[發明專利]一種雙陰極等離子體霧化燃燒器

在審

• 申請號: 201711326166.2
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN107917419A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 石為華;鐘貴全;王志軍;陳珊;楊玉地;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: F23D11/10
• 分類號: F23D11/10;F23D11/38
• 代理公司: 北京連城創新知識產權代理有限公司11254
• 代理人: 劉伍堂

技術領域

本發明屬于石化、冶金以及電力行業等離子燃燒器技術領域，具體涉及一種雙陰極等離子體霧化燃燒器。

背景技術

等離子體是指氣體被電離產生的含有大量電子，離子，激發態分子，原子以及自由基團的高活性物質，又被稱作物質的“第四態”，低溫等離子體溫度范圍在幾千到幾萬度，也就熱等離子體，熱等離子體應用于工業上，可以做煤粉鍋爐點火槍，垃圾，固體廢棄物的氣化等，燃氣輪機的點火以及穩燃，化工方面的氫氣制備，當前也有大量研究使用熱等離子體制備石墨烯等材料。

目前等離子燃燒器作為熱源的供應者主要應用于電站粉煤鍋爐點火，固廢垃圾熔融處理，飛灰處理等方面，已有的等離子燃燒器多使用單一氣源作為等離子體產生的介質氣源，介質氣源主要為壓縮空氣，氬氣，氫氣等簡單氣體，使用過程中通過高壓擊穿或接觸拉弧的方式產生電弧，用于電離介質氣體。

現有的等離子燃燒器主要的供熱通過電能電離介質氣體從而產生熱等離子體，通過熱等離子體進行供熱，對作為二次能源的電能消耗巨大。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種雙陰極等離子體霧化燃燒器，通過機械霧化的方式對液體燃料進行霧化，使霧化后的燃料和空氣的部分電離的等離子體通入后，與未電離的部分燃料與空氣進入到陰極噴口之后在等離子體的高溫作用下進行燃燒，可以從燃料化學熱和等離子體兩方面得到所需溫度，同時減小等離子體電能的消耗，取消點火裝置，火焰溫度更高、可燃用品質較低的燃料。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案為：

一種雙陰極等離子體霧化燃燒器，包括：燃燒器殼體、第一陰極、第二陰極、陽極和霧化組件，其中，

所述第一陰極貫穿設置于所述燃燒器殼體內，并與所述燃燒器殼體間形成冷卻腔；所述第一陰極為中空結構，且設置有將所述中空結構與所述冷卻腔連通的通水孔；

所述燃燒器殼體的外部貼合設置有所述陽極，所述陽極的一端與所述燃燒器的環形板連接，所述陽極另一端的縮口與所述第一陰極的放電段配合設置；

所述第二陰極的一端與所述燃燒器殼體的環形板連接，所述陽極位于所述第二陰極的內部，所述陽極的外部設置有絕緣層；

在水平方向，所述第二陰極與所述絕緣層間形成空氣通路，所述陽極、絕緣層上對應設置有通孔，使得所述空氣通路內的空氣經所述通孔到達所述第一陰極的放電段與所述陽極縮口處形成的間隙中；

在豎直方向，所述陽極與所述第二陰極間形成燃料通路，所述第二陰極上設置有燃料孔，所述燃料孔內設置有霧化噴頭，將燃料送至所述燃料通路中，且所述燃料通路中的所述陽極與所述第二陰極間對應設置有放電凸起；

所述霧化組件包括依次連接的液體入口、彈簧、分配盤和霧化噴口。

進一步的，所述液體入口端的壓力為1~2Mpa，所述霧化組件將液態燃料破碎為60~120μm。

進一步的，所述第一陰極包括：陰極直段和放電段，其中，所述陰極直段的一端為冷卻水進口，且設置有陰極接頭；所述陰極直段的另一端均勻設置有多個通水孔；所述燃燒器殼體上設置有冷卻水出口，使得所述冷卻腔內的冷卻水循環流動；

所述第二陰極設置有空氣進口和燃料進口，其中，所述空氣進口與所述空氣通路連接；所述燃料進口經所述燃料孔與所述燃料通路連通。

進一步的，還包括：多個密封件，

一個所述密封件設置于所述第一陰極與所述燃燒器殼體的接觸處；

一個所述密封件設置于所述第二陰極與所述陽極外部的絕緣層的接觸處；

位于所述燃燒器殼體內的所述第一陰極的外部設置有絕緣層；

所述絕緣層的材料由聚四氟制成。

進一步的，還包括連接件，所述連接件分別與所述環形板、第二陰極連接，對所述第二陰極進行固定。

進一步的，所述陽極為圓筒結構，所述放電段的放電尖頭與所述縮口形成的間隙為3~5mm；

所述第二陰極為圓筒結構，所述陰極上設置有噴口；

兩個所述放電凸起間形成的間隙為3~5mm。

進一步的，所述第一陰極和第二陰極分別與陰極導線連接，所述陽極與陽極導線連接，通過改變空氣和燃料的比例、第一陰極、第二陰極和陽極的電壓調節等離子體火焰的功率。

進一步的，所述第一陰極、第二陰極和陽極均由紫銅材料制成。

進一步的，還包括：堵板，所述堵板可拆卸的設置在所述燃燒器殼體的一側，所述堵板與所述燃燒器殼體、所述第一陰極間形成所述冷卻腔。

進一步的，所述空氣通路內的介質為空氣或壓縮空氣；