CN107509299B - 一种电离协同的热解装置 - Google Patents

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Abstract

一种电离协同的热解装置，涉及等离子体设备，由后电极架、第一电极、第二电极、穿心牵紧杆、绝缘连接件、围护体、前电极架、第三电极和电磁驱动组件组成，第二电极安装在后电极架的圆管体前端，第一电极的后端通过绝缘连接件连接到后电极架上，第一电极的圆环壁体包围在第二电极的周边；第三电极以嵌入方式安装在前电极架的内空间中，前电极架安装在围护体的前端；绝缘连接件的环形体内空间构成环形气室，环形气室通过电离通道连通到围护体的内空间中；围护体的圆筒体内空间构成等离子体发生室，第三电极的圆环体内空间构成产物出口。本发明先使处理介质进行电离活化，再在高温等离子体电弧的作用下进行处理，更容易得到目标产物。

Description

一种电离协同的热解装置
技术领域
本发明涉及机电设备，特别是涉及到一种等离子体设备。
背景技术
当前，等离子技术已得到广泛的应用，工业上应用于等离子点火、等离子喷涂、金属冶炼、等离子加热制造纳米材料、切割、垃圾焚烧废物处理等。等离子体的处理方式和一般的方式大不一样，等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，伴随着放电现象将会生成了激发原子、激发分子、离解原子、游离原子团、原子或分子离子群的活性化学物以及它们与其它的化学物碰撞而引起的反应。在等离子体发生器中，放电作用使得工作气分子失去外层电子而形成离子状态，经相互碰撞而产生高温，温度可达几万度以上，被处理的化工有害气体受到高温高压的等离子体冲击时，其分子、原子将会重新组合而生成新的物质，从而使有害物质变为无害物质。
在固体废物处置领域，把水蒸汽通过等离子体装置分解为氢、氧活性化学物后再作为气化剂送入气化炉，与生活垃圾或医疗垃圾或工业有机废物或农林废弃物进行气化反应，所进行的反应是放热反应，不需输入氧气或空气助燃，因此可以把生活垃圾或医疗垃圾或工业有机废物或农林废弃物转化为符合化工原料应用要求的富氢合成气。
研发一种结构合理、适合其目标产物应用的等离子体装置是本领域研发人员的任务，提高等离子体装置的效率、减少电能消耗是本领域研发人员所追求的目标。
发明内容
本发明的目的是提供一种适合处理化工有害气体或热解用途的等离子体装置，并使装置结构简单合理和效率高，以减少电能消耗。
本发明的一种电离协同的热解装置，包括电极和电极架，其特征是装置由后电极架7、第一电极11、第二电极12、穿心牵紧杆9、绝缘连接件10、围护体、前电极架16、第三电极19和电磁驱动组件组成，其中，后电极架7的前部为圆管体结构，后电极架7的后部壁体中有轴向通孔；第二电极12为圆柱体结构，在圆柱体的轴向中心有螺孔12-3；穿心牵紧杆9为空心结构，穿心牵紧杆9的前端为外螺纹的牵紧螺头9-1；围护体为前后贯通的圆筒体结构，在围护体的圆筒体外围有螺线管圈；第二电极12安装在后电极架7前部的圆管体前端，穿心牵紧杆9的杆身穿过后电极架7后部壁体中的轴向通孔以旋合方式连接到第二电极12轴向中心的螺孔12-3中；第一电极11和绝缘连接件10为圆环体结构，第一电极11的后端通过绝缘连接件10连接到后电极架7上，第一电极11的前端安装在围护体的后端，第一电极11的圆环壁体包围在第二电极12的周边，第一电极11的内壁与第二电极12的外壁之间的空间构成电离通道Ⅳ；第三电极19和前电极架16为圆环体结构，第三电极19以嵌入方式安装在前电极架16的内空间中，前电极架16携第三电极19安装在围护体的前端；电磁驱动组件安装在后电极架7的后端，电磁驱动组件中有驱动杆4，驱动杆4的前部杆体用于安装引弧电极，穿心牵紧杆9的内空间构成引弧电极的伸缩滑道；绝缘连接件10的环形体内空间构成环形气室Ⅲ，环形气室Ⅲ有介质输入接口Ⅱ接入，环形气室Ⅲ通过电离通道Ⅳ连通到围护体的内空间中；围护体的圆筒体内空间构成等离子体发生室Ⅸ，第三电极19的圆环体内空间构成产物出口Ⅶ。
