[實用新型]一種大功率等離子體炬裝置

有效

• 申請號: 201020187703.7
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN201846520U
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 郭文康;黃崢嶸;熊新陽;徐勇;慕龍;沙鋒
• 申請（專利權）人: 新疆天業(集團)有限公司
• 主分類號: H05H1/34
• 分類號: H05H1/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種增大等離子炬功率的裝置，特別是一種通過等離子直線炬和V型炬的安裝和組合，形成一種具備大功率的等離子發生器的裝置。

背景技術

在等離子發生器的研究與利用中，直線等離子炬的應用領域很廣，特別是在一些高新技術領域，如化工、材料、冶金以及廢物處理方面具有許多獨特的優勢。利用等離子體中的高溫等離子體流射所形成的高溫區域，將一些難以分解的和需要高溫離子流場才能分解的物質完全分解，得到所需要的裂解氣，特別是在煤熱解和煤氣化兩種工藝中，等離子體炬輔助下的煤熱解和煤氣化兩種工藝中的關鍵設備是等離子體發生器，特別是在煤熱解工藝中，等離子體發生器提供了煤熱解過程所消耗的能量；在煤氣化工藝中等離子體發生器所提供的高能量密度的粒子流也使該過程發生了深刻的變化，由此看出，等離子體發生器的主要作用就是提供高溫，等離子體發生器內的溫度往往可以作為進一步計算等離子體炬溫度分布的初值，因此對等離子體發生器進行溫度計算是十分必要的。而直線等離子體發生器的功率一般為50kW~90kW，按1h算至少輸入180MJ/h~324M/h的能量，由于電量不能夠直接加熱不導電的氣體，因此這些電能也不可能全部用于加熱工作氣體。在煤轉化反應過程中，利用煤炭中碳氫容易形成乙炔的特性，將高溫等離子體炬應用到煤轉化過程中。要使得煤粉在等離子體中反應后產出最大量的乙炔，則需要利用等離子體炬高溫高焓的特點，并且要在毫秒級的時間里完成反應。但是單個直線炬的功率有限，能夠提供的溫度場也達不到煤粉裂解得乙炔的要求，因此，開發一種新的能夠提供大功率高溫高焓溫度場的直線等離子體裝置，對高溫煤轉化反應起著關鍵作用。

發明內容

本實用新型是提供一種能夠提高等離子體炬發生功率的大功率等離子體炬裝置，解決等離子體炬功率低、功率難以提高的局限性，即由兩個或兩個以上的等離子體炬按照設定好的角度組合安裝的等離子體發生器，連接在一個腔體上，等離子炬的軸線交匯于腔體的中心區域，軸線或在一個平面交匯，或在空間交匯，最終形成的等離子體在腔體中心區域交匯，并成一定的匯流形式，產生大功率、高溫度場的區域，以滿足大的能量需要。

一種大功率等離子體炬裝置，包括如下依次連接的設備：等離子體電源、引弧裝置、等離子體炬、腔體、混合器、淬冷裝置；上述裝置有序連接；等離子電源通過引弧裝置與等離子體炬連接，兩臺或兩臺以上等離子炬安裝在腔體上，腔體與混合段連接，混合段下接淬冷裝置。

上述的一種大功率等離子體炬裝置，其裝置由兩臺或多臺直線等離子炬安裝組成，也可以是兩臺或多個由兩臺直線等離子炬組成的V型炬安裝組成，可以大幅度提高直線等離子炬的功率。

上述的一種大功率等離子體炬裝置，其V型炬的角度在0°＜β＜180°，進一步增大功率。

上述的一種大功率等離子體炬裝置，其外殼為絕緣材料，內部電極外殼為高絕緣材料，如有機玻璃、石英等；確保等離子體反應器穩定運行、放電均勻正常。

本實用新型的優點在于解決了單個直線等離子體炬反應裝置功率有限、難以提升功率的局限性，在重新安裝和組合后將等離子體炬的整體功率增大，達到所需的功率及溫度場，能夠滿足需要在高溫高焓條件下才能反應分解的物質的條件。

本實用新型不僅僅應用與高溫煤裂解反應中，也可以應用于化工、材料、冶金以及廢物處理方面等方面；它還具有反應速率快，效率高，無污染等優點。

附圖說明

圖1為一種大功率等離子體炬裝置工藝流程圖。圖中1為等離子電源，2為引弧裝置，3等離子體炬，4為腔體，5為混合器，6為淬冷裝置。

圖2、3、4均為一種大功率等離子體炬裝置安裝示意圖。圖中7是等離子體流射交匯點或區域。

圖2為實施例一安裝示意圖；圖3為實施例二安裝示意圖；圖4為實施例三安裝示意圖。

具體實施方式

實施例一

參照圖1-2，一種大功率等離子體炬裝置，包括如下依次連接的設備：等離子體電源1、引弧裝置2、等離子體炬3、腔體4、混合器5、淬冷裝置6，上述裝置有序連接；等離子電源1通過引弧裝置2與等離子體炬3連接，兩臺或兩臺以上等離子炬3安裝在腔體4上，兩臺或兩臺以上等離子體炬3沿圓周徑向按設計好的角度均勻對稱分布，兩臺或兩臺以上等離子體炬3的軸線均交匯到圓的中心點，腔體4與混合段5連接，混合段5下接淬冷裝置6。