[实用新型]一种双级喷管结构的等离子体喷枪

说明书

技术领域

本实用新型涉及等离子体设备，特别是涉及到一种等离子体喷枪的喷管结构。 

背景技术

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。 

等离子热解水制氢技术是最近几年提出来的水制氢候选技术之一，因为水是一种相当稳定的物质，在常压条件下，温度在2000K时水分子几乎不分解，2500K时有25%的水发生分解，3400～3500K时氢气和氧气的摩尔分数达到最大，分别为18%和6%，当温度达到4200K以上时，水分子将全部分解为氢气、氢、氧气、氧和氢氧原子团，一般的加热方式难以达到这么高的温度，而使用等离子体喷枪则能做到；应用等离子体喷枪处理危险有害的废弃物和生活垃圾，使气化炉不需输入空气或氧气，使生活垃圾转化的合成气品质好，达到化工原料的要求，合成气再通过后级设备生产甲醇或二甲醚产品，实现资源化和无污染处理生活垃圾；在煤气化生产线上如利用等离子体喷枪把水蒸汽加热分解后再喷入气化炉内，与煤炭进行化学反应，所发生的反应是放热反应，使气化炉不需输入空气或氧气助燃，生产的合成气中氢气的分数比例高，废气的含量低，实现节能减排。 

现有的等离子体喷枪多为单级结构，存在加热效率不高及原料分解不完全的缺点。 

实用新型内容

本实用新型的目的是要克服现有等离子体喷枪存在分解不完全及加热效率不高的缺点，提供一种双级喷管结构的等离子体喷枪，使等离子体喷枪达到更高的处理温度，提高等离子体喷枪的加热效率及分解能力，以满足热解水制氢、固体废物处置及有害气体处理领域的应用要求。 

本实用新型的一种双级喷管结构的等离子体喷枪，其特征是等离子体喷枪由后座（1）、阴极（3）、第一绝缘枪架（2）、第一喷管（4）、第一管套（5）、第二绝缘枪架（6）、第二喷管（7）和第二管套（8）组成，其中，后座（1）为回转体结构，在后座（1）的回转体结构内有冷却水回路，在后座（1）回转体结构中心的前端有阴极接口（1-2）；阴极（3）为圆棒体结构，阴极（3）的圆棒体结构中有冷却腔（Ⅹ）；第一绝缘枪架（2）为回转体结构，第一绝缘枪架（2）的回转体结构中有前安装槽（2-3）和后安装槽（2-1），在前安装槽（2-3）与后安装槽（2-1）之间有贯通的圆形孔道；第一喷管（4）的后部为喉口结构（4-1），喉口结构（4-1）的后端为收窄的喇叭口结构，喉口结构（4-1）的前端为圆锥形喷管结构，第一喷管（4）以嵌入方式安装在第一管套（5）中，第一喷管（4）与第一管套（5）壁体之间的空间构成第一冷却水套（Ⅵ），第一冷却水套（Ⅵ）有冷却剂进口（5-7）接入和冷却剂出口（5-1）接出；第二绝缘枪架（6）为回转体结构，第二绝缘枪架（6）的回转体结构中有前连接槽口（6-2）和后连接槽口（6-1），前连接槽口（6-2）与后连接槽口（6-1）之间贯通；第二喷管（7）的后端为收窄的喇叭口结构，第二喷管（7）的前端为扩张的圆锥管结构，第二喷管（7）后端的喇叭口结构与前端的圆锥管结构之间为贯通的圆形孔道，第二喷管（7）以嵌入方式安装在第二管套（8）中，第二喷管（7）与第二管套（8）壁体之间的空间构成第二冷却水套（Ⅱ），第二冷却水套（Ⅱ）有冷却水进口（8-4）接入和冷却水出口（8-1）接出；阴极（3）安装在后座（1）中心前端的阴极接口（1-2）中，后座（1）携阴极（3）安装在第一绝缘枪架（2）的后安装槽（2-1）中，第一管套（5）携第一喷管（4）安装在第一绝缘枪架（2）的前安装槽（2-3）与第二绝缘枪架（6）的后连接槽口（6-1）中，第二管套（8）携第二喷管（7）安装在第二绝缘枪架（6）的前连接槽口（6-2）中；阴极（3）的头部伸入到第一喷管（4）后端的喇叭口空间中，第一喷管（4）后端的喇叭口空间构成第一放电区（Ⅸ），第一喷管（4）后部的喉口结构（4-1）内空间构成第一压缩孔道（Ⅷ），第一喷管（4）的圆锥形喷管结构内空间构成第一喷射腔（Ⅶ），第二喷管（7）后端的喇叭口结构内空间构成第二放电区（Ⅳ），第二喷管（7）的后端与前端之间贯通的圆形孔道构成第二压缩孔道（Ⅲ），第二喷管（7）前端扩张的圆锥管结构内空间构成第二喷射腔（Ⅰ）。