上述的发明中：在第二电极12的螺孔12-3前端有扩口的圆形凹槽12-1，圆形凹槽12-1与穿心牵紧杆9的内空间相贯连通；后电极架7中有导流管7-2，在第二电极12后端的圆柱体中有冷却环槽12-2，后电极架7中的导流管7-2伸入到第二电极12的冷却环槽12-2中；当在螺线管圈中进行循环流动冷却剂时，使螺线管圈成为围护体的冷却盘管，当对螺线管圈进行通电，使螺线管圈成为电磁线圈，在围护体的圆筒内周产生磁隔离层；在后电极架7的后部壁体中有条形槽7-5，在条形槽7-5中有电刷26，电刷26用于与引弧电极进行电气连接；驱动杆4为空心结构，在驱动杆4中部和后部的空心杆体中有间隔设置的磁珠1和隔离珠27。具体实施时，电磁驱动组件由电磁线圈2和线圈骨架3组成，线圈骨架3的中心为贯通的轴向孔道，在线圈骨架3中心的轴向孔道中有驱动杆4，把引弧电极13以插入方式安装在驱动杆4的前部杆体中，引弧电极13从穿心牵紧杆9的内空间和第二电极12的圆形凹槽12-1中穿过，在第三电极19与第二电极12之间进行伸缩方式的引弧，或在前电极36与中间电极33之间、中间电极33与第二电极12之间进行伸缩方式的引弧；在后电极架7的后端有第一电气接口25接入，第一电气接口25通过穿心牵紧杆9的金属体与第二电极12进行电气连接以及通过电刷26与引弧电极进行电气连接；在第一电极11的壁体上有第二电气接口23接入；在前电极架16的壁体上有第三电气接口20接入，第三电气接口20通过前电极架16的金属体与第三电极19进行电气连接或与前电极36进行电气连接。
在等离子体装置中，等离子体电弧在二个主电极之间产生，在二个主电极之间能维持等离子体电弧稳定运行的条件下，二个主电极之间的空间距离越大，等离子体电弧的行程越长，其电子相互碰撞的机会和次数就会更多，其能量就会越大，当用于处理工业有害气体时，有害气体受到高温高压等离子体冲击的强度会更大，其重新组合变为无害物质的效率会更高。本发明利用引弧电极进行引弧，先伸出引弧电极使二个主电极之间的引弧距离缩短，以降低引弧电压，然后缩回引弧电极，使二个主电极之间产生高温等离子体电弧。本发明采取伸缩式引弧的措施来使等离子体装置的二个主电极之间的空间距离得到延长，加大高温等离子体电弧的能量，提高了效率和节省电能。所述的二个主电极之间为第二电极12与第三电极19之间或第二电极12与中间电极33之间或中间电极33与前电极36之间。
本发明在处理工业有害气体领域中应用或在固体废物处置领域中应用，为了进一步提高等离子体装置的效率，本发明在装置中设置了第一电极11，把第二电极12和第一电极11进行嵌套设置，第二电极12置于第一电极11的环形体之内，使第一电极11的内壁与第二电极12的外壁之间的空间构成电离通道Ⅳ。应用时，调节引弧电极13的头端伸入到第三电极19的环内空间或前电极36的环内空间，然后把等离子体工作电源连接到第一电气接口25，第一电气接口25将通过穿心牵紧杆连接到第二电极12以及通过电刷连接到引弧电极，把高压电源连接到第二电气接口23；第三电气接口20为等离子体工作电源和高压电源的公共回路接口；所述的等离子体工作电源为180-600V电压的电源，其特点是低电压大电流，所述的高压电源为10000V以上的电源，其特点是高电压小电流。然后把工业有害气体或水蒸汽或其他气源的工作气接入介质输入接口Ⅱ，通过环形气室Ⅲ进入第一电极11与第二电极12之间的电离通道Ⅳ中，便在电离通道Ⅳ内形成气流隔离放电方式的电场，使工业有害气体或水蒸汽或其他气源的工作气被电离而增加活性，被电离活化的工业有害气体再在高温等离子体电弧的作用下，更容易及更彻底被处理成中性的无害物质，或被电离活化的水蒸汽更容易被分解而作为固体有机废物的气化剂应用。在具体工作时，10000V以上的高压电源使第一电极11与第二电极12之间的电离通道Ⅳ进行气流隔离方式的放电，同时使引弧电极13的头端与第三电极19之间进行放电，在引弧电极13的头端与第三电极19上形成初始电弧，或在引弧电极13的头端与前电极36上形成初始电弧，然后对电磁线圈2进行反向通电，使驱动杆4向后移动，带动引弧电极13后移，使引弧电极13的头端缩退到第二电极12的圆形凹槽12-1中，从而把电弧引到第二电极12上，使第二电极12与第三电极19之间形成高温等离子体电弧，或使第二电极12与中间电极33之间、中间电极33与前电极36之间形成多级高温等离子体电弧。
本发明先使高压电源作用在第一电极11与第二电极12之间的电离通道Ⅳ中，对工业有害气体或水蒸汽或其他气源的工作气进行电离和活化，然后使高压电源作用在第二电极12与第三电极19之间，或使高压电源作用在第二电极12与中间电极33之间、中间电极33与前电极36之间，通过引弧电极13进行第二电极12与第三电极19的引弧，或通过引弧电极13进行第二电极12与中间电极33之间、中间电极33与前电极36之间的引弧，使之产生高温等离子体电弧，把工业有害气体或水蒸汽或其他气源的工作气进行目标处理，更容易得到目标产物。采取伸缩式引弧的措施来使等离子体装置的二个主电极之间的空间距离得到延长，加大高温等离子体电弧的能量，提高了效率和节省电能。其中，产生高温等离子体电弧的电能由等离子体工作电源提供。
