利用熔丝引弧的等离子体热解装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及等离子体设备，特别是涉及到一种电弧等离子体装置。
【背景技术】
[0002]当前，等离子技术已得到广泛的应用，工业上应用于等离子点火、等离子喷涂、金属冶炼、等离子加热制造纳米材料、切割、垃圾焚烧废物处理等。等离子体的处理方式和一般的方式大不一样，等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，伴随着放电现象将会生成了激发原子、激发分子、离解原子、游离原子团、原子或分子离子群的活性化学物以及它们与其它的化学物碰撞而引起的反应。在等离子体发生器中，放电作用使得工作气分子失去外层电子而形成离子状态，经相互碰撞而产生高温，温度可达几万度以上，被处理的化工有害气体受到高温高压的等离子体冲击时，其分子、原子将会重新组合而生成新的物质，从而使有害物质变为无害物质。
[0003]在固体废物处置领域，把水蒸汽通过等离子体装置分解为氢、氧活性化学物后再作为气化剂送入气化炉，与生活垃圾或医疗垃圾或工业有机废物或农林废弃物进行气化反应，所进行的反应是放热反应，不需输入氧气或空气助燃，因此可以把生活垃圾或医疗垃圾或工业有机废物或农林废弃物转化为符合化工原料应用要求的富氢合成气。
[0004]研发一种结构合理、适合其目标产物应用的等离子体装置是本领域研发人员的任务，提高等离子体装置的效率、减少电能消耗是本领域研发人员所追求的目标。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种适合处理化工有害气体或热解用途的等离子体装置，并使装置结构简单合理和效率高，以减少电能消耗。
[0006]本发明的一种利用熔丝引弧的等离子体热解装置，包括第一电极3、第二电极5、第三电极6和电极架9，其特征是第一电极3为圆盘体结构，圆盘体的中心有贯通的圆孔，其贯通圆孔的右端有扩口的凹槽3-1;支持架2的左侧部分为圆槽体结构，支持架2的右侧部分为圆筒体结构，左侧部分的圆槽体内空间与右侧部分的圆筒体内空间相通，在支持架2的左端壁体中心有通孔，在支持架2左侧的圆槽口有安装台阶2-1，第一电极3安装在安装台阶2-1上;支持架2的圆筒体右端连接到第三电极6上，第三电极6通过绝缘连接件8连接到电极架9上，第二电极5安装在电极架9上，第三电极6为圆环体结构，第二电极5为圆棒体结构，第二电极5的圆棒体从第三电极6的圆环体内空间中穿过，第二电极5的头端伸入到支持架2的圆筒体内空间中，第二电极5的棒体与第三电极6的圆环壁体之间的空间构成电离通道X，支持架2的圆筒内空间构成等离子体发生室ΙΠ，等离子体发生室m有产物出口 Π接出；在第一电极3圆盘体中心的圆孔与支持架2左端壁体中心的通孔之间有穿心牵紧杆1进行紧密连接，穿心牵紧杆1的内空间构成引弧熔丝的过孔。
[0007]本发明中，穿心牵紧杆1的空心入口构成熔丝安装口1-4，熔丝安装口 1-4的壁体上有紧固螺孔1-5，穿心牵紧杆1的内空间与第一电极3的凹槽3-1进行贯通相连;支持架2左侧部分的圆槽体内空间构成环形冷却室Μ，环形冷却室Μ有冷却剂进口XI接入和冷却剂出口I接出；在第一电极3的左侧有冷却环槽3-2，冷却环槽3-2与环形冷却室ΧΠ相通;产物出口 Π设置在支持架2的壁体上;在支持架2左端壁体中心的通孔中有密封槽2-2;绝缘连接件(8)为圆环体结构，绝缘连接件(8)的圆环内空间构成环形气室(VI)，在绝缘连接件(8)的壁体上有介质输入接口( V )接入到环形气室(VI)，环形气室(VI)通过电离通道(X )连通到支持架(2)内的等离子体发生室(ΠΟ;电极架9为中空回转体结构，在电极架9上有安装螺口 9-3和连接螺口 9-2，安装螺口 9-3用于安装第二电极5，连接螺口 9-2连接到绝缘连接件8上，在中空回转体内有导流管9-1，第二电极5的圆棒体结构内有冷却腔IV，导流管9-1伸入到冷却腔IV中，导流管9-1的外围空间构成冷却剂回流通道VI，导流管9-1有冷却液进口 IX接入，冷却剂回流通道砸有冷却液出口 W接出；在电极架9的壁体上有第一电气接口 10接入，第一电气接口 10连通到第二电极5;在第三电极6的壁体上有第二电气接口 11接入;在穿心牵紧杆1的左端有第三电气接口 14接入，第三电气接口 14连通到第一电极3。
[0008]本发明中，所述的引弧熔丝为低熔点材料的棒材、线或丝，包括铝线、细铜线或锡铅合金材料的保险丝，应用时，引弧熔丝设置在穿心牵紧杆1内的熔丝过孔1-2中，引弧熔丝从第一电极3的凹槽3-1中伸出，进入到支持架2的圆筒体内空间中并接近第二电极5的头端，引弧熔丝的头端与第二电极5的头端的初始引弧距离优选为5-30mm，引弧熔丝的后端被紧固螺栓16固定在熔丝安装口 1 -4中。
