[發明專利]高效非轉移弧等離子焚燒系統和方法

在審

• 申請號: 201710700794.6
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107355797A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 王晶晨;陳珊;侯傲;楊玉地;王東方;吳道洪
• 申請（專利權）人: 神霧科技集團股份有限公司
• 主分類號: F23G7/06
• 分類號: F23G7/06;H05H1/34
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司11278
• 代理人: 楊帆

技術領域

本發明屬于等離子技術領域，并且更具體地，涉及一種高效非轉移弧等離子焚燒系統和方法。

背景技術

等離子態是物質的第四態，宇宙中幾乎99﹪的物質(不包括尚未確認的暗物質)都處于等離子態。

等離子體的溫度分布范圍從10K的低溫到核聚變等離子體的10億K超高溫并且擁有一系列獨特性質，使等離子體在納米材料生產、新材料合成、熱加工制造、冶煉、鉆探、煤化工、垃圾廢物處理、材料表面處理、電子、新能源、軍事、航空航天等領域獲得廣泛應用。

近幾十年來，等離子體發生器的研制及等離子診斷技術的開發均取得了巨大的進展，并且等離子體研制與開發的重點已不再局限于航天航空方面的應用，而是更多地轉向機械、化工、冶金、環保等工業部門的應用，特別是在材料加工與新材料研制方面的應用。

然而，現有技術中傳統等離子燃燒裝置和燃燒技術能量消耗較大、熱量產生較小，釋放相同的熱量需要更多的電能，不適用于等離子節能利用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種高效非轉移弧等離子焚燒系統和方法。

根據本發明的一方面，提供一種高效非轉移弧等離子焚燒系統，包括焚燒室、廢氣轉向閥和一端伸入焚燒室并可在焚燒室內產生等離子弧且結構相同的至少兩個非轉移弧等離子系統，其中每個非轉移弧等離子系統通過廢氣轉向閥連通至焚燒室。

根據本發明的一個實施例，還包括空壓機，該空壓機與焚燒室連通。

根據本發明的一個實施例，非轉移弧等離子系統還包括燃氣站、氣閥、氣體混合器、非轉移弧等離子槍和非轉移弧等離子設備，其中：

燃氣站通過氣閥連接至氣體混合器的第一入口，廢氣轉向閥連接至氣體混合器的第二入口，氣體混合器的出口連接至非轉移弧等離子槍，非轉移弧等離子設備與非轉移弧等離子槍相連。

根據本發明的一個實施例，非轉移弧等離子設備包括電源、冷水機和氬氣瓶，電源和冷水機通過水電纜管連接至非轉移弧等離子槍，氬氣瓶連通至非轉移弧等離子槍的氣路。

根據本發明的一個實施例，還包括調節焚燒室內氣體壓力的排氣閥，該排氣閥通過廢氣轉向閥連接至焚燒室。

根據本發明的另一方面，還提供一種采用上述高效非轉移弧等離子焚燒系統進行焚燒的方法，包括：

1)啟動所有非轉移弧等離子系統，向非轉移弧等離子系統的非轉移等離子槍中通入氬氣，啟動高頻引弧，以使系統引弧成功；

2)調整廢氣轉向閥使來自焚燒室內的廢氣進入第一非轉移弧等離子系統的氣體混合器中，同時向氣體混合器中通入燃氣，廢氣和燃氣的混合氣體進入第一非轉移弧等離子系統的非轉移弧等離子槍中，在第一非轉移弧等離子系統的非轉移弧等離子設備的作用下使非轉移弧等離子槍產生非轉移等離子大弧，進而對焚燒室內部進行焚燒；此時，其他的非轉移弧等離子系統的氣閥關閉，僅通入氬氣產生非轉移等離子小弧；

3)在上述步驟2)工作一段時間后，調整廢氣轉向閥的方向，使來自焚燒室內的廢氣進入第二非轉移弧等離子系統的氣體混合器中，同時向氣體混合器中通入燃氣，燃氣和廢氣的混合氣進入第二非轉移弧等離子系統的非轉移弧等離子槍中，在第二非轉移弧等離子系統的非轉移弧等離子設備的作用下使非轉移弧等離子槍產生非轉移等離子大弧，進而對焚燒室內部進行焚燒；此時，第一非轉移弧等離子系統和其他非轉移弧等離子系統的氣閥關閉，僅通入氬氣產生非轉移等離子小弧；

4)在上述步驟3)工作一段時間后，再次改變廢氣轉向閥的方向，使所有非轉移弧等離子系統中的非轉移弧等離子槍逐個產生非轉移等離子大弧，同時其他非轉移弧等離子槍產生非轉移等離子小弧；循環上述步驟。

根據本發明的一個實施例，步驟1)中氬氣流量保持在50-100L/min。

根據本發明的一個實施例，檢測焚燒室內氣壓，當氣壓高于預定值時，打開排氣閥，同時廢氣轉向閥將排氣閥和焚燒室連通。

根據本發明的一個實施例，步驟3)和4)中，工作一段時間均為90秒。

根據本發明的一個實施例，非轉移弧等離子設備中的電源為小電流大電壓電源。

在本發明中，燃氣站、氣閥、氣體混合器、廢氣轉向閥、焚燒室和非轉移弧等離子槍之間通過氣管采用螺紋連接進行相連；非轉移弧等離子設備與水電纜管之間采用螺紋連接，水電纜管與非轉移弧等離子槍之間采用螺紋連接，空壓機與焚燒室之間也通過氣管采用螺紋連接進行相連。

在本發明中，氣管是不銹鋼氣管和耐熱鋼氣管。低溫區域采用不銹鋼氣管，高溫區域采用耐熱鋼氣管。