本发明在围护体的外壁上设置螺线管圈，当在螺线管圈中进行循环流动冷却剂时，使螺线管圈成为围护体的冷却盘管，当对螺线管圈进行通电时，使螺线管圈成为电磁线圈，在围护体的圆筒内周产生磁隔离层，避免等离子体电弧与围护体接触而被烧蚀，通过对围护体进行冷却，从而降低围护体材料的耐高温等级，以降低造价。
等离子体装置运行时，产生高温等离子体电弧的弧根在第二电极12的外端面上，为了避免引弧电极被烧结在第二电极12上而使引弧电极失去伸缩功能，本发明在第二电极12的体中设置圆形凹槽12-1，使引弧作用完成后的引弧电极头部与第二电极12壁体之间具有一定的空间距离。
上述的发明中，在驱动杆4中部和后部的空心杆体中有间隔设置的磁珠1和隔离珠27，具体实施时，磁珠1选用永磁体材料，隔离珠27选用非磁性材料，各磁珠的极性进行同向串联设置，当需伸出引弧电极时，对电磁线圈进行正向通电，使电磁线圈中心产生的电磁力与驱动杆4内磁珠的磁力线进行正方向配合，把驱动杆4向前推移；当需缩回引弧电极时，对电磁线圈进行反向通电，使电磁线圈中心产生的电磁力与驱动杆4内磁珠的磁力线进行反方向配合，把驱动杆4向后移动。具体实施例时，当在线圈骨架3的后端设置定位铁环28时，利用磁珠1的磁力，使驱动杆4定位，从而使引弧电极定位在伸出位置或缩回位置，因此只在需使驱动杆4前行或后退的过程中对电磁线圈进行通电，在驱动杆4定位后，就可对电磁线圈断电，实现节省电能和延长电磁线圈的寿命。本发明利用电磁线圈和驱动杆4来驱动引弧电极，没有机械动作机构，使得结构简单，并且工作可靠。
上述的发明中，在装置中设置中间电极，通过引弧使之产生多级串联的高温等离子体电弧，以形成更高的处理温度，使处理介质更容易得到完全分解以及满足更高温度的应用要求。
本发明的有益效果是：适合在处理工业有害气体领域中应用或在固体废物处置领域中应用，先使处理介质进行电离活化，再把处理介质在高温等离子体电弧的作用下进行处理，更容易得到目标产物；采取伸缩式引弧的措施来使等离子体装置的二个主电极之间的空间距离得到延长，加大高温等离子体电弧的能量，提高了效率和节省电能；设置多级电极，产生多级高温等离子体电弧，使处理介质更容易得到完全分解以及满足更高温度的应用要求；本发明利用电磁线圈及在驱动杆4中间隔设置磁珠措施来驱动引弧电极进行伸出或缩回，其结构简单合理、工作可靠。
附图说明
图1是本发明的一种电离协同的热解装置结构图。
图2是图1的B-B剖面图。
图3是本发明的另一种电离协同的热解装置的结构图。
图4是图3的A-A剖面图。
图5是本发明的又一种电离协同的热解装置的结构图。
图6是图5中的后电极架组件结构图。
图7是图5或图6的C-C剖面图。
图8是本发明的电离协同的热解装置中的第二电极结构图。
图9是本发明的电离协同的热解装置中的穿心牵紧杆结构图。
图10是本发明的电离协同的热解装置中的S形密封圈结构图。
图中：1.磁珠，2.电磁线圈，3.线圈骨架，3-1.限位台阶，4.驱动杆，4-1.限位端头，5.连接套，6.电刷盖，6-1.连接螺头，7.后电极架，7-1.中心圆孔，7-2.导流管，7-3.过孔，7-4.圆槽腔，7-5.条形槽，8.绝缘构件，8-1.安装螺纹，8-2.圆管体，8-3.密封槽，9.穿心牵紧杆，9-1.牵紧螺头，9-2.通孔，9-3.内六角大头，10.绝缘连接件，11.第一电极，12.第二电极，12-1. 圆形凹槽，12-2.冷却环槽，12-3.螺孔，12-4.S形密封面，13.引弧电极，14.围护体，14-1.管圈槽，15.螺线管圈，16.前电极架，16-1.槽口，17.前端头，17-1.卡口，18.密封环，19.第三电极，19-1.前密封台阶，19-2.后密封台阶，20.第三电气接口，21.密封垫，22.S形密封圈，22-1.S形的环型圈，22-2.内槽，22-3.外槽，22-4.圈内空间，23.第二电气接口，24.密封圈，25.第一电气接口，26.电刷，27.隔离珠，28.定位铁环，29.密封垫圈，30.第一螺线管圈，31.第一围护体，32.中间电极架，33.中间电极，34.第二螺线管圈，35.第二围护体，35-1.管槽，36.前电极，36-1.前环形台阶，36-2.后环形台阶，37.紧固螺栓，Ⅰ.冷却剂出口，Ⅱ.介质输入接口，Ⅲ.环形气室，Ⅳ.电离通道，Ⅴ.冷却液出口，Ⅵ.环形冷却腔，Ⅶ.产物出口，Ⅷ.冷却液进口，Ⅸ.等离子体发生室，Ⅹ.冷却剂回流通道，Ⅺ.冷却剂输入通道，Ⅻ.冷却剂进口，ⅩⅢ.冷却液回流出口，ⅩⅣ.冷却水套，ⅩⅤ.冷却液接入口，ⅩⅥ.第二等离子体发生室，ⅩⅦ.第一等离子体发生室。
