[发明专利]一种双阴极等离子体雾化燃烧器

说明书

技术领域

本发明属于石化、冶金以及电力行业等离子燃烧器技术领域，具体涉及一种双阴极等离子体雾化燃烧器。

背景技术

等离子体是指气体被电离产生的含有大量电子，离子，激发态分子，原子以及自由基团的高活性物质，又被称作物质的“第四态”，低温等离子体温度范围在几千到几万度，也就热等离子体，热等离子体应用于工业上，可以做煤粉锅炉点火枪，垃圾，固体废弃物的气化等，燃气轮机的点火以及稳燃，化工方面的氢气制备，当前也有大量研究使用热等离子体制备石墨烯等材料。

目前等离子燃烧器作为热源的供应者主要应用于电站粉煤锅炉点火，固废垃圾熔融处理，飞灰处理等方面，已有的等离子燃烧器多使用单一气源作为等离子体产生的介质气源，介质气源主要为压缩空气，氩气，氢气等简单气体，使用过程中通过高压击穿或接触拉弧的方式产生电弧，用于电离介质气体。

现有的等离子燃烧器主要的供热通过电能电离介质气体从而产生热等离子体，通过热等离子体进行供热，对作为二次能源的电能消耗巨大。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种双阴极等离子体雾化燃烧器，通过机械雾化的方式对液体燃料进行雾化，使雾化后的燃料和空气的部分电离的等离子体通入后，与未电离的部分燃料与空气进入到阴极喷口之后在等离子体的高温作用下进行燃烧，可以从燃料化学热和等离子体两方面得到所需温度，同时减小等离子体电能的消耗，取消点火装置，火焰温度更高、可燃用品质较低的燃料。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种双阴极等离子体雾化燃烧器，包括：燃烧器壳体、第一阴极、第二阴极、阳极和雾化组件，其中，

所述第一阴极贯穿设置于所述燃烧器壳体内，并与所述燃烧器壳体间形成冷却腔；所述第一阴极为中空结构，且设置有将所述中空结构与所述冷却腔连通的通水孔；

所述燃烧器壳体的外部贴合设置有所述阳极，所述阳极的一端与所述燃烧器的环形板连接，所述阳极另一端的缩口与所述第一阴极的放电段配合设置；

所述第二阴极的一端与所述燃烧器壳体的环形板连接，所述阳极位于所述第二阴极的内部，所述阳极的外部设置有绝缘层；

在水平方向，所述第二阴极与所述绝缘层间形成空气通路，所述阳极、绝缘层上对应设置有通孔，使得所述空气通路内的空气经所述通孔到达所述第一阴极的放电段与所述阳极缩口处形成的间隙中；

在竖直方向，所述阳极与所述第二阴极间形成燃料通路，所述第二阴极上设置有燃料孔，所述燃料孔内设置有雾化喷头，将燃料送至所述燃料通路中，且所述燃料通路中的所述阳极与所述第二阴极间对应设置有放电凸起；

所述雾化组件包括依次连接的液体入口、弹簧、分配盘和雾化喷口。

进一步的，所述液体入口端的压力为1~2Mpa，所述雾化组件将液态燃料破碎为60~120μm。

进一步的，所述第一阴极包括：阴极直段和放电段，其中，所述阴极直段的一端为冷却水进口，且设置有阴极接头；所述阴极直段的另一端均匀设置有多个通水孔；所述燃烧器壳体上设置有冷却水出口，使得所述冷却腔内的冷却水循环流动；

所述第二阴极设置有空气进口和燃料进口，其中，所述空气进口与所述空气通路连接；所述燃料进口经所述燃料孔与所述燃料通路连通。

进一步的，还包括：多个密封件，

一个所述密封件设置于所述第一阴极与所述燃烧器壳体的接触处；

一个所述密封件设置于所述第二阴极与所述阳极外部的绝缘层的接触处；

位于所述燃烧器壳体内的所述第一阴极的外部设置有绝缘层；

所述绝缘层的材料由聚四氟制成。

进一步的，还包括连接件，所述连接件分别与所述环形板、第二阴极连接，对所述第二阴极进行固定。

进一步的，所述阳极为圆筒结构，所述放电段的放电尖头与所述缩口形成的间隙为3~5mm；

所述第二阴极为圆筒结构，所述阴极上设置有喷口；

两个所述放电凸起间形成的间隙为3~5mm。

进一步的，所述第一阴极和第二阴极分别与阴极导线连接，所述阳极与阳极导线连接，通过改变空气和燃料的比例、第一阴极、第二阴极和阳极的电压调节等离子体火焰的功率。

进一步的，所述第一阴极、第二阴极和阳极均由紫铜材料制成。

进一步的，还包括：堵板，所述堵板可拆卸的设置在所述燃烧器壳体的一侧，所述堵板与所述燃烧器壳体、所述第一阴极间形成所述冷却腔。

进一步的，所述空气通路内的介质为空气或压缩空气；