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[發(fā)明專(zhuān)利]一種微孔膜結(jié)構(gòu)的陰極及等離子體熱解水噴槍在審

專(zhuān)利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201410630566.2 申請(qǐng)日: 2014-11-11
公開(kāi)(公告)號(hào): CN104378903A 公開(kāi)(公告)日: 2015-02-25
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 周開(kāi)根 申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人: 周開(kāi)根
主分類(lèi)號(hào): H05H1/34 分類(lèi)號(hào): H05H1/34
代理公司: 暫無(wú)信息 代理人: 暫無(wú)信息
地址: 324000 浙江省衢州市柯*** 國(guó)省代碼: 浙江;33
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 微孔 膜結(jié)構(gòu) 陰極 等離子體 熱解水 噴槍
【說(shuō)明書(shū)】:

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及等離子體設(shè)備,特別是涉及到一種等離子體噴槍。

背景技術(shù)

當(dāng)前,等離子技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用,工業(yè)上應(yīng)用于等離子點(diǎn)火、等離子噴涂、金屬冶煉、等離子加熱制造納米材料、切割、垃圾焚燒廢物處理等。等離子體的處理方式和一般的方式大不一樣,等離子體是在電離層或放電現(xiàn)象下所形成的一種狀態(tài),伴隨著放電現(xiàn)象將會(huì)生成了激發(fā)原子、激發(fā)分子、離解原子、游離原子團(tuán)、原子或分子離子群的活性化學(xué)物以及它們與其它的化學(xué)物碰撞而引起的反應(yīng)。在等離子體發(fā)生器中,放電作用使得工作氣分子失去外層電子而形成離子狀態(tài),經(jīng)相互碰撞而產(chǎn)生高溫,溫度可達(dá)幾萬(wàn)度以上。

等離子熱解水制氫技術(shù)是最近幾年提出來(lái)的水制氫候選技術(shù)之一,因?yàn)樗且环N相當(dāng)穩(wěn)定的物質(zhì),在常壓條件下,溫度在2000K時(shí)水分子幾乎不分解,2500K時(shí)有25%的水發(fā)生分解,3400~3500K時(shí)氫氣和氧氣的摩爾分?jǐn)?shù)達(dá)到最大,分別為18%和6%,當(dāng)溫度達(dá)到4200K以上時(shí),水分子將全部分解為氫氣、氫、氧氣、氧和氫氧原子團(tuán),一般的加熱方式難以達(dá)到這么高的溫度,而使用等離子體噴槍則能做到。當(dāng)把水通過(guò)等離子體噴槍分解后輸入到生活垃圾或工業(yè)有機(jī)廢棄物的氣化爐中,與生活垃圾或工業(yè)有機(jī)廢棄物進(jìn)行造氣反應(yīng),使生活垃圾或工業(yè)有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化的合成氣品質(zhì)好,達(dá)到化工原料的要求,合成氣再通過(guò)后級(jí)設(shè)備生產(chǎn)甲醇或二甲醚產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)資源化和無(wú)污染處理生活垃圾和工業(yè)有機(jī)廢棄物;在煤氣化生產(chǎn)線上如利用等離子體噴槍把水加熱分解后再噴入氣化爐內(nèi),與煤炭進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),所發(fā)生的反應(yīng)是放熱反應(yīng),使氣化爐不需輸入空氣或氧氣助燃,提高煤炭的氣化率,并且生產(chǎn)的合成氣中氫氣的分?jǐn)?shù)比例高,廢氣的含量低,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

等離子體噴槍的陰極是發(fā)射電子的部件,由于承受電流的沖擊和數(shù)萬(wàn)度的高溫?zé)疲虼耍帢O的頭部很容易被燒蝕而致?lián)p壞,不僅影響生產(chǎn),而且增加生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要提供一種微孔膜結(jié)構(gòu)的陰極及等離子體熱解水噴槍?zhuān)糜谏罾⒐I(yè)有機(jī)廢棄物氣化爐或煤氣化裝置的氣化爐中,提高氣化率及提高合成氣的品質(zhì),并且使陰極不易被燒蝕,克服現(xiàn)有等離子體噴槍的陰極容易被燒蝕的缺點(diǎn),以延長(zhǎng)等離子體噴槍的使用周期,提高生產(chǎn)效率及節(jié)約生產(chǎn)成本。

本發(fā)明的一種微孔膜結(jié)構(gòu)的陰極,其特征是陰極由微孔膜陰極頭(1-2)和陰極套(1-1)組成,其中,微孔膜陰極頭(1-2)為金屬粉末燒結(jié)的微孔濾膜結(jié)構(gòu),金屬粉末間的微孔構(gòu)成水分子的過(guò)濾通道,微孔膜陰極頭(1-2)的后端中心有圓錐形的凹槽(Ⅰ),凹槽(Ⅰ)構(gòu)成水源入口;陰極套(1-1)為空心圓棒體結(jié)構(gòu),微孔膜陰極頭(1-2)嵌入到陰極套(1-1)前部的壁體中,微孔膜陰極頭(1-2)的頭部從陰極套(1-1)的前端伸出,陰極套(1-1)的內(nèi)空間構(gòu)成水室(Ⅱ)。本發(fā)明中,微孔膜陰極頭(1-2)的后端外側(cè)有凸緣(1-3),凸緣(1-3)構(gòu)成微孔膜陰極頭(1-2)的軸向限位結(jié)構(gòu);微孔膜陰極頭(1-2)的頭部為由后向前縮小的圓錐體結(jié)構(gòu),其圓錐角度(a)為45°-120°;微孔膜陰極頭(1-2)的頭端為圓弧形結(jié)構(gòu),其圓弧半徑(R)為3mm-6mm;在陰極套(1-1)后部的壁體上有外六角體(1-4),在陰極套(1-1)的后端有連接螺紋(1-5)。本發(fā)明中,微孔膜陰極頭(1-2)的金屬粉末選用鎢(W)粉末和鎳硫合金(Ni-S)粉末混合的材料,燒結(jié)成鎢鎳假合金零件,燒制時(shí),鎢(W)、鎳硫合金(Ni-S)既不互相溶解,也不形成金屬間化合物,所形成的假合金組織為鎢顆粒、鎳硫合金顆粒的二相結(jié)構(gòu),假合金組織中存在微小孔隙,具有過(guò)濾水分子功能和催化功能。

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