[发明专利]一种等离子体加热分解器

说明书

技术领域

本发明涉及等离子设备，特别是涉及到一种等离子体加热设备。

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、垃圾焚烧和废物处理等。等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，在等离子体发生器中，放电作用使得气体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，因此，等离子体火炬的中心温度可高达摄氏数万度以上，火炬边缘温度也可达到数千度以上，被处理的物质受到高温等离子体冲击时，其分子将会分解、原子将会重新组合而生成新的物质。

不同的应用场合对等离子设备的要求不同，当用于处理化工生产所排放有害废气或用于热解水制氢时，需要被加热介质具有较强的活性及在等离子喷枪内有足够的逗留时间，因此，对等离子体设备的设计提出了不同的要求。现有的等离子设备不能满足有害废气处理或热解水制氢的使用要求，并且，电极容易被烧蚀，使用寿命不长。

热解水制氢工艺避开了“热→功”转换过程，将热能直接转换为氢能，理论转换效率很高，但此反应需吸收大量热能。等离子技术是热解水制氢的候选技术之一，这主要是由于常压条件下热解水的最佳温度为3400-3500K，一般的加热方式难以达到这么高的温度，而采用等离子技术则很容易做到。

发明内容

本发明的目的是要克服现有等离子体设备电极易烧蚀、使用寿命不长的缺点，并且适合在热解水制氢或处理有害物质的生产线中应用，实现清洁燃烧，保护生态环境。

本发明的一种等离子体加热分解器，由阳极套（1）、阳极（2）、阴极基座（6）、阴极（4）和绝缘架（3）组成，其中，阳极套（1）呈圆套筒结构，阳极套（1）的前部有承插口（103）；阳极（2）呈喇叭形的回转体结构，阳极（2）包括前端头（201）、喇叭形壁体和后端头（203），阳极（2）的喇叭形内空间构成扩散腔（Ⅰ），扩散腔（Ⅰ）后端的喉口构成压缩孔道（Ⅲ），阳极（2）嵌入到阳极套（1）中，阳极（2）的前端头（201）与阳极套（1）前部的承插口（103）进行紧密装配，阳极（2）的外壁与阳极套（1）的内壁之间有空间，阳极（2）外壁与阳极套（1）内壁之间的空间构成水套b（Ⅱ），水套b（Ⅱ）有冷却水进口（104）接入和冷却水出口（102）接出；阴极基座（6）呈中轴向前凸出的回转体结构，阴极基座（6）的中轴为贯通的空心结构，阴极（4）嵌入到阴极基座（6）中轴的内空间中，阴极（4）包括阴极头端、杆体和阴极尾端，阴极（4）的头端高出阴极基座（6）中轴的前端，阴极（4）的头端侧壁紧密装配在阴极基座（6）中轴的前端壁体中，阴极（4）的尾端紧密装配在阴极基座（6）后端的壁体中，阴极（4）的杆体外壁与阴极基座（6）中轴的内壁之间有空间，阴极（4）的杆体外壁与阴极基座（6）中轴的内壁之间空间构成水套a（Ⅵ），水套a（Ⅵ）有冷却进水口（601）接入和冷却回水出口（602）接出；绝缘架（3）为阳极套（1）与阴极基座（6）之间的连接部件，绝缘架（3）的前部体中和后部体中各有空腔，绝缘架（3）前部空腔和后部空腔之间有隔板（301），隔板（301）的中心有圆孔，绝缘架（3）后部的空腔通过隔板（301）中心的圆孔贯通到前部的空腔；阳极套（1）安装在绝缘架（3）的前端，阳极套（1）的后部筒体伸入到绝缘架（3）前部的空腔中，阴极基座（6）安装在绝缘架（3）的后端，阴极基座（6）的中轴前部伸入到绝缘架（3）后部的空腔中，阴极基座（6）的中轴前端与阳极（2）后端的压缩孔道（Ⅲ）之间有空间构成收缩腔（Ⅳ），阴极（4）的头端置于收缩腔（Ⅳ）中。