[發(fā)明專(zhuān)利]一種雙陰極雙介質(zhì)氣等離子體燃燒器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711326429.X
• 申請(qǐng)日: 2017-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107893994A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳道洪;石為華;郭科宏;宋敏潔;王東方
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 神霧科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F23D14/20
• 分類(lèi)號(hào): F23D14/20;F23D14/68
• 代理公司: 北京連城創(chuàng)新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11254
• 代理人: 劉伍堂

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石化、冶金以及電力行業(yè)等離子燃燒器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙陰極雙介質(zhì)氣等離子體燃燒器。

背景技術(shù)

等離子體是指氣體被電離產(chǎn)生的含有大量電子，離子，激發(fā)態(tài)分子，原子以及自由基團(tuán)的高活性物質(zhì)，又被稱(chēng)作物質(zhì)的“第四態(tài)”，低溫等離子體溫度范圍在幾千到幾萬(wàn)度，也就熱等離子體，熱等離子體應(yīng)用于工業(yè)上，可以做煤粉鍋爐點(diǎn)火槍?zhuān)腆w廢棄物的氣化等，燃?xì)廨啓C(jī)的點(diǎn)火以及穩(wěn)燃，化工方面的氫氣制備，當(dāng)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(yīng)者主要應(yīng)用于電站粉煤鍋爐點(diǎn)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(chǎn)生的介質(zhì)氣源，介質(zhì)氣源主要為壓縮空氣，氬氣，氫氣等簡(jiǎn)單氣體，使用過(guò)程中通過(guò)高壓擊穿或接觸拉弧的方式產(chǎn)生電弧，用于電離介質(zhì)氣體。

現(xiàn)有的等離子燃燒器主要的供熱通過(guò)電能電離介質(zhì)氣體從而產(chǎn)生熱等離子體，通過(guò)熱等離子體進(jìn)行供熱，對(duì)作為二次能源的電能消耗巨大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙陰極雙介質(zhì)氣等離子體燃燒器，取消傳統(tǒng)離子桿電火花點(diǎn)火和傳統(tǒng)的燃?xì)忾L(zhǎng)明燈點(diǎn)火，使得點(diǎn)火方式更加簡(jiǎn)便；可以在火焰溫度較高的情況下用部分化學(xué)能替代電能的消耗，降低電能消耗30%~40%；以將燃燒器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的更加緊湊，并使火焰溫度調(diào)節(jié)范圍增加，使其適應(yīng)的工況更加寬泛。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種雙陰極雙介質(zhì)氣等離子體燃燒器，包括：燃燒器殼體、第一陰極、第二陰極和陽(yáng)極，其中，

所述第一陰極貫穿設(shè)置于所述燃燒器殼體內(nèi)，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(jié)構(gòu)，且設(shè)置有將所述中空結(jié)構(gòu)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(shè)置有所述陽(yáng)極，所述陽(yáng)極的一端與所述燃燒器的環(huán)形板連接，所述陽(yáng)極另一端的縮口與所述第一陰極的放電段配合設(shè)置；

所述第二陰極的一端與所述燃燒器殼體的環(huán)形板連接，所述陽(yáng)極位于所述第二陰極的內(nèi)部，所述陽(yáng)極的外部設(shè)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(yáng)極、絕緣層上對(duì)應(yīng)設(shè)置有通孔，使得所述空氣通路內(nèi)的空氣經(jīng)所述通孔到達(dá)所述第一陰極的放電段與所述陽(yáng)極縮口處形成的間隙中；

在豎直方向，所述陽(yáng)極與所述第二陰極間形成燃?xì)馔罚龅诙帢O上設(shè)置有燃?xì)饪祝沟萌細(xì)饨?jīng)所述燃?xì)饪走M(jìn)入所述燃?xì)馔分校宜鋈細(xì)馔分械乃鲫?yáng)極與所述第二陰極間對(duì)應(yīng)設(shè)置有放電凸起。

進(jìn)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(jìn)口，且設(shè)置有陰極接頭；

所述陰極直段的另一端均勻設(shè)置有多個(gè)通水孔；

所述燃燒器殼體上設(shè)置有冷卻水出口，使得所述冷卻腔內(nèi)的冷卻水循環(huán)流動(dòng)。

進(jìn)一步的，還包括：多個(gè)密封件，

一個(gè)所述密封件設(shè)置于所述第一陰極與所述燃燒器殼體的接觸處；

一個(gè)所述密封件設(shè)置于所述第二陰極與所述陽(yáng)極外部的絕緣層的接觸處；

位于所述燃燒器殼體內(nèi)的所述第一陰極的外部設(shè)置有絕緣層。

進(jìn)一步的，所述第二陰極設(shè)置有空氣進(jìn)口和燃?xì)膺M(jìn)口，其中，

所述空氣進(jìn)口與所述空氣通路連接；

所述燃?xì)膺M(jìn)口經(jīng)所述燃?xì)饪着c所述燃?xì)馔愤B通。

進(jìn)一步的，還包括：連接件，所述連接件分別與所述環(huán)形板、第二陰極連接，對(duì)所述第二陰極進(jìn)行固定。

進(jìn)一步的，所述陽(yáng)極為圓筒結(jié)構(gòu)，所述放電段的放電尖頭與所述縮口形成的間隙為3~5mm；

進(jìn)一步的，所述第二陰極為圓筒結(jié)構(gòu)，所述陰極上設(shè)置有噴口；

兩個(gè)所述放電凸起間形成的間隙為3~5mm。

進(jìn)一步的，所述絕緣層的材料由聚四氟制成。

進(jìn)一步的，還包括：堵板，所述堵板可拆卸的設(shè)置在所述燃燒器殼體的一側(cè)，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(jìn)一步的，所述第一陰極和第二陰極分別與陰極導(dǎo)線(xiàn)連接，所述陽(yáng)極與陽(yáng)極導(dǎo)線(xiàn)連接，通過(guò)改變空氣和燃?xì)獾谋壤⒌谝魂帢O、第二陰極和陽(yáng)極的電壓調(diào)節(jié)等離子體火焰的功率。

本發(fā)明的有益效果在于：

（1）取消傳統(tǒng)離子桿電火花點(diǎn)火和傳統(tǒng)的燃?xì)忾L(zhǎng)明燈點(diǎn)火，使得點(diǎn)火方式更加簡(jiǎn)便；

（2）可以在火焰溫度較高的情況下用部分化學(xué)能替代電能的消耗，降低電能消耗30%~40%；