一种水蒸气等离子发生方法与流程

本发明涉及水蒸气等离子发生器，具体是一种水蒸气等离子发生方法。

背景技术：

1、社会经济的快速发展致使固体废物的产量迅速增加。传统的处理工艺如填埋、焚烧和堆肥等方法,不仅效率低下而且存在着二次污染和资源浪费等诸多问题。等离子气化技术因具有高效、环保和能源转化率高等特点而被应用于固体废物的处理。

2、水蒸气等离子弧具有高温高焓特性,并具有强氧化性，水蒸气等离子弧主要由氢原子、氢离子、氧原子、氧离子和自由电子组成。在处理废物时产生的尾气中氮氧化物等有害气体含量非常低。所以用高温水蒸气为载体的等离子系统处理固废，尾气处理的难度及费用相对会低很多。

3、水蒸气作载气的等离子发生方法具有非常广阔的应用前景，但是水蒸气稳定性较差在常温环境下易凝结成水。因此，水蒸气等离子发生方法目前仍未得到广泛的应用。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、本发明的目的就是为了弥补现有技术的不足，提供了一种水蒸气等离子发生方法。

3、技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水蒸气等离子发生方法，包括水蒸气等离子体发生器、等离子电源、过热水蒸气系统、高温空气系统、冷却水系统、控制系统，其中等离子电源通过电缆与水蒸气等离子体发生器连接，提供产生等离子体所需的能源，冷却水系统：用于对水蒸气等离子发生器内的阴极以及阳极进行降温保护，控制系统：用于监控各类温度、压力、流量等信号，并控制各类执行机构的逻辑关系；

5、还包括如下步骤：

6、步骤1、利用高温空气系统对等离子发生器进行预热；

7、步骤2、过热水蒸气系统管路进行预热与排水；

8、步骤3、向等离子发生器内通入过热水蒸气系统产生的水蒸气作载气启弧与稳弧；

9、步骤4、停机。

10、上述的，过热水蒸气系统：由水蒸气过热器、管道、阀门及仪表组成，水蒸气过热器将输入的水蒸气加热至过热度15℃以上，通过管道与水蒸气等离子体发生器连接，提供产生等离子体所需的载体；

11、过热水蒸气系统还包括水蒸气缓存罐，水蒸气缓存罐与水蒸气加热器之间的管路上间隔安装有第一温度传感器、第一压力表以及第一流量计；

12、水蒸气缓存罐的输出管路上依次连接有水蒸气管路截止阀、第二流量计、第二压力表以及第二温度传感器。

13、上述的，通过控制系统控制，过热水蒸气进入水蒸气缓存罐后带压力升至0.4mpa后输出。

14、上述的，高温空气系统：包括空气加热器、管道、阀门及仪表，由空气加热器将空气加热超过100℃，加热所得的高温空气通过管路与水蒸气等离子发生器连接；

15、高温空气系统还包括连接在空气加热器末端的空气管路流量计、空气管路压力表、空气管路温度传感器以及空气管口调节阀。

16、上述的，冷却水处理系统包括水冷却设备、在水冷却设备与水蒸气等离子发生器之间形成的循环冷却管路以及循环冷却管路上的泵组。

17、上述的，冷却水处理系统还包括设置在冷却水入口管路上的入口温度传感器以及调节阀，以及设置在冷却水出口管路上的出口温度传感器以及冷却管路流量计。

18、上述的，步骤1还包括通过流量调节阀将冷却水系统的流量设置为较低流量，待冷却水出口温度稳定在60℃且疏水阀前温度超过饱和温度后，关闭热空气开关阀并开启过热水蒸汽开关阀，开启过热水蒸汽调节阀通入过热水蒸气进等离子发生器。

19、上述的，停机方法为：停弧并关闭等离子电源；关闭水蒸气管口调节阀、开启水蒸气管路排水阀；开启空气管口调节阀，用高温空气进行等离子发生器排水与烘干；关闭水蒸气管路排水阀、关闭空气管口调节阀，停机完成；