具体实施方式
实施例1 图1和图8-10所示的实施方式中，一种电离协同的热解装置主要由后电极架7、第一电极11、第二电极12、穿心牵紧杆9、绝缘连接件10、围护体14、前电极架16、第三电极19和电磁驱动组件组成，其中，后电极架7的前部为圆管体结构，在圆管体的内空间中有导流管，在圆管体的前端有密封槽，后电极架7的后部壁体中有轴向通孔，在轴向通孔的后端有圆槽腔7-4，在圆槽腔7-4的后端有条形槽7-5；第二电极12为圆柱体结构，在圆柱体的轴向中心有螺孔12-3，在第二电极12后端的圆柱体中有冷却环槽12-2，在冷却环槽12-2外环壁体上有S形密封面12-4，在第二电极12的螺孔12-3前端有扩口的圆形凹槽12-1；穿心牵紧杆9为空心结构，穿心牵紧杆9的后端有内六角大头9-3，穿心牵紧杆9的前端为外螺纹的牵紧螺头9-1；围护体14为前后贯通的圆筒体结构，在围护体14的圆筒体外围有螺线管圈15；第二电极12安装在后电极架7前部的圆管体前端，第二电极12的S形密封面12-4通过S形密封圈22与后电极架7前部的圆管体前端进行紧密连接，穿心牵紧杆9的杆身依次穿过后电极架7后部壁体中的轴向通孔和导流管7-2的内空间以旋合方式连接到第二电极12轴向中心的螺孔12-3中，穿心牵紧杆9后端的内六角大头9-3深入到后电极架7轴向通孔后端的圆槽腔7-4，在圆槽腔7-4中有密封圈24，穿心牵紧杆9的内空间与第二电极12的圆形凹槽12-1相贯连通，穿心牵紧杆9的内空间构成引弧电极的伸缩滑道，后电极架7中的导流管伸入到第二电极12的冷却环槽12-2中，导流管的内壁与穿心牵紧杆9的外壁之间的空间构成冷却剂输入通道Ⅺ，冷却剂输入通道Ⅺ有冷却剂进口Ⅻ接入，导流管的外围空间构成冷却剂回流通道Ⅹ，冷却剂输入通道Ⅺ通过第二电极12的冷却环槽12-2连通到冷却剂回流通道Ⅹ，冷却剂回流通道Ⅹ有冷却剂出口Ⅰ接出；在后电极架7的圆槽腔7-4后端的条形槽7-5中有电刷26，电刷26用于与引弧电极进行电气连接，电刷盖6安装在后电极架7的后端，在电刷盖6的后端有连接螺头6-1；第一电极11和绝缘连接件10为圆环体结构，第一电极11的后端通过绝缘连接件10连接到后电极架7上，第一电极11的前端安装在围护体14的后端，第一电极11的圆环壁体包围在第二电极12的周边，第一电极11的内壁与第二电极12的外壁之间的空间构成电离通道Ⅳ，绝缘连接件10的环形体内空间构成环形气室Ⅲ，环形气室Ⅲ有介质输入接口Ⅱ接入，环形气室Ⅲ通过电离通道Ⅳ连通到围护体14的内空间中；第三电极19和前电极架16为圆环体结构，第三电极19的圆环体嵌入在前电极架16中，第三电极19的前部的壁体上有前密封台阶19-1，第三电极19的后部壁体上有后密封台阶19-2，前电极架16的后部有槽口16-1，在前电极架16的前端有前端头17，前端头17为环形圈结构，前端头17的内环上有卡口17-1，第三电极19被夹持在前电极架16的槽口16-1与前端头17的卡口17-1之间，在第三电极19的前密封台阶19-1与前端头17的卡口17-1之间有密封环18，在第三电极19的后密封台阶19-2和前端头17的卡口17-1中有密封垫21，第三电极19外壁与前电极架16内壁之间的空间构成环形冷却腔Ⅵ，环形冷却腔Ⅵ有冷却液进口Ⅷ接入和冷却液出口Ⅴ接出；电磁驱动组件通过连接套5安装在后电极架7后端的电刷盖6连接螺头6-1上，电磁驱动组件由电磁线圈2和线圈骨架3组成，在线圈骨架3的后端有定位铁环28，线圈骨架3的中心为贯通的轴向孔道，在线圈骨架3中心的轴向孔道中有驱动杆4，驱动杆4为空心结构，在驱动杆4上有用于伸缩限位的限位大头4-1，在线圈骨架3中有用于驱动杆4后缩停止的限位台阶3-1，在驱动杆4中部和后部的空心杆体中有间隔设置的磁珠1和隔离珠27，引弧电极13以插入方式安装在驱动杆4的前部杆体中，引弧电极13从穿心牵紧杆9的内空间和第二电极12的圆形凹槽12-1中穿过，在第三电极19与第二电极12之间进行伸缩方式的引弧；围护体14的圆筒体内空间构成等离子体发生室Ⅸ，第三电极19的圆环体内空间构成产物出口Ⅶ。