一种热等离子体反应器保护装置的制作方法

1.本发明涉及反应器技术领域，具体来说，涉及一种热等离子体反应器保护装置。


背景技术：

2.相对于电石法制乙炔，电弧等离子体热解煤粉制乙炔，由于节约资源、减少污染排放、能耗低等优点，被认为是对电石法生产乙炔的革命。等离子体裂解煤直接制乙炔技术被公认是极具发展前景的绿色化工技术，它不同于传统的煤转化过程，等离子体煤裂解通过一步反应获得高价值的乙炔、氢气等产品，具有流程短、无催化剂、对煤质适应性广、反应设备小、投资少等优点。
3.等离子体炬通过电弧来产生超高温热源以及大量高反应活性离子态的颗粒，可采用空气、氮气、水蒸气、氩气等氧化、还原或惰性的气体作为载气，在气化、裂解、反应、熔融和冶炼等各种功能的工业炉中有广泛应用前景。在工业应用中，等离子体裂解煤制乙炔反应条件极端苛刻，是一个毫秒级的超短接触反应过程，研发实验中多次窜弧损坏热等离子体反应器，热等离子体反应器造价高昂，这也是研发主要难点。
4.目前，市场上亟需一种能安全有效的保护热等离子体反应器的装置。其成功开发将极大地助力相关工艺水平的提升，尤其是关键的热等离子体反应器寿命的提升将极大地降低生产运营成本，为安全运行提供保障。


