[发明专利]一种高温高速等离子射流装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种高温高速等离子射流装置及使用方法，该装置包括包括喷嘴进风口、喷嘴耐材、铜盘管、等离子体炬、进风三通和喷嘴球阀，喷嘴进风口为圆形法兰连接的不锈钢弯头管道，压缩空气从喷嘴进风口通入并进入空腔B处；安装喷嘴进风口时，使用圆形法兰连接外界输送压缩空气的管道法兰，并且喷嘴进风口的弯头管道与进风三通连接；喷嘴耐材用于保护铜盘管避免物料直接落在上面铜盘管，铜盘管内通入为铜盘管进行降温的冷却水，等离子体炬用于产生超高温气流，进风三通用于连接自外界输送压缩空气的管道和喷嘴球阀。本发明的装置及方法实现从喷嘴进入气化熔融炉内的气体为超高温气体，避免了等离子体炬焰的返火烧蚀本身的现象。

技术领域

本发明属于煤气化综合利用技术领域，涉及一种高温高速等离子射流装置及使用方法。

背景技术

很多行业，如化工、医药、农药等行业产生很多危险废物，而这些危废处理的方法有固化法、填埋法、焚烧法和等离子气化熔融等工艺方法。其中，等离子气化熔融工艺是利用高温将危险废物转化成无害的二次资源再次利用且不产生二次污染，因此可以得到最佳的处理效果。而等离子体炬是目前可以产生上万度高温的主要设备，所以在本领域中起着不可替代的作用。

等离子气化熔融工艺相比其他的热解焚烧工艺，运行效率高，优势明显，固体废弃物减量率高，并可以做到将危险废物进行无害化和资源化处理，截止目前是危废处理领域较为理想的处理方式。

在危废等离子气化熔融处置领域，无论等离子体炬是何种形式，基本都是将等离子体炬直接插入等离子气化熔融炉中，此种形式存在较多的问题。

1、等离子体炬插入等离子气化熔融炉内，等离子体炬喷出的高温火焰遇到前方的物料时，势必会形成返火，返火的火焰将直接烧蚀炬本体。

2、等离子体炬插入熔融炉内，熔融的玻璃液容易倒灌进入等离子炬内，导致等离子体炬整体烧坏。

3、等离子体炬插入高温熔融炉内，等离子体炬的外管降温效果差，容易烧蚀。

4、等离子体炬直接插入等离子熔融炉内使用的方式，导致等离子体炬的使用寿命较短。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高温高速等离子射流装置及使用方法，其解决了现有技术中存在的多种技术难题。

依据本发明技术方案的第一方面，提供一种高温高速等离子射流装置，其包括喷嘴进风口、喷嘴耐材、铜盘管、等离子体炬、进风三通和喷嘴球阀，喷嘴进风口为圆形法兰连接的不锈钢弯头管道，压缩空气从喷嘴进风口通入并进入空腔B处；安装喷嘴进风口时，使用圆形法兰连接外界输送压缩空气的管道法兰，并且喷嘴进风口的弯头管道与进风三通连接；喷嘴耐材用于保护铜盘管避免物料直接落在上面铜盘管，铜盘管内通入为铜盘管进行降温的冷却水，等离子体炬用于产生超高温气流，进风三通用于连接自外界输送压缩空气的管道和喷嘴球阀。

进一步地，铜盘管以铜管的直径为螺距盘绕在铜盘管导向管上，并且在铜盘管导向管的前段锥角处也进行锥角的盘制，同时与喷嘴进出水管相连接。等离子体炬为管式结构，插入在喷嘴球阀、进风三通和铜盘管导向管内部。

优选地，等离子体炬的端口平面炬喷嘴的端口平面有一定的距离；喷嘴内管包括铜盘管导向管、燃气外管、连接法兰、喷嘴进出水管和燃气进口。

依据本发明技术方案的第二方面，提供一种高温高速等离子射流装置的使用方法，其将等离子体炬插入喷嘴内，助燃空气经过喷嘴进风口进入进风三通，然后经过空腔B，与等离子体焰混合，被等离子体焰加热至1400℃-1500℃，最终在喷嘴的前端以100-150m/s的速度喷出。