[实用新型]一种大功率等离子体炬装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种增大等离子炬功率的装置，特别是一种通过等离子直线炬和V型炬的安装和组合，形成一种具备大功率的等离子发生器的装置。

背景技术

在等离子发生器的研究与利用中，直线等离子炬的应用领域很广，特别是在一些高新技术领域，如化工、材料、冶金以及废物处理方面具有许多独特的优势。利用等离子体中的高温等离子体流射所形成的高温区域，将一些难以分解的和需要高温离子流场才能分解的物质完全分解，得到所需要的裂解气，特别是在煤热解和煤气化两种工艺中，等离子体炬辅助下的煤热解和煤气化两种工艺中的关键设备是等离子体发生器，特别是在煤热解工艺中，等离子体发生器提供了煤热解过程所消耗的能量；在煤气化工艺中等离子体发生器所提供的高能量密度的粒子流也使该过程发生了深刻的变化，由此看出，等离子体发生器的主要作用就是提供高温，等离子体发生器内的温度往往可以作为进一步计算等离子体炬温度分布的初值，因此对等离子体发生器进行温度计算是十分必要的。而直线等离子体发生器的功率一般为50kW~90kW，按1h算至少输入180MJ/h~324M/h的能量，由于电量不能够直接加热不导电的气体，因此这些电能也不可能全部用于加热工作气体。在煤转化反应过程中，利用煤炭中碳氢容易形成乙炔的特性，将高温等离子体炬应用到煤转化过程中。要使得煤粉在等离子体中反应后产出最大量的乙炔，则需要利用等离子体炬高温高焓的特点，并且要在毫秒级的时间里完成反应。但是单个直线炬的功率有限，能够提供的温度场也达不到煤粉裂解得乙炔的要求，因此，开发一种新的能够提供大功率高温高焓温度场的直线等离子体装置，对高温煤转化反应起着关键作用。

发明内容

本实用新型是提供一种能够提高等离子体炬发生功率的大功率等离子体炬装置，解决等离子体炬功率低、功率难以提高的局限性，即由两个或两个以上的等离子体炬按照设定好的角度组合安装的等离子体发生器，连接在一个腔体上，等离子炬的轴线交汇于腔体的中心区域，轴线或在一个平面交汇，或在空间交汇，最终形成的等离子体在腔体中心区域交汇，并成一定的汇流形式，产生大功率、高温度场的区域，以满足大的能量需要。

一种大功率等离子体炬装置，包括如下依次连接的设备：等离子体电源、引弧装置、等离子体炬、腔体、混合器、淬冷装置；上述装置有序连接；等离子电源通过引弧装置与等离子体炬连接，两台或两台以上等离子炬安装在腔体上，腔体与混合段连接，混合段下接淬冷装置。

上述的一种大功率等离子体炬装置，其装置由两台或多台直线等离子炬安装组成，也可以是两台或多个由两台直线等离子炬组成的V型炬安装组成，可以大幅度提高直线等离子炬的功率。

上述的一种大功率等离子体炬装置，其V型炬的角度在0°＜β＜180°，进一步增大功率。

上述的一种大功率等离子体炬装置，其外壳为绝缘材料，内部电极外壳为高绝缘材料，如有机玻璃、石英等；确保等离子体反应器稳定运行、放电均匀正常。

本实用新型的优点在于解决了单个直线等离子体炬反应装置功率有限、难以提升功率的局限性，在重新安装和组合后将等离子体炬的整体功率增大，达到所需的功率及温度场，能够满足需要在高温高焓条件下才能反应分解的物质的条件。

本实用新型不仅仅应用与高温煤裂解反应中，也可以应用于化工、材料、冶金以及废物处理方面等方面；它还具有反应速率快，效率高，无污染等优点。

附图说明

图1为一种大功率等离子体炬装置工艺流程图。图中1为等离子电源，2为引弧装置，3等离子体炬，4为腔体，5为混合器，6为淬冷装置。

图2、3、4均为一种大功率等离子体炬装置安装示意图。图中7是等离子体流射交汇点或区域。

图2为实施例一安装示意图；图3为实施例二安装示意图；图4为实施例三安装示意图。

具体实施方式

实施例一

参照图1-2，一种大功率等离子体炬装置，包括如下依次连接的设备：等离子体电源1、引弧装置2、等离子体炬3、腔体4、混合器5、淬冷装置6，上述装置有序连接；等离子电源1通过引弧装置2与等离子体炬3连接，两台或两台以上等离子炬3安装在腔体4上，两台或两台以上等离子体炬3沿圆周径向按设计好的角度均匀对称分布，两台或两台以上等离子体炬3的轴线均交汇到圆的中心点，腔体4与混合段5连接，混合段5下接淬冷装置6。