本实施例中，当在螺线管圈15中进行循环流动冷却剂，使螺线管圈15成为围护体14的冷却盘管；当对螺线管圈15进行通电，使螺线管圈15成为电磁线圈，在围护体14的圆筒内周产生磁隔离层；S形密封圈22是一种剖面为S形的环型圈结构，其环型圈上有L形内槽面22-2和L形的外槽面22-3；在后电极架7的后端有第一电气接口25接入，第一电气接口25通过穿心牵紧杆9的金属体与第二电极12进行电气连接以及通过电刷26与引弧电极进行电气连接；在第一电极11的壁体上有第二电气接口23接入；在前端头17上有第三电气接口20接入，第三电气接口20通过前端头17和前电极架16的金属体与第三电极19进行电气连接；第二电极12、第三电极19和引弧电极13选用钨合金材料制作；后电极架7、第一电极11、前电极架16、前端头17和穿心牵紧杆9选用普通金属材料制作；围护体14选用耐高温非金属材料制作；螺线管圈15选用紫铜管绕制；绝缘连接件10选用胶木材料或聚四氟乙烯材料制作；密封环18和密封圈24选用具有导电性能的石墨石棉混合材料制作；磁珠1选用永磁体材料。本实施例在线圈骨架3的后端设置定位铁环28，利用的磁力，使驱动杆4定位，从而使引弧电极定位在伸出位置或缩回位置，因此本实施例只在需使驱动杆4前行或后退的过程中对电磁线圈进行通电，在驱动杆4定位后，就可对电磁线圈断电，实现节省电能和延长电磁线圈的寿命。
实施例2 图3和图8-10所示的实施方式中，另一种电离协同的热解装置主要由后电极架7、第一电极11、第二电极12、穿心牵紧杆9、围护体、前电极架16、第三电极19和电磁驱动组件组成，其中，后电极架7的前部为圆管体结构，在圆管体的前端有密封槽，在后电极架7中有导流管，在后电极架7的后部壁体中有轴向通孔，在轴向通孔的后端有圆槽腔7-4，在圆槽腔7-4的后端有条形槽7-5，第二电极12为圆柱体结构，在圆柱体的轴向中心有螺孔12-3，在第二电极12后端的圆柱体中有冷却环槽12-2，在冷却环槽12-2外环壁体上有S形密封面12-4，在第二电极12的螺孔12-3前端有扩口的圆形凹槽12-1；穿心牵紧杆9为空心结构，穿心牵紧杆9的后端有内六角大头9-3，穿心牵紧杆9的前端为外螺纹的牵紧螺头9-1；围护体为前后贯通的圆筒体结构，在围护体的圆筒体外围有螺线管圈；第二电极12安装在后电极架7前部的圆管体前端，第二电极12的S形密封面12-4通过S形密封圈22与后电极架7前部的圆管体前端进行紧密连接，穿心牵紧杆9的杆身依次穿过后电极架7后部壁体中的轴向通孔和导流管7-2的内空间以旋合方式连接到第二电极12轴向中心的螺孔12-3中，穿心牵紧杆9后端的内六角大头9-3深入到后电极架7轴向通孔后端的圆槽腔7-4，在圆槽腔7-4中有密封圈24，穿心牵紧杆9的内空间与第二电极12的圆形凹槽12-1相贯连通，穿心牵紧杆9的内空间构成引弧电极的伸缩滑道，后电极架7中的导流管伸入到第二电极12的冷却环槽12-2中，导流管的内壁与穿心牵紧杆9的外壁之间的空间构成冷却剂输入通道Ⅺ，冷却剂输入通道Ⅺ有冷却剂进口Ⅻ接入，导流管的外围空间构成冷却剂回流通道Ⅹ，冷却剂输入通道Ⅺ通过第二电极12的冷却环槽12-2连通到冷却剂回流通道Ⅹ，冷却剂回流通道Ⅹ有冷却剂出口Ⅰ接出；在后电极架7的圆槽腔7-4后端的条形槽7-5中有电刷26，电刷26用于与引弧电极进行电气连接，电刷盖6安装在后电极架7的后端，在电刷盖6的后端有连接螺头6-1；第一电极11为中空异径的回转体结构，第一电极11后部的内径大于前部的内径，第一电极11以螺纹连接方式安装在后电极架7与围护体14之间，第一电极11的壁体包围在第二电极12的周边，第一电极11前部的小径壁体与第二电极12的外壁之间的空间构成电离通道Ⅳ，第一电极11后部的大径内空间构成环形气室Ⅲ，环形气室Ⅲ有介质输入接口Ⅱ接入，环形气室Ⅲ通过电离通道Ⅳ连通到围护体14的内空间中；第三电极19和前电极架16为圆环体结构，第三电极19的圆环体嵌入在前电极架16中，第三电极19的前部的壁体上有前密封台阶19-1，第三电极19的后部壁体上有后密封台阶19-2，前电极架16的后部有槽口16-1，在前电极架16的前端有前端头17，前端头17为环形圈结构，前端头17的内环上有卡口17-1，第三电极19被夹持在前电极架16的槽口16-1与前端头17的卡口17-1之间，在第三电极19的前密封台阶19-1与前端头17的卡口17-1之间有密封环18，在第三电极19的后密封台阶19-2和前端头17的卡口17-1中有密封垫21，第三电极19外壁与前电极架16内壁之间的空间构成环形冷却腔Ⅵ，环形冷却腔Ⅵ有冷却液进口Ⅷ接入和冷却液出口Ⅴ接出；电磁驱动组件通过连接套5安装在后电极架7后端的电刷盖6连接螺头6-1上，