CN110740559A - 一种热等离子体发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热等离子体发生器，所述发生器包括枪头电极、电极安装座、辅助电极、耐火材料防护层、耐火材料保护管、风管、工作气体入口、火炬出口。在本发明中，根据废气治理的特点，对热等离子体发生器的枪头结构进行了改进，使得放电区域随着枪头电极的电蚀损耗能够动态移动，以延长枪头的使用寿命。此外，为降低发生器装置的电耗，在枪头内部增加了辅助电极，使得枪头电极可以采用更低电压的大电流直流电进行“续弧”，而通过对引弧电源和辅助电极的脉冲高压电源的控制，使得枪头电极的“引弧”更加容易，也使得枪头电极的“续弧”更加不易断弧。

Description

一种热等离子体发生器

技术领域

本发明涉及环保技术领域，涉及热等离子体产生装置，尤其涉及一种热等离子体发生器。

背景技术

热等离子体技术是近些年引入到环保领域的一项非常有价值的治理技术，热等离子体技术能够将电能转化成热量集中的热能，能量集中的区域所产生的温度可以达到3000℃至5000℃，在这一温度范围内，能够彻底分解一些难于分解的物质，如废气中的二噁英物质和固废等。

热等离子体产生装置中的关键部件，如产生热等离子体火炬的枪头，其枪头使用寿命和装置所耗电能是影响热等离子体产生装置在环保领域中应用的两大因素。目前，虽然枪头的使用寿命已经能够达到了300h至600h，但离市场的要求还存在很大的差距，同时热等离子体产生装置本身的高电耗问题也是需要亟待解决的关键问题。

枪头使用寿命和装置所耗电能与枪头结构和所采用的放电方式有关。根据热等离子体技术在环保领域中的应用特点，本发明的两大重要内容就是：1、对枪头结构进行改进；2、对枪头的放电方式进行创新。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种应用在环保领域中的热等离子体发生器结构，通过对枪头结构改进，使得放电区域随着枪头电极的电蚀损耗能够动态移动，进而延长枪头的使用寿命。同时，为降低装置的电耗，枪头电极采用大电流低压直流电进行“续弧”，而通过对引弧电源和脉冲高压电源的控制，实现对枪头电极的“引弧”和为枪头电极的不间断“续弧”创造条件。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种热等离子体发生器，包括有耐火材料保护管，在耐火材料保护管的一端固定安装有电极安装座，另一端为火炬出口，在耐火材料保护管的内部安装有枪头电极，枪头电极的一端固定在电极安装座上，另一端伸入到耐火材料保护管内部，所述的枪头电极有两根，两根枪头电极之间的间距随着电极长轴方向的距离变化而变化，其中两根枪头电极之间距离最近的区域为电极的引弧区域，沿气体流动方向的引弧区域之外的电极区域为续弧区域，在电极安装座上还安装有风管，风管一端伸入到耐火材料保护管内部，在风管与枪头电极的引弧区域之间安装有辅助电极。风管另一端为气体入口。

所述的辅助电极是从电极安装座上引入到风管与枪头电极的引弧区域之间的位置处，或者，从耐火材料保护管的管壁引入到风管与枪头电极的引弧区域之间的位置处的。

所述枪头电极的续弧区域处的电极形状为直线型或锯齿型或圆弧型。

在所述的耐火材料保护管内部还设有耐火材料防护层，并与耐火材料保护管贴合安装。

所述的耐火材料防护层内部为中空结构，耐火材料为氧化铝或氧化锆。

所述的耐火材料保护管为一段金属管道。

所述辅助电极安装在枪头电极“引弧”区的前端，辅助电极在脉冲高压电源的激励下持续放电，将产生的带电粒子送入到枪头电极所在的空间。

而且，进入到“引弧”区域的带电粒子，使枪头电极的“引弧”更加容易，进入到“续弧”区域的带电粒子，使枪头电极的“续弧”不易断弧；

所述耐火材料防护层放置在耐火材料保护管内，耐火材料防护层可以做成任意形状的中空结构，并与耐火材料保护管贴合安装。

而且，耐火材料防护层的中空通道也是本发明热等离子体发生器的工作气体通道；

所述耐火材料保护管为一段金属管道，用于保护耐火材料防护层，耐火材料保护管的一端与电极安装座连接，另一端为火炬出口；

工作气体通过安装在电极安装座上的风管进入到本发明的耐火材料防护层通道中，辅助电极在脉冲高压电源激励下产生带电粒子，带电粒子在工作气体的气流推动下送入到枪头电极的“引弧”区域和“续弧”区域，由引弧电源进行“引弧”，由大电流低压直流电源进行“续弧”。“续弧”区域产生的火炬在工作气体的气流推动下通过火炬出口送出。

