一种降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的装置与方法制造方法及图纸

技术编号:22568575 阅读:44 留言:0更新日期:2019-11-16 13:35
本发明专利技术公开了一种降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的装置与方法,该装置包括金属筒体及腔体,金属筒体可与空气等离子体炬的出口端对接,接口密封,腔体与等离子体炬火焰出口连通;金属筒体表面设有可控制流量的天然气进口,金属筒体内设有连通腔体与天然气进口的天然气通道,可向筒体内通入天然气;金属筒体内表面为水冷壁。工作时,将装置与看空气等离子体炬出口端密封连接,通过向装置腔体内通入天然气,利用高温下天然气与氧的高反应活性,控制等离子体火焰中氧原子及其它结构氧自由基的浓度,从而抑制等离子体火焰中NOx的生成。本发明专利技术的装置也可整合到空气等离子体炬本体中,其结构简单,减低NOx效果明显。

A device and method for reducing NOx content in air plasma torch flame

The invention discloses a device and method for reducing the NOx content in the air plasma torch flame, the device comprises a metal cylinder and a cavity, the metal cylinder can be butted with the outlet end of the air plasma torch, the interface is sealed, and the cavity is connected with the outlet of the plasma torch flame; the surface of the metal cylinder is provided with a natural gas inlet which can control the flow, and the metal cylinder is provided with a connecting cavity and a sky However, the natural gas channel at the gas inlet can inject natural gas into the cylinder; the inner surface of the metal cylinder is water-cooled wall. During operation, the device is sealed and connected with the outlet end of the plasma torch. By introducing natural gas into the device cavity, the concentration of oxygen atoms and other structural oxygen radicals in the plasma flame can be controlled by using the high reaction activity of natural gas and oxygen under high temperature, so as to inhibit the generation of NOx in the plasma flame. The device of the invention can also be integrated into the air plasma torch body, which has simple structure and obvious NOx reduction effect.