技术实现要素：

5.针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种热等离子体反应器保护装置，能够克服现有技术的上述不足。
6.为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种热等离子体反应器保护装置，包括阴电极，所述阴电极的右方设有阳电极，所述阴电极、所述阳电极的下方均设有保护电极，所述阴电极中部与阴电极固定装置连接，所述阴电极固定装置的右端与反应器的左端固定，所述阴电极左端的外部设有阴电极电磁线圈，所述阴电极的右端与反应器之间设有阴电极耐高温绝缘体，所述阳电极中部与阳电极固定装置连接，所述阳电极固定装置的左端与反应器的右端固定，所述阳电极右端的外部设有阳电极电磁线圈，所述阳电极的左端与所述反应器之间设有阳电极耐高温绝缘体，两个所述保护电极的远离反应器一端的外部均设有保护电极电磁线圈，两个所述保护电极的靠近反应器的一端与所述反应器之间均设有插入段绝缘体，两个所述保护电极靠近反应器的一端的外部均设有保护电极永磁体。
7.进一步的，所述阴电极为中空结构，所述阴电极的左端设有阴电极供气装置，所述阴电极供气装置设有多个供气孔。
8.进一步的，所述阴电极外部设有阴电极冷却装置。
9.进一步的，所述阳电极为中空结构，所述阳电极的右端设有阳电极供气装置，所述阳电极供气装置设有多个供气孔。
10.进一步的，所述阳电极外部设有阳电极冷却装置。
11.进一步的，所述插入段绝缘体为多级绝缘件。
12.本发明的有益效果：本发明热等离子体反应器保护装置能够解决电弧不稳定窜弧情况下击伤反应器壁面导致反应器容易损坏的问题，从而达到延长反应器使用寿命、降低生产运营成本、为安全运行提供保障的目的。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1是根据本发明实施例所述的热等离子体反应器保护装置的示意图；图2是根据本发明实施例所述的热等离子体反应器保护装置实施例2的示意图；图3是根据本发明实施例所述的热等离子体反应器保护装置实施例2的保护电极示意图；图4是根据本发明实施例所述的热等离子体反应器保护装置实施例2的电弧图；图中：100、反应器，1、阴电极，101、阴电极供气装置，102、阴电极冷却装置，2、阴电极固定装置，3、阴电极电磁线圈，4、阴电极耐高温绝缘体，5、阳电极，501、阳电极供气装置，502、阳电极冷却装置，6、阳电极固定装置，7、阳电极电磁线圈，8、阳电极耐高温绝缘体，9、保护电极，10、保护电极电磁线圈，11、插入段绝缘体，12、保护电极永磁体。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.实施例1如图1所示，根据本发明实施例所述的热等离子体反应器保护装置，包括阴电极1，所述阴电极1的右方设有阳电极5，所述阴电极1、所述阳电极5的下方均设有保护电极9，所述阴电极1中部与阴电极固定装置2连接，所述阴电极固定装置2的右端与反应器100的左端固定，所述阴电极1左端的外部设有阴电极电磁线圈3，所述阴电极1的右端与反应器100之间设有阴电极耐高温绝缘体4，所述阳电极5中部与阳电极固定装置6连接，所述阳电极固定装置6的左端与反应器100的右端固定，所述阳电极5右端的外部设有阳电极电磁线圈7，所述阳电极5的左端与所述反应器100之间设有阳电极耐高温绝缘体8，两个所述保护电极9的远离反应器100一端的外部均设有保护电极电磁线圈10，两个所述保护电极9的靠近反应器100的一端与所述反应器100之间均设有插入段绝缘体11，两个所述保护电极9靠近反应器100的一端的外部均设有保护电极永磁体12。
17.以上所述阴电极1为中空结构，所述阴电极1中空区域的磁场强度可以通过控制所述阴电极电磁线圈3实现，所述阴电极1的左端设有阴电极供气装置101，气流沿所述阴电极
1轴线平行方向供入，所述阴电极供气装置101设有多个供气孔，等离子炬载气通过供气孔切向进入并沿内壁面环形流动。
18.以上所述阴电极1外部设有阴电极冷却装置102，采用水冷冷却。
19.以上所述阳电极5为中空结构，所述阳电极5的右端设有阳电极供气装置501，气流沿所述阳电极5轴线平行方向供入，所述阳电极供气装置501设有多个供气孔，等离子炬载气通过供气孔切向进入并沿内壁面环形流动。
20.以上所述阳电极5外部设有阳电极冷却装置502，采用水冷冷却。
21.以上所述插入段绝缘体11为多级绝缘件，绝缘件的级数由等离子炬的功率决定。
22.以上所述阴电极1数量为一个或多个，根据实际情况进行设计。
23.以上所述阳电极5数量为一个或多个，根据实际情况进行设计。
24.以上所述阴电极电磁线圈3、阳电极电磁线圈7、保护电极电磁线圈10采用电流磁感应线圈,实现感应到电弧才会产生磁场，避免了能源的浪费。
25.以上所述阳电极5、阴电极1、保护电极9可以为铜电极也可以为碳电极。
26.实施例2如图2，本发明的实施例2的阴电极1为实心结构，阴电极供气装置101连接在反应器100上。
27.如图2，本发明的实施例2的阳电极5为实心结构，阳电极供气装置501连接在反应器100上。
28.如图3，本发明的实施例2的保护电极9数量为4个。
29.为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
30.如图4，在具体使用时，启动时，阴电极1和阳电极5之间气体被电离，形成电弧，起弧成功且稳定之后，阴电极１和阳电极之间5充满了离子化物质，在气流的作用下，阴电极１和阳电极５之间的弧运动轨迹不稳定，在气流速度的作用下，弧向会移动形成新轨迹电弧，从而在气流和磁感应线圈形成磁场力、在保护电极形成的电磁场排斥力下电弧运动轨迹改变形成最终电弧，因此电弧运动范围控制在反应器中间区域并形成范围大并稳定的电弧，防止电弧不稳定窜弧的情况下而击伤反应器壁面，从而延长了反应器的使用寿命。
31.综上所述，借助于本发明的上述技术方案，能够解决电弧不稳定窜弧情况下击伤反应器壁面导致反应器容易损坏的问题，从而达到延长反应器使用寿命、降低生产运营成本、为安全运行提供保障的目的。
32.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。