作氣送入到第二環(huán)形氣室VI中，然后通過切向氣道XIII以旋轉(zhuǎn)氣流方式進(jìn)入到第二放電區(qū)VID ;把水蒸汽進(jìn)行過熱后，作為氣化劑和載氣攜煤粉或炭粉或碳黑送入料道XIX中，再由噴料孔X VID和擴(kuò)散腔X Vn進(jìn)入到第一放電區(qū)III ;同時(shí)在第二陽極5和陰極I之間施加電能，在陰極頭1-3的頭端便發(fā)射電子，陰極頭1-3頭端發(fā)射的電子工作氣流的約束，經(jīng)第一壓縮孔道IV進(jìn)入第一噴射腔V，被第一噴射腔V的管壁吸收，使得陰極頭1-3的頭端與第一噴射腔V的管壁產(chǎn)生第一級(jí)高溫等離子體電?。凰羝兔悍刍蛱糠刍蛱己谂c第一級(jí)高溫等離子體電弧混合，形成混合離子電弧，通過第一壓縮孔道IV噴入到第一噴射腔V中；第一陽極3前端的中繼電極3-1頭端同時(shí)發(fā)射電子，中繼電極3-1頭端發(fā)射的電子受到工作氣流約束，經(jīng)第二壓縮孔道IX進(jìn)入到第二噴射腔X，被第二噴射腔X的管壁吸收，使得中繼電極3-1的頭端與第二噴射腔X的管壁之間產(chǎn)生第二級(jí)高溫等離子體電弧，噴入到第一噴射腔V中的混合離子電弧與第二級(jí)高溫等離子體電弧進(jìn)行串聯(lián)混合，形成等離子體火炬，從第二噴射腔X的出口噴出，進(jìn)入到余熱鍋爐的爐膛內(nèi)。上述過程中，水蒸汽作為載氣攜煤粉或炭粉或碳黑進(jìn)入到噴槍內(nèi)的第一放電區(qū)III，這時(shí)，水蒸汽已與煤粉或炭粉或碳黑充分混合，在第一放電區(qū)III的強(qiáng)電場作用和高溫等離子體電弧的作用下，水蒸汽被電離和分解為氫、氧的活性化學(xué)物，同時(shí)，煤粉或炭粉或碳黑在噴槍內(nèi)高溫等離子體電弧的作用下快速升溫，成為高溫物質(zhì)，因此，高溫的煤粉或炭粉或碳黑與高活性的水蒸汽分解物極易進(jìn)行快速氣化反應(yīng)，使煤粉或炭粉或碳黑氣化，生成一氧化碳和氫氣的合成氣，由第一壓縮孔道IV噴出進(jìn)入到第一噴射腔V中，然后，又在第二放電區(qū)麗、第二壓縮孔道IX和第二噴射腔X的強(qiáng)電場環(huán)境和高溫環(huán)境中，使未氣化的煤粉或炭粉或碳黑氣化得到進(jìn)一步完全氣化。高溫的合成氣隨等離子體火炬噴入余熱鍋爐的爐膛內(nèi)，由余熱鍋爐進(jìn)行熱量回收，用于發(fā)電，合成氣中的熱能被余熱鍋爐吸收而降溫，降溫后的合成氣再通過除塵凈化后送入后級(jí)設(shè)備，作為生產(chǎn)氫氣或甲醇或合成氨的原料氣利用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于氣化的等離子體噴槍，由絕緣槍架(2)、陰極(1)、第一陽極(3)和第二陽極(5)組成，絕緣槍架(2)為中空回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)；陰極(I)上有空心連桿(1-1)，空心連桿(1-1)的前端有陰極頭(1-3)，陰極頭(1-3)的軸向中心有噴料孔，第一陽極(3)或第二陽極(5)為文丘里噴管結(jié)構(gòu)，第一陽極(3)或第二陽極(5)由后向前依次為喇叭口收窄段、喉口段和喇叭形擴(kuò)張段，其特征是絕緣槍架(2)的中空回轉(zhuǎn)體中由后向前依次有后腔(2-15)、中腔(2-11)和前腔(2-7)，在后腔(2-15)與中腔(2-11)之間有過孔(2_13)和第一承插孔(2-12)，第一承插孔(2-12)與中腔(2-11)相鄰，在中腔(2_11)與前腔(2_7)之間有通孔(2-9)和第二承插孔(2-8)，第二承插孔(2-8)與前腔(2-7)相鄰；第一陽極(3)或第二陽極(5)的后部壁體上有榫頭； 第二陽極(5)安裝在絕緣槍架(2)的前腔(2-7)中，第二陽極(5)后部壁體上的榫頭嵌入到第二承插孔(2-8)中，第二陽極(5)的外壁與絕緣槍架(2)的前腔(2-7)內(nèi)壁之間的空間構(gòu)成第三冷卻水套(XI);第一陽極(3)安裝在絕緣槍架(2)的中腔(2-11)中，第一陽極(3)后部壁體上的榫頭嵌入到第一承插孔(2-12)中，第一陽極(3)的前部嵌入到通孔(2-9)中，第一陽極(3)的頭端置于第二陽極(5)后端的喇叭口空間中，第一陽極(3)的外壁與絕緣槍架(2)的中腔(2-11)內(nèi)壁之間的空間構(gòu)成第二冷卻水套(XIV);陰極(I)安裝在絕緣槍架(2)的后腔(2-15)中，陰極頭(1-3)的頭端由過孔(2-13)伸出進(jìn)入到第一陽極(3)后端的喇叭口空間中，陰極頭(1-3)的外壁、空心連桿(1-1)的外壁與絕緣槍架(2)的后腔(2-15)內(nèi)壁之間的空間構(gòu)成第一冷卻水套(I )； 