分離室內經過分離和純化的氫氣會進入儲氣罐內，被儲存，而分離留下的惰性氣體會留在分離室內，此時，增壓泵工作，抽取氣分離室內的惰性氣體，并利用回收箱針對惰性氣體進行回收加壓儲存。

17、與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

18、本發明在使用的過程中，利用超高速氣流直接與水流沖擊，這樣可以加快等離子體的產生，可以大大加快等離子體的產生，從而提高氫氣的生產效率，并且本發明工藝流程簡單，工作效率高，能耗低，制氫效果好。

19、本發明在使用的過程中，利于通氣管和噴嘴的相互配合，可以針對氣流進行加速，使得氣體流速達到超音速，這樣利用氣體沖擊漩渦的水體，可以更好的產生氣泡，使得水體可以更好的等離子化，更高效產生等離子體，并且分流塊和分流口的設置，可以針對氣流進行分流，分散噴出的高速氣流可以沖擊更多的水體，并且分流口的拉瓦爾管式設置可以進一步加速氣流，工作高效。

20、本發明利用驅動盤和突出板的設置，在使用的過程中，使得反應室內的水體運動起來，形成漩渦，這樣水體是流動狀態下與高速氣流沖擊，當高速氣流在水中形成局部的低壓區域和強烈的湍動時，在這個區域電極工作會產生高頻電場，由于氣體的高速流動和特殊的流場條件，氣體分子更容易被電離，從而形成等離子體，并且同時，氣流沖擊水體會產生氣泡，氣泡被細線掃掠炸裂，形成爆炸瞬間的作用力作用到水體上，有助于等離子體的產生，工作效率得到極大得提升，并且切水刃的設置可以幫助豎條切水，從而極大得降低豎條在水中旋轉的阻力，有助于豎條在水中高速轉動，從而保證細線可以快速切割氣泡。

21、本發明在使用的過程中，利用分離膜分離惰性氣體和氫氣，氫氣在被純化濾芯過濾，這樣利用儲氣罐保存的氣體就是高純度氫氣，惰性氣體與水汽會進入回收箱內保存，當氣源罐內氣體壓強降低，并且用量減少時，還可以利用回收箱內回收的惰性氣體和水汽，這樣可以重復利用惰性氣體，節約了能源，使用方便。

22、本發明通過拆卸蓋與分離室的分體式設置，并且固定框是被拆卸蓋壓合固定在分離室內，工作人員可以快速針對拆卸蓋進行拆裝，從而從分離室內取出兩個固定框，工作人員手動操作即可快速針對分離膜和純化濾芯進行更換，減輕了工作人員的工作負擔，使用方便。

23、本發明通過拉塊、頂塊、軸承三、螺紋桿和轉動盤的相互配合，方便工作人員更換細線，在栓接細線時可以不用完全繃緊細線，在栓接完細線之后，再通過轉動盤轉動螺紋桿，利用拉塊向上拉動細線的中部，從而繃緊細線，這樣在安裝起來時就比較易于操作，減輕了工作人員的操作負擔，使用方便。