[发明专利]高效非转移弧等离子焚烧系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于等离子技术领域，并且更具体地，涉及一种高效非转移弧等离子焚烧系统和方法。

背景技术

等离子态是物质的第四态，宇宙中几乎99﹪的物质(不包括尚未确认的暗物质)都处于等离子态。

等离子体的温度分布范围从10K的低温到核聚变等离子体的10亿K超高温并且拥有一系列独特性质，使等离子体在纳米材料生产、新材料合成、热加工制造、冶炼、钻探、煤化工、垃圾废物处理、材料表面处理、电子、新能源、军事、航空航天等领域获得广泛应用。

近几十年来，等离子体发生器的研制及等离子诊断技术的开发均取得了巨大的进展，并且等离子体研制与开发的重点已不再局限于航天航空方面的应用，而是更多地转向机械、化工、冶金、环保等工业部门的应用，特别是在材料加工与新材料研制方面的应用。

然而，现有技术中传统等离子燃烧装置和燃烧技术能量消耗较大、热量产生较小，释放相同的热量需要更多的电能，不适用于等离子节能利用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高效非转移弧等离子焚烧系统和方法。

根据本发明的一方面，提供一种高效非转移弧等离子焚烧系统，包括焚烧室、废气转向阀和一端伸入焚烧室并可在焚烧室内产生等离子弧且结构相同的至少两个非转移弧等离子系统，其中每个非转移弧等离子系统通过废气转向阀连通至焚烧室。

根据本发明的一个实施例，还包括空压机，该空压机与焚烧室连通。

根据本发明的一个实施例，非转移弧等离子系统还包括燃气站、气阀、气体混合器、非转移弧等离子枪和非转移弧等离子设备，其中：

燃气站通过气阀连接至气体混合器的第一入口，废气转向阀连接至气体混合器的第二入口，气体混合器的出口连接至非转移弧等离子枪，非转移弧等离子设备与非转移弧等离子枪相连。

根据本发明的一个实施例，非转移弧等离子设备包括电源、冷水机和氩气瓶，电源和冷水机通过水电缆管连接至非转移弧等离子枪，氩气瓶连通至非转移弧等离子枪的气路。

根据本发明的一个实施例，还包括调节焚烧室内气体压力的排气阀，该排气阀通过废气转向阀连接至焚烧室。

根据本发明的另一方面，还提供一种采用上述高效非转移弧等离子焚烧系统进行焚烧的方法，包括：

1)启动所有非转移弧等离子系统，向非转移弧等离子系统的非转移等离子枪中通入氩气，启动高频引弧，以使系统引弧成功；

2)调整废气转向阀使来自焚烧室内的废气进入第一非转移弧等离子系统的气体混合器中，同时向气体混合器中通入燃气，废气和燃气的混合气体进入第一非转移弧等离子系统的非转移弧等离子枪中，在第一非转移弧等离子系统的非转移弧等离子设备的作用下使非转移弧等离子枪产生非转移等离子大弧，进而对焚烧室内部进行焚烧；此时，其他的非转移弧等离子系统的气阀关闭，仅通入氩气产生非转移等离子小弧；

3)在上述步骤2)工作一段时间后，调整废气转向阀的方向，使来自焚烧室内的废气进入第二非转移弧等离子系统的气体混合器中，同时向气体混合器中通入燃气，燃气和废气的混合气进入第二非转移弧等离子系统的非转移弧等离子枪中，在第二非转移弧等离子系统的非转移弧等离子设备的作用下使非转移弧等离子枪产生非转移等离子大弧，进而对焚烧室内部进行焚烧；此时，第一非转移弧等离子系统和其他非转移弧等离子系统的气阀关闭，仅通入氩气产生非转移等离子小弧；

4)在上述步骤3)工作一段时间后，再次改变废气转向阀的方向，使所有非转移弧等离子系统中的非转移弧等离子枪逐个产生非转移等离子大弧，同时其他非转移弧等离子枪产生非转移等离子小弧；循环上述步骤。

根据本发明的一个实施例，步骤1)中氩气流量保持在50-100L/min。

根据本发明的一个实施例，检测焚烧室内气压，当气压高于预定值时，打开排气阀，同时废气转向阀将排气阀和焚烧室连通。

根据本发明的一个实施例，步骤3)和4)中，工作一段时间均为90秒。

根据本发明的一个实施例，非转移弧等离子设备中的电源为小电流大电压电源。

在本发明中，燃气站、气阀、气体混合器、废气转向阀、焚烧室和非转移弧等离子枪之间通过气管采用螺纹连接进行相连；非转移弧等离子设备与水电缆管之间采用螺纹连接，水电缆管与非转移弧等离子枪之间采用螺纹连接，空压机与焚烧室之间也通过气管采用螺纹连接进行相连。

在本发明中，气管是不锈钢气管和耐热钢气管。低温区域采用不锈钢气管，高温区域采用耐热钢气管。