电磁驱动组件由电磁线圈2和线圈骨架3组成，在线圈骨架3的后端有定位铁环28，线圈骨架3的中心为贯通的轴向孔道，在线圈骨架3中心的轴向孔道中有驱动杆4，驱动杆4为空心结构，在驱动杆4上有用于伸缩限位的限位大头4-1，在线圈骨架3中有用于驱动杆4后缩停止的限位台阶3-1，在驱动杆4中部和后部的空心杆体中有间隔设置的磁珠1和隔离珠27，引弧电极13以插入方式安装在驱动杆4的前部杆体中，引弧电极13从穿心牵紧杆9的内空间和第二电极12的圆形凹槽12-1中穿过，在第三电极19与第二电极12之间进行伸缩方式的引弧，或在前电极36与中间电极33之间、中间电极33与第二电极12之间进行伸缩方式的引弧；围护体14的圆筒体内空间构成等离子体发生室Ⅸ，第三电极19的圆环体内空间构成产物出口Ⅶ。本实施例中，当在螺线管圈15中进行循环流动冷却剂，使螺线管圈15成为围护体14的冷却盘管；当对螺线管圈15进行通电，使螺线管圈15成为电磁线圈，在围护体14的圆筒内周产生磁隔离层；S形密封圈22是一种剖面为S形的环型圈结构，其环型圈上有L形内槽面22-2和L形的外槽面22-3；在后电极架7的后端有第一电气接口25接入，第一电气接口25连接到穿心牵紧杆9，然后通过穿心牵紧杆9的金属体与第二电极12进行电气连接以及通过电刷26与引弧电极进行电气连接；在第一电极11的壁体上有第二电气接口23接入；在前端头17上有第三电气接口20接入，第三电气接口20通过前端头17和前电极架16的金属体与第三电极19进行电气连接；第二电极12、第三电极19和引弧电极13选用钨合金材料制作；第一电极11、前电极架16、前端头17和穿心牵紧杆9选用普通金属材料制作；围护体14选用耐高温非金属材料制作；螺线管圈15选用紫铜管绕制；后电极架7选用胶木材料或聚四氟乙烯材料制作；密封环18选用具有导电性能的石墨石棉混合材料制作；磁珠1选用永磁体材料。本实施例在线圈骨架3的后端设置定位铁环28，利用的磁力，使驱动杆4定位，从而使引弧电极定位在伸出位置或缩回位置，因此本实施例只在需使驱动杆4前行或后退的过程中对电磁线圈进行通电，在驱动杆4定位后，就可对电磁线圈断电，实现节省电能和延长电磁线圈的寿命。
实施例3 图5、6和图8-10所示的实施方式中，又一种电离协同的热解装置主要由后电极组件、中间电极组件、前电极组件和电磁驱动组件组成，其中，后电极组件由后电极架7、绝缘构件8、第一电极11、第二电极12和穿心牵紧杆9构成，后电极架7为回转体结构，在后电极架7上有中心圆孔7-1，中心圆孔7-1的前端有导流管7-2，中心圆孔7-1的后端有圆槽腔7-4，在圆槽腔7-4的后端有条形槽7-5；后电极架7中有导流管，绝缘构件8为中空回转体结构，绝缘构件8的前部为圆管体结构，在圆管体的前端有密封槽8-3，第一电极11为中空异径的回转体结构，第一电极11后部的内径大于前部的内径；第二电极12为圆柱体结构，第二电极12的轴向中心有螺孔12-3，在螺孔12-3前端有扩口的圆形凹槽12-1，在第二电极12后端的圆柱体中有冷却环槽12-2，在冷却环槽12-2外环壁体上有S形密封面12-4；穿心牵紧杆9为空心结构，穿心牵紧杆9的后端有内六角大头9-3，穿心牵紧杆9的前端为外螺纹的牵紧螺头9-1；后电极架7连接在绝缘构件8的后端，后电极架7前端的导流管7-2伸入到绝缘构件8前部的圆管体内空间中，第一电极11和第二电极12安装在绝缘构件8的前端，第一电极11的壁体包围在第二电极12的周边，第一电极11前部的小径壁体与第二电极12的外壁之间的空间构成电离通道Ⅳ，第一电极11后部的大径内空间构成环形气室Ⅲ，环形气室Ⅲ有介质输入接口Ⅱ接入，环形气室Ⅲ通过电离通道Ⅳ连通到围护体的内空间中；第二电极12连接在绝缘构件8前部的圆管体前端，第二电极12的S形密封面12-4通过S形密封圈22与绝缘构件8前部的圆管体前端进行紧密连接，穿心牵紧杆9的杆身依次穿过后电极架7的中心圆孔7-1和导流管7-2的内空间以旋合方式连接到第二电极12轴向中心的螺孔12-3中，穿心牵紧杆9后端的内六角大头9-3深入到后电极架7中心圆孔的后端的圆槽腔7-4中，在圆槽腔7-4中有密封圈24，穿心牵紧杆9的内空间与第二电极12的圆形凹槽12-1相贯连通，穿心牵紧杆9的内空间构成引弧电极的伸缩滑道，后电极架7中的导流管7-2伸入到第二电极12的冷却环槽12-2中，导流管的内壁与穿心牵紧杆9的外壁之间的空间构成冷却剂输入通道Ⅺ，冷却剂输入通道Ⅺ有冷却剂进口Ⅻ接入，导流管的外围空间构成冷却剂回流通道Ⅹ，冷却剂输入通道