[發明專利]等離子體氣化噴槍

有效

• 申請號: 201710446654.0
• 申請日: 2015-04-12
• 公開（公告）號: CN107072027B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 周開根
• 申請（專利權）人: 衢州迪升工業設計有限公司
• 主分類號: H05H1/28
• 分類號: H05H1/28;H05H1/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種等離子體氣化噴槍，涉及等離子體設備，由噴氣式陰極、絕緣基座和陽極組成，噴氣式陰極由陰極頭、管狀體和后端頭構成，陰極頭的前端中心有噴氣口，在陰極頭后部的外側有外六角突沿，外六角突沿的后端構成密封平面；絕緣基座為二段變徑的中空回轉體結構，噴氣式陰極安裝在絕緣基座后段的中空小徑中，陽極安裝在絕緣基座前段的安裝接口上，陽極后部的外壁與絕緣基座的中空大徑段內壁之間的空間構成環形氣室，環形氣室有工作氣接口接入；陰極頭進入到陽極噴管后端的喇叭口空間中，陰極頭的噴氣口周邊構成放電端，陽極噴管后端的喇叭口空間構成放電區。本發明對陰極進行有效保護，提高了等離子體氣化噴槍的加熱效率，使水分子分解率更高。

技術領域

本發明涉及等離子體設備，特別是涉及到一種等離子體氣化噴槍。

背景技術

當前，等離子技術已得到廣泛的應用，工業上應用于等離子點火、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。等離子體是由電離放電現象所形成的一種狀態，伴隨著放電將會生成了激發原子、激發分子、離解原子、游離原子團、原子或分子離子群的活性化學物以及它們與其它的化學物碰撞而引起的反應。在等離子體噴槍中，放電作用使得工作氣分子失去外層電子而形成離子狀態，經相互碰撞而產生高溫，等離子體火炬的中心溫度可高達攝氏數萬度以上，火炬邊緣溫度也可達到數千度以上，被處理的物質受到高溫等離子體沖擊時，其分子將會分解、原子將會重新組合而生成新的物質，使有害物質變為無害物質。

在煤氣化生產線上，當把水蒸汽通過高溫分解后與煤炭進行造氣反應，使煤炭更容易氣化，提高煤炭的氣化率，實現節省煤炭資源；在生活垃圾或工業有機廢棄物處置系統中，當把水蒸汽通過高溫分解后與再與生活垃圾或工業有機廢棄物進行氣化反應時，使其轉化的合成氣品質好，達到化工原料的要求，實現資源化利用。水分子是一種相當穩定的物質，在常壓條件下，溫度在2000K時水分子幾乎不分解，2500K時有25%的水發生分解，3400～3500K時氫氣和氧氣的摩爾分數達到最大，分別為18%和6%，當溫度達到4200K以上時，水分子將全部分解為氫氣、氧氣、活性氫原子、活性氧原子和活性氫氧原子團，但是，一般的加熱方式難以達到這么高的溫度，而使用等離子體噴槍則能做到。

在現有的等離子體氣化噴槍中，被加熱的氣體從陰極的外圍進入放電區，水蒸汽不易進入火炬的中心區域，因此，現有的等離子體氣化噴槍存在水分子分解率低的缺點。等離子體噴槍的陰極是發射電子的部件，由于承受電流的沖擊和數萬度的高溫燒灼，因此，陰極的頭部很容易被燒蝕而致損壞，不僅影響生產，而且增加生產成本。

中國專利公告號CN203851357U公開了“一種等離子體加熱分解器”，由陽極套、陽極、陰極基座、陰極和絕緣架組成，其中，陰極基座呈中軸向前凸出的回轉體結構，陰極基座的中軸為貫通的空心結構，陰極嵌入到陰極基座中軸的內空間中，陰極的頭端側壁緊密裝配在陰極基座中軸的前端壁體中，陰極的尾端緊密裝配在陰極基座后端的壁體中，陰極的桿體外壁與陰極基座中軸的內壁之間空間構成水套，陰極的桿體中有原料氣通道，原料氣通道有原料氣輸入接口接入，陰極的頭端中心有原料氣噴口，原料氣通道通過原料氣噴口連通到收縮腔。該專利把水蒸汽通過陰極頭端中心的噴口噴入收縮腔中的放電區，使水蒸汽吸收到陰極頭端的熱量得到預熱，同時對陰極的頭端具有冷卻作用，克服了常規等離子體噴槍電極易燒蝕的缺點。但是，由于該專利是采取把“陰極的頭端側壁緊密裝配在陰極基座中軸的前端壁體中，陰極的尾端緊密裝配在陰極基座后端的壁體中”的措施進行水套密封的，材料的熱脹冷縮作用將會使陰極松動，造成陰極移位和密封不可靠，水套內的冷卻水容易泄漏到收縮腔中的放電區，影響到噴槍正常工作。

發明內容

本發明的目的是要克服現有等離子體噴槍的缺點，提高等離子體氣化噴槍的加熱效率，使水分子分解率更高，避免陰極移位，冷卻水不會泄漏，并且對等離子體噴槍的陰極進行有效保護，使等離子體氣化噴槍能滿足煤氣化生產、固體廢物處置領域及鍋爐點火的應用要求。