20、水蒸气管路预热与排水方法为：开启水蒸气管路排水阀，关闭水蒸气管路的等离子发生器入口阀；开启过热水蒸气系统进行水蒸气管路预热与排水。

21、有益效果：

22、与现有技术相比，该一种水蒸气等离子发生方法，具备如下有益效果：

23、本发明可实现水蒸气作载气直接启弧进而产生水蒸气等离子体，解决了水蒸气在系统中易凝结成水的难题。而且启弧过程简捷、稳定、易控。软硬件成本较低。

24、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。

技术特征：

1.一种水蒸气等离子发生方法，其特征在于：包括水蒸气等离子体发生器(1)、等离子电源(2)、过热水蒸气系统(3)、高温空气系统(4)、冷却水系统(5)、控制系统(6)，其中等离子电源(2)通过电缆与水蒸气等离子体发生器(1)连接，提供产生等离子体所需的能源，冷却水系统(5)：用于对水蒸气等离子发生器内的阴极以及阳极进行降温保护，控制系统(6)：用于监控各类温度、压力、流量等信号，并控制各类执行机构的逻辑关系；

2.根据权利要求1所述的一种水蒸气等离子发生方法，其特征在于：过热水蒸气系统(3)：包括水蒸气过热器(3-11)、管道、阀门及仪表，水蒸气过热器将输入的水蒸气加热至过热度15℃以上，通过管道与水蒸气等离子体发生器连接，提供产生等离子体所需的载体；

3.根据权利要求2所述的一种水蒸气等离子发生方法，其特征在于：通过控制系统(6)控制，过热水蒸气进入水蒸气缓存罐(3-7)后待压力升至0.4mpa后输出。

4.根据权利要求2所述的一种水蒸气等离子发生方法，其特征在于：水蒸气缓存罐(3-7)的输出管路上还安装有截止阀(3-6)、水蒸气管口调节阀(3-1)，调节阀(3-1)的末端连接水蒸气等离子发生器(1)，水蒸气缓存罐(3-7)的输出管路上还安装有水蒸气管路排水截止阀(3-2)，水蒸气管路排水截止阀(3-2)末端连接排水口。

5.根据权利要求1所述的一种水蒸气等离子发生方法，其特征在于：高温空气系统(4)：包括空气加热器(4-5)、管道、阀门及仪表，由空气加热器(4-5)将空气加热超过100℃，加热所得的高温空气通过管路与水蒸气等离子发生器(1)连接；

6.根据权利要求1所述的一种水蒸气等离子发生方法，其特征在于：冷却水处理系统包括水冷却设备(5-6)、在水冷却设备(5-6)与水蒸气等离子发生器(1)之间形成的循环冷却管路以及循环冷却管路上的泵组。

7.根据权利要求1所述的一种水蒸气等离子发生方法，其特征在于：冷却水处理系统还包括设置在冷却水入口管路上的入口温度传感器(5-5)以及调节阀(5-1)，以及设置在冷却水出口管路上的出口温度传感器(5-3)以及冷却管路流量计(5-2)。

8.根据权利要求7所述的一种水蒸气等离子发生方法，其特征在于：步骤1还包括通过流量调节阀将冷却水系统的流量设置为较低流量，待冷却水出口温度稳定在60℃且疏水阀前温度超过饱和温度后，关闭热空气开关阀(4-1)并开启过热水蒸汽开关阀(3-6)，开启过热水蒸汽调节阀(3-1)通入过热水蒸气进等离子发生器。

9.根据权利要求8所述的一种水蒸气等离子发生方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开一种水蒸气等离子发生方法，包括等离子电源、水蒸气等离子发生器、水蒸气过热加热器、高温空气系统、冷却水处理系统、控制系统。压缩空气经空气加热器加热后通过管路接入水蒸气等离子发生器对发生器内部结构进行升温；使用过热水蒸气作为等离子发生器的载气进行启弧与稳弧；冷却水处理系统用于对水蒸气等离子发生器内的阴极以及阳极进行降温保护。本发明可实现水蒸气作载气直接启弧进而产生水蒸气等离子体，解决了水蒸气在系统中易凝结成水的难题。

技术研发人员：卜俊,蒲学森,杨庆峰,刘彦涛,邱力文,吴金桂,吴楠
受保护的技术使用者：东方电气启能（深圳）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11