Ⅺ通过第二电极12的冷却环槽12-2连通到冷却剂回流通道Ⅹ，冷却剂回流通道Ⅹ有冷却剂出口Ⅰ接出；在后电极架7的圆槽腔7-4后端的条形槽7-5中有电刷26，电刷26用于与引弧电极进行电气连接，电刷盖6安装在后电极架7的后端，在电刷盖6的后端有连接螺头6-1；中间电极组件由中间电极架32和中间电极33构成，中间电极架32和中间电极33为圆环体结构，中间电极33以嵌入方式安装在中间电极架32的内空间中，中间电极33的壁体与中间电极架32内壁之间的空间构成环形冷却腔Ⅵ，环形冷却腔Ⅵ有冷却液进口Ⅷ接入和冷却液出口Ⅴ接出；前电极组件由前电极架16和前电极36构成，前电极36和前电极架16为圆环体结构，前电极36的圆环体嵌入在前电极架16中，前电极36的前部的壁体上有前环形台阶36-1，前电极36的后部壁体上有后环形台阶36-2，前电极架16的后部有槽口16-1，在前电极架16的前端有前端头17，前端头17为环形圈结构，前端头17的内环上有卡口17-1，前电极36被夹持在前电极架16的槽口16-1与前端头17的卡口17-1之间，在前电极36的前环形台阶36-1与前端头17的卡口17-1之间有密封环18，在前电极36的后环形台阶36-2和前端头17的卡口17-1中有密封垫21，前电极36外壁与前电极架16内壁之间的空间构成冷却水套ⅩⅣ，冷却水套ⅩⅣ有冷却液接入口ⅩⅤ接入和冷却液回流出口ⅩⅢ接出；后电极组件、中间电极组件和前电极组件进行串联设置，在后电极组件与中间电极组件之间有第一围护体31，在第一围护体31的外围有第一螺线管圈30，在中间电极组件与前电极组件之间有第二围护体35，在第二围护体35的外围有第二螺线管圈34，后电极组件、第一围护体31、中间电极组件、第二围护体35和前电极组件之间采用螺纹连接方式进行连接，在后电极组件与中间电极组件之间、中间电极组件与前电极组件之间各有密封垫片，第一围护体31的内空间构成第一等离子体发生室ⅩⅦ，第二围护体35的内空间构成第二等离子体发生室ⅩⅥ，前电极组件中的前电极36环内空间构成产物出口Ⅶ；电磁驱动组件通过连接套5安装在后电极架7后端的电刷盖6连接螺头6-1上，电磁驱动组件由电磁线圈2和线圈骨架3组成，在线圈骨架3的后端有定位铁环28，线圈骨架3的中心为贯通的轴向孔道，在线圈骨架3中心的轴向孔道中有驱动杆4，驱动杆4为空心结构，在驱动杆4上有用于伸缩限位的限位大头4-1，在线圈骨架3中有用于驱动杆4后缩停止的限位台阶3-1，在驱动杆4中部和后部的空心杆体中有间隔设置的磁珠1和隔离珠27，引弧电极13以插入方式安装在驱动杆4的前部杆体中，引弧电极13从穿心牵紧杆9的内空间和第二电极12的圆形凹槽12-1中穿过，在前电极36与中间电极33之间、中间电极33与第二电极12之间进行伸缩方式的引弧。本实施例中，中间电极组件为一组以上，至少一组；当在螺线管圈中进行循环流动冷却剂时，使螺线管圈成为围护体的冷却盘管，当对螺线管圈进行通电，使螺线管圈成为电磁线圈，在围护体的圆筒内周产生磁隔离层；S形密封圈22是一种剖面为S形的环型圈结构，其环型圈上有L形内槽面22-2和L形的外槽面22-3；在后电极架7的后端有第一电气接口25接入，第一电气接口25通过穿心牵紧杆9的金属体与第二电极12进行电气连接以及通过电刷26与引弧电极进行电气连接；在第一电极11的壁体上有第二电气接口23接入；在前端头17上有第三电气接口20接入，第三电气接口20通过前端头17和前电极架16的金属体与前电极36进行电气连接；第二电极12、前电极36和引弧电极13选用钨合金材料制作；后电极架7、第一电极11、前电极架16、前端头17和穿心牵紧杆9选用普通金属材料制作；第一围护体31和第二围护体35选用耐高温非金属材料制作；第一螺线管圈30和第二螺线管圈34选用紫铜管绕制；绝缘构件8选用胶木材料或聚四氟乙烯材料制作；密封环18和密封圈24选用具有导电性能的石墨石棉混合材料制作；磁珠1选用永磁体材料。本实施例在线圈骨架3的后端设置定位铁环28，利用的磁力，使驱动杆4定位，从而使引弧电极定位在伸出位置或缩回位置，因此本实施例只在需使驱动杆4前行或后退的过程中对电磁线圈进行通电，在驱动杆4定位后，就可对电磁线圈断电，实现节省电能和延长电磁线圈的寿命。