[0009]在等离子体装置中，等离子体电弧在二个主电极之间产生，在二个主电极之间能维持等离子体电弧稳定运行的条件下，二个主电极之间的空间距离越大，等离子体电弧的行程越长，其电子相互碰撞的机会和次数就会更多，其能量就会越大，当用于处理工业有害气体时，有害气体受到高温高压等离子体冲击的强度会更大，其重新组合变为无害物质的效率会更高。本发明利用熔丝进行引弧，先使用引弧熔丝使二个主电极之间的引弧距离缩短，以降低引弧电压，然后引弧熔丝被熔蚀而缩短，使二个主电极之间产生高温等离子体电弧。本发明采取利用熔丝引弧的措施来使等离子体装置的二个主电极之间的空间距离得到延长，加大高温等离子体的能量，提高了效率和节省电能;本发明适合在不频繁起动的长期连续运行的设备上应用，省略了引弧电极的驱动装置，降低了制造成本，结构简单合理，操作简便，熔丝极为廉价，其成本可以忽略，因此，本发明具有极高的性价比。所述的二个主电极为第一电极3和第二电极5。
[0010]本发明在处理工业有害气体领域中应用或在固体废物处置领域中应用，为了进一步提高等离子体装置的效率，本发明在结构中设置了第三电极6，第二电极5从第三电极6的圆环体内空间中穿过，使第三电极6内壁与第二电极5外壁之间的空间构成电离通道X。应用时，等离子体工作电源连接到第一电气接口 10，然后通过电极架9的金属材质连接到第二电极5，把高压电源连接到第二电气接口 11，第三电气接口 14为等离子体工作电源和高压电源的公共回路接口，第三电气接口 14通过穿心牵紧杆1的金属材质连接到第一电极3和引弧熔丝;所述的等离子体工作电源为180-600V电压的电源，其特点是低电压大电流，所述的高压电源为10000V以上的电源，其特点是高电压小电流。然后把工业有害气体或水蒸汽或其他气源的工作气接入介质输入接口 V，由环形气室VI进入电离通道X中，便在电离通道X内形成气流隔离放电方式的电场，使工业有害气体或水蒸汽或其他气源的工作气被电离而增加活性，被电离活化的工业有害气体再在高温等离子体电弧的作用下，更容易及更彻底被处理成中性的无害物质，或被电离活化的水蒸汽更容易被分解而作为固体有机废物的气化剂应用。在具体工作时，引弧熔丝的头端伸入到距第二电极5的头端5-30mm空间中，10000V以上的高压电源使第二电极5与第三电极6之间的电离通道X中进行气流隔离方式的放电，同时使引弧熔丝的头端与第二电极5之间进行放电，在引弧熔丝的头端与第二电极5上形成初始电弧，然后引弧熔丝被熔蚀缩后，至引弧熔丝的头端被熔蚀到第一电极3的凹槽3-1中时，便把电弧引到第一电极3上，使第一电极3与第二电极5的头端之间形成高温等尚子体电弧。
[0011]本发明先使高压电源作用在第二电极5与第三电极6之间的电离通道X中，对工业有害气体或水蒸汽或其他气源的工作气进行电离和活化，然后使高压电源作用在第一电极3与第二电极5之间，通过熔蚀熔丝的方法进行第一电极3与第二电极5之间的引弧，使之产生高温等离子体电弧，把工业有害气体或水蒸汽或其他气源的工作气进行目标处理，更容易得到目标产物，提高了效率和节省电能。其中，产生高温等离子体电弧的电能由等离子体工作电源提供。
[0012]运行时，产生的等离子体电弧的弧根在第一电极3的右端面上，为了避免引弧熔丝被烧结在第一电极3的体上，给设备下次运行更换引弧熔丝时带来困难，本发明在第一电极3的右端设置扩口的凹槽3-1，使引弧作用完成后的引弧熔丝头部与第一电极3之前具有一定的空间距离。
[0013]本发明的有益效果是:适合在处理工业有害气体领域中应用或在固体废物处置领域中应用，先使处理介质进行电离活化，再把处理介质在高温等离子体电弧的作用下进行处理，更容易得到目标产物。采取熔丝引弧的措施来使等离子体装置的二个主电极之间的空间距离得到延长，加大高温等离子体的能量，提高了效率和节省电能;本发明省略了引弧电极的驱动装置，降低了制造成本，结构简单合理和操作简便。
【附图说明】
[0014]图1是本发明利用熔丝引弧的等离子体热解装置的结构图。
[0015]图2是本发明装置中的穿心牵紧杆结构图。
[0016]图中:1.穿心牵紧杆，1-1.内六角大头，1-2.熔丝过孔，1-3.牵紧螺头，1_4.熔丝安装口，1 -5.紧固螺孔，2.支持架，2a.支持架的圆槽体部分，2b.支持架的圆筒体部分，2_1.安装台阶，2-2.密封槽，3.第一电极，3-1.凹槽，3-2.冷却环槽，4.引弧熔丝，5.第二电极，5_1.安装螺头，6.第三电极，7.密封环，8.绝缘连接件，9.电极架，9-1.导流管，9-2.连接螺口，9-
3.安装螺口，10.第一电气接口，11.第二电气接口，12.密封圈，13.密封垫，14.第三电气接口，15.密封套环，16.紧固螺栓，17.螺母，1.冷却剂出口，Π.产物出口，m.等离子体发生室，IV.冷却腔，V.介质输入接口，V1.环形气室，VH.冷却液出口，砸.冷却剂回流通道，IX.冷却液进口，X.电离通道，X1.冷却剂进口，ΧΠ.环形冷却室。
【具体实施方式】
[0017]实施例1图1所示的实施方式中，利用熔丝引弧的等离子体热解装置主要由第一电极3、第二电极5、第三电极6、支持架2、穿心牵紧杆1、绝缘连接件8和电极架9组成，其中，第一电极3为圆盘体结构，圆盘体的中心有贯通的圆孔，其贯通圆孔的右端有扩口的凹槽3-1，在第一电极3的左侧有冷却环槽3-2;第二电极5为圆