本发明的优点是：1、本发明枪头电极改进，增加“续弧”的电极区域，任何电蚀损耗的点，可以由其它“续弧”区域自动代替，延长了枪头电极的使用寿命。

2、本发明增加的辅助电极，使得枪头电极的“引弧”更加容易，同时“续弧”不易断弧。此外，可以采用低的“续弧”直流电压，在同等“续弧”大电流下，能够大幅减少发生装置的额外电耗。

附图说明

图1为本发明装置的结构半剖示意图。

图2为图1的A—A向的剖视图。

图3为图1中的一种枪头电极结构图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种热等离子体发生器结构，所述发生器包括枪头电极1、电极安装座2、辅助电极3、耐火材料防护层4、耐火材料保护管5、风管6、工作气体入口7、火炬出口8；

所述枪头电极1包括两根电极，两根电极由金属材料构成，两根电极之间的间距随着电极长轴方向的距离变化而变化，其中两根电极之间最近的距离位置是枪头电极的“引弧”区。

而且，所述枪头电极1的一端与电极安装座2连接，其余部分电极插入到耐火材料防护层4的中空内部；

所述电极安装座2上安装枪头电极1、辅助电极3、风管6；

所述辅助电极3安装在枪头电极1“引弧”区的前端，辅助电极3在脉冲高压电源的激励下持续放电，将产生的带电粒子送入到枪头电极1所在的空间。

而且，进入到“引弧”区域的带电粒子，使枪头电极1的“引弧”更加容易，进入到“续弧”区域的带电粒子，使枪头电极1的“续弧”不易断弧；

所述耐火材料防护层4放置在耐火材料保护管5内，耐火材料防护层4可以做成任意形状的中空结构，并与耐火材料保护管5贴合安装。

而且，耐火材料防护层4的中空通道也是本发明热等离子体发生器的工作气体通道；

所述耐火材料保护管5为一段金属管道，用于保护耐火材料防护层4，耐火材料保护管5的一端与电极安装座2连接，另一端为火炬出口8；

工作气体通过安装在电极安装座2上的风管6进入到本发明的耐火材料防护层4通道中，辅助电极3在脉冲高压电源激励下产生带电粒子，带电粒子在工作气体的气流推动下送入到枪头电极1的“引弧”区域和“续弧”区域，由引弧电源进行“引弧”，由大电流低压直流电源进行“续弧”。“续弧”区域产生的火炬在工作气体的气流推动下通过火炬出口8送出。

工作气体为空气或氧气或其它气体，沿风管进入到辅助电极和枪头电极区域，将“续弧”区域的火焰从火焰出口处吹出；

或者，工作气体为废气，进入到“续弧”区域的电离区和高温区，对废气直接进行分解。

Claims (6)

1.一种热等离子体发生器，其特征在于：包括有耐火材料保护管，在耐火材料保护管的一端固定安装有电极安装座，另一端为火炬出口，在耐火材料保护管的内部安装有枪头电极，枪头电极的一端固定在电极安装座上，另一端伸入到耐火材料保护管内部，所述的枪头电极有两根，两根枪头电极之间的间距随着电极长轴方向的距离变化而变化，其中两根枪头电极之间距离最近的区域为电极的引弧区域，沿气体流动方向的引弧区域之外的电极区域为续弧区域，在电极安装座上还安装有风管，风管一端伸入到耐火材料保护管内部，在风管与枪头电极的引弧区域之间安装有辅助电极。

2.根据权利要求1所述的一种热等离子体发生器，其特征在于：所述的辅助电极是从电极安装座上引入到风管与枪头电极的引弧区域之间的位置处，或者，从耐火材料保护管的管壁引入到风管与枪头电极的引弧区域之间的位置处的。

3.根据权利要求1所述的一种热等离子体发生器，其特征在于：所述枪头电极的续弧区域处的电极形状为直线型或锯齿型或圆弧型。

4.根据权利要求1所述的一种热等离子体发生器，其特征在于：在所述的耐火材料保护管内部还设有耐火材料防护层，并与耐火材料保护管贴合安装。

5.根据权利要求4所述的一种热等离子体发生器，其特征在于：所述的耐火材料防护层内部为中空结构，耐火材料为氧化铝或氧化锆。

6.根据权利要求5所述的一种热等离子体发生器，其特征在于：所述的耐火材料保护管为一段金属管道。

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