上述实施例在处理工业有害气体领域中应用或在固体废物处置领域中应用，应用时，先使引弧电极13的头端伸入到第三电极19或前电极36的环内空间中，把180-600V的等离子体工作电源连接到第一电气接口25，把10000V以上的高压电源连接到第二电气接口23，第三电气接口20为等离子体工作电源和高压电源的公共回路接口；然后把工业有害气体或水蒸汽或其他气源的工作气通过介质输入接口Ⅱ输入到环形气室Ⅲ中，再通过电离通道Ⅳ进入到围护体内的等离子体发生室中，10000V以上的高压电源使第一电极11与第二电极12之间的电离通道Ⅳ进行气流隔离方式的放电，使工业有害气体或水蒸汽或其他气源的工作气被电离而增加活性，同时使引弧电极13的头端与第三电极19或前电极36之间进行放电，在引弧电极13的头端与第三电极19或前电极36上形成初始电弧，然后对电磁线圈2进行反向通电，使驱动杆4向后移动，带动引弧电极13后移，使引弧电极13的头端缩退到第二电极12的圆形凹槽12-1中，从而把电弧引到第二电极12上，使第二电极12与第三电极19之间的等离子体发生室内形成高温等离子体电弧，或使第二电极12与中间电极33之间的第一等离子体发生室内形成高温等离子体电弧、中间电极33与前电极36之间的第二等离子体发生室内形成高温等离子体电弧；在经过电离通道Ⅳ被电离活化的工业有害气体再在等离子体发生室内的高温等离子体电弧的作用下，其有害气体的分子、原子将会重新组合而生成新的物质，从而使有害物质变为无害物质，处理后的目标产物从第三电极19或前电极36的环内空间输出；或水蒸汽通过电离活化后，再经高温等离子体电弧分解为氢、氧活性化学物作为气化剂利用，使固体有机废物气化为有用的化学原料气。

Claims (6)

1.一种电离协同的热解装置，包括电极和电极架，其特征是装置由后电极架（7）、第一电极（11）、第二电极（12）、穿心牵紧杆（9）、绝缘连接件（10）、围护体、前电极架（16）、第三电极（19）和电磁驱动组件组成，其中，后电极架（7）的前部为圆管体结构，后电极架（7）的后部壁体中有轴向通孔；第二电极（12）为圆柱体结构，在圆柱体的轴向中心有螺孔（12-3）；穿心牵紧杆（9）为空心结构，穿心牵紧杆（9）的前端为外螺纹的牵紧螺头（9-1）；围护体为前后贯通的圆筒体结构，在围护体的圆筒体外围有螺线管圈；第二电极（12）安装在后电极架（7）前部的圆管体前端，穿心牵紧杆（9）的杆身穿过后电极架（7）后部壁体中的轴向通孔以旋合方式连接到第二电极（12）轴向中心的螺孔（12-3）中；第一电极（11）和绝缘连接件（10）为圆环体结构，第一电极（11）的后端通过绝缘连接件（10）连接到后电极架（7）上，第一电极（11）的前端安装在围护体的后端，第一电极（11）的圆环壁体包围在第二电极（12）的周边，第一电极（11）的内壁与第二电极（12）的外壁之间的空间构成电离通道（Ⅳ）；第三电极（19）和前电极架（16）为圆环体结构，第三电极（19）以嵌入方式安装在前电极架（16）的内空间中，前电极架（16）携第三电极（19）安装在围护体的前端；电磁驱动组件安装在后电极架（7）的后端，电磁驱动组件中有驱动杆（4），驱动杆（4）的前部杆体用于安装引弧电极，穿心牵紧杆（9）的内空间构成引弧电极的伸缩滑道；绝缘连接件（10）的环形体内空间构成环形气室（Ⅲ），环形气室（Ⅲ）有介质输入接口（Ⅱ）接入，环形气室（Ⅲ）通过电离通道（Ⅳ）连通到围护体的内空间中；围护体的圆筒体内空间构成等离子体发生室（Ⅸ），第三电极（19）的圆环体内空间构成产物出口（Ⅶ）。
2.根据权利要求1所述的一种电离协同的热解装置，其特征是在第二电极（12）的螺孔（12-3）前端有扩口的圆形凹槽（12-1），圆形凹槽（12-1）与穿心牵紧杆（9）的内空间相贯连通。
3.根据权利要求1所述的一种电离协同的热解装置，其特征是后电极架（7）中有导流管（7-2），在第二电极（12）后端的圆柱体中有冷却环槽（12-2），后电极架（7）中的导流管（7-2）伸入到第二电极（12）的冷却环槽（12-2）中。
4.根据权利要求1所述的一种电离协同的热解装置，其特征是当在螺线管圈中进行循环流动冷却剂时，使螺线管圈成为围护体的冷却盘管；当对螺线管圈进行通电时，使螺线管圈成为电磁线圈，在围护体的圆筒内周产生磁隔离层。
5.根据权利要求1所述的一种电离协同的热解装置，其特征是在后电极架（7）的后部壁体中有条形槽（7-5），在条形槽（7-5）中有电刷（26），电刷（26）用于与引弧电极进行电气连接。
6.根据权利要求1所述的一种电离协同的热解装置，其特征是驱动杆（4）为空心结构，在驱动杆（4）中部和后部的空心杆体中有间隔设置的磁珠（1）和隔离珠（27）。
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