在絕緣槍架(2)的后腔(2-15)與中腔(2-11)之間的壁體中有第一環(huán)形氣室(II)，第一環(huán)形氣室(II)有第一工作氣輸入接口(2-1)接入，第一環(huán)形氣室(II)連通到第一陽極(3)后端的喇叭口空間中；在絕緣槍架(2)的中腔(2-11)與前腔(2-7)之間的壁體中有第二環(huán)形氣室(VI)，第二環(huán)形氣室(VI)有第二工作氣輸入接口(2-2)接入，第二環(huán)形氣室(VI)連通到第二陽極(5 )后端的喇叭口空間中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣化的等離子體噴槍，其特征是在陰極頭(1-3)的壁體周邊有凸沿(1-2)，在絕緣槍架(2)的后腔(2-15)與過孔(2-13)之間有第一密封槽(2-14)，陰極頭(1-3)壁體上的凸沿(1-2)嵌入在第一密封槽(2-14)中，在第一密封槽(2-14)中有第一密封環(huán)(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣化的等離子體噴槍，其特征是在第一陽極(3)后部壁體的榫頭上有第二密封環(huán)(11);在第一陽極(3)的前部壁體外側(cè)有凸環(huán)，在絕緣槍架(2)的中腔(2-11)與通孔(2-9)之間有第二密封槽(2-10)，第一陽極(3)前部壁體外側(cè)的凸環(huán)嵌入到第二密封槽(2-10)中，在第二密封槽(2-10)中有第三密封環(huán)(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣化的等離子體噴槍，其特征是在第二陽極(5)后部壁體的榫頭上有第四密封環(huán)(8);在第二陽極(5)的前部壁體上有定位凸臺(tái)，第二陽極(5 )前部壁體上的定位凸臺(tái)嵌入在絕緣槍架(2 )的前腔(2-7 )前端壁體中，在第二陽極(5 )前部壁體的定位凸臺(tái)與前腔(2-7)的前端壁體之間有第五密封環(huán)(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣化的等離子體噴槍，其特征是在絕緣槍架(2)的后腔(2-15)與中腔(2-11)之間的壁體中有切向氣槽(XV)，第一環(huán)形氣室(II)通過切向氣槽(XV)連通到第一陽極(3)后端的喇叭口空間中；在絕緣槍架(2)的中腔(2-11)與前腔(2-7)之間的壁體中有切向氣道(XIII)，第二環(huán)形氣室(VI)通過切向氣道(XIII)連通到第二陽極(5)后端的喇叭口空間中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣化的等離子體噴槍，其特征是第一冷卻水套(I)的后部有冷卻水輸入接口(1-4)接入，在第一冷卻水套(I )的前部與第二冷卻水套(XIV)的后部之間有第一過水孔(X VD進(jìn)行連通，在第二冷卻水套(XIV)的前部與第三冷卻水套(XI)之間有第二過水孔(ΧΠ)進(jìn)行連通，第一過水孔(XVI)或第二過水孔(XD為多根設(shè)置，呈環(huán)形分布在絕緣槍架(2)的壁體中，在第三冷卻水套(XI)的前部有冷卻水輸出接口( 2-3)接出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣化的等離子體噴槍，其特征是空心連桿(1-1)的內(nèi)空間構(gòu)成料道(XIX)，料道(XIX)有原料輸入接口(1-5)接入，在料道(XIX)的壁體內(nèi)側(cè)有隔熱襯套(15);陰極頭(1-3)軸向中心的噴料孔直徑小于料道(XIX)的直徑，在噴料孔前端的陰極頭體中有擴(kuò)散腔(XVD，料道(XIX)通過噴料孔和擴(kuò)散腔(XVE)連通到第一陽極(3)后端的喇叭口空間中。
【專利摘要】一種用于氣化的等離子體噴槍，涉及等離子體設(shè)備，由絕緣槍架、陰極、第一陽極和第二陽極組成，絕緣槍架由后向前依次有后腔、中腔和前腔，陰極上有空心連桿，空心連桿的前端有陰極頭，第一陽極或第二陽極由后向前依次為喇叭口收窄段、喉口段和喇叭形擴(kuò)張段；第二陽極安裝在絕緣槍架的前腔中，第二陽極的外壁與前腔內(nèi)壁之間的空間構(gòu)成第三冷卻水套；第一陽極安裝在絕緣槍架的中腔中，第一陽極的外壁與中腔內(nèi)壁之間的空間構(gòu)成第二冷卻水套；陰極安裝在絕緣槍架的后腔中，陰極頭的頭端進(jìn)入到第一陽極后端的喇叭口空間中。本發(fā)明使煤粉或炭粉或碳黑在等離子體噴槍內(nèi)直接進(jìn)行快速氣化，生產(chǎn)以一氧化碳和氫氣為主要成分的合成氣，氣化率接近100%。
【IPC分類】H05H1-42, H05H1-34
【公開號(hào)】CN104869741
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510344077
【發(fā)明人】周開根
【申請(qǐng)人】周開根
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年6月22日