【技术实现步骤摘要】
一种降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的装置与方法
本专利技术涉及热等离子体
,涉及一种降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的装置与方法。
技术介绍
近年来,随着等离子体技术的不断发展,其在废弃物处置、新材料制造、材料表面处理、电子信息技术、医疗美容等领域有了日益广泛的应用。热等离子体炬是常见的等离子体发生装置,可通过电极间的放电,将通入炬体的介质气体(空气、二氧化碳、氢气、惰性气体等)等离子化,生成高温的等离子体,并以等离子体火焰的形式喷出炬体。空气是最常见的等离子体介质气体之一。当空气被用作等离子体介质气体时,等离子体火焰中含有大量活性的氮、氧原子自由基,当火焰混度降低后,氧原子自由基极易与氮原子自由基,或其他分子、基团发生反应,生成各类NOx类物质。NOx的生成不但在等离子体火焰内部发生,而且会随着活性氧自由基的扩散,传播到火焰周围的环境中。根据实验测量,因为空气等离子体炬火焰影响而生成的NOx,可达到空气等离子炬总空气用量的10%。NOx是主要的气体污染源之一。除了具有很强的生物毒性之外,也是造成酸雨、光化学烟雾和臭氧层破坏等环境问题的元凶。NOx类物质化学结构稳定,一旦生成,则需要经过复杂化学过程脱除。因此在空气等离子体炬的应用中,有必要从空气等离子体炬火焰中NOx的生成机理考虑,抑制NOx生成。但是在现有的等离子体技术中,尚未见从源头控制空气等离子体炬火焰中NOx生成的技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的装置,解决空气等离子体火焰中NOx含量过高的问题。为解决上述技术问题,本专利技术采取如下技术方案:一种降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的装置,包括金属筒体;所述的金属筒体内的设置有腔体;所述金属筒体与空气等离子体炬出口端对接;所述腔体与等离子体炬火焰出口连通;所述金属筒体外表面设有天然气进口;金属筒体内设有连通腔体与天然气进口的天然气通道,用于向腔体内喷入天然气。进一步地,所述金属筒体与空气等离子体炬出口端采用固定连接,连接面为密封的;金属筒体连接空气等离子体炬端的腔体直径等于空气等离子体炬的火焰出口直径。进一步地,所述金属筒体内壁采用水冷壁。进一步地,所述的天然气通道分为1-8股,各股通道出口均开在金属筒体内表面。进一步地,该装置通过调节装置控制天然气的开关及流量。进一步地,天然气可用液化石油气或其它烃类气体代替,亦可用高速喷入的碳粉取代。进一步地,装置可整合到空气等离子体炬本体中,空气等离子体炬替代金属筒体;通过在空气等离子体炬靠进出口端的炬体上添加天然气通道,向空气等离子体火焰中添加天然气。本专利技术还提供一种降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的方法,其特征在于,包含以下步骤:S1将权利要求1-6中任何一项所述的降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的装置固定到空气等离子体炬的出口端,打开装置的水冷系统;S2打开空气等离子体炬,使其正常运行,等离子体火焰通过腔体从所述装置中喷出;S3打开天然气进口,逐渐加大天然气流量至设定值,等离子体火焰中NOx的生成由于天然气的加入而被抑制;S4任务完成后,逐渐减小天然气流量,直至完全关闭天然气进口;S5关闭空气等离子体炬;S6关闭所述装置金属筒体的水冷系统。本专利技术的有益效果:本专利技术通过向空气等离子体火焰中添加天然气,利用高温下天然气与氧的高反应活性,控制等离子体火焰中氧原子及其它结构氧自由基的浓度,有效控制了等离子体炬火焰中NOx的生成,经实测,相同运行条件下,空气等离子体炬火焰中NOx产生量从总空气用量的10%降低到0.005%。附图说明为了更清晰地说明本专利技术实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例,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。图1是本专利技术提供的实施例1中装置结构的示意图。图2是图1的A向视图。图3是本专利技术提供的实施例2中装置结构的示意图。图4是图3的A向视图。图5是本专利技术提供的实施例3中装置结构的示意图。具体实施方式下面将通过具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1一种降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的装置,如图1所示,包括金属筒体101;所述的金属筒体101内设置有腔体102;所述金属筒体101通过密封螺纹103与空气等离子体炬104出口端对接。对接时金属筒体101内的腔体102与等离子体炬火焰出口105连通,金属筒体101对接等离子炬火焰出口的腔体直径与空气等离子炬火焰出口直径一致,金属筒体101外表面沿圆周方向均匀设有4个带有流量调节的天然气进口106-109,金属筒体101内设有连通腔体与每个天然气进口的天然气通道,用于向腔体内喷入天然气。本实施例的金属筒体101内壁采用水冷壁。采用本实施例的装置降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的方法,包含以下步骤:S101将所述装置通过密封螺纹103连接固定到空气等离子体炬104的出口端,检查气密性,打开金属筒体的水冷系统;S102打开空气等离子体炬104,使其正常运行,等离子体火焰通过腔体102从所述装置中喷出;S103逐个打开天然气进口106-109,逐渐加大天然气流量至设定值,等离子体火焰中NOx的生成由于天然气的加入而被抑制;S104任务完成后,逐个减小天然气流量,直至所有天然气进口106-109完全关闭;S105关闭空气等离子体炬104;S106关闭所述装置金属筒体的水冷系统。实施例2一种降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的装置,如图2所示,包括金属筒体B201;所述的金属筒体B201内设置有腔体B202;所述金属筒体B通过法兰203与空气等离子体炬B204出口端对接,并通过石墨垫片205保证气密性,对接时装置内的腔体B202与等离子体炬火焰出口B206连通的,装置对接等离子炬火焰出口的腔体直径与等离子炬火焰出口B206直径一致,金属筒体B外表面设有可调节碳粉流量的高速碳粉进口207,金属筒体B内设有连通腔体B与碳粉进口的碳粉通道208,用于向腔体内高速喷入碳粉,所述金属筒体B内壁采用水冷壁。采用本装置降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的方法,包含以下步骤:S201将所述装置通过法兰203连接固定到空气等离子体炬B204的出口端,检查气密性,打开金属筒体B的水冷系统;S202打开空气等离子体炬B204,使其正常运行,等离子体火焰通过腔体B202从所述装置中喷出;S203打开碳粉进口206,调节碳粉喷入量至设定值,等离子体火焰中NOx的生成由于碳粉的加入而被抑制;S204任务完成后,停止喷入碳粉,关闭空气等离子体炬B203;S205关闭所述装置金属筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的装置,其特征在于:包括金属筒体;所述的金属筒体内的设置有腔体;所述金属筒体与空气等离子体炬出口端对接;所述腔体与等离子体炬火焰出口连通;所述金属筒体外表面设有天然气进口;金属筒体内设有连通腔体与天然气进口的天然气通道,用于向腔体内喷入天然气。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的装置,其特征在于:包括金属筒体;所述的金属筒体内的设置有腔体;所述金属筒体与空气等离子体炬出口端对接;所述腔体与等离子体炬火焰出口连通;所述金属筒体外表面设有天然气进口;金属筒体内设有连通腔体与天然气进口的天然气通道,用于向腔体内喷入天然气。


2.根据权利要求1所述的一种降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的装置,其特征在于:所述金属筒体与空气等离子体炬出口端采用固定连接,连接面为密封的;金属筒体连接空气等离子体炬端的腔体直径等于空气等离子体炬的火焰出口直径。


3.根据权利要求1所述的一种降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的装置,其特征在于:所述金属筒体内壁采用水冷壁。


4.根据权利要求1所述的一种降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的装置,其特征在于:所述的天然气通道分为1-8股,各股通道出口均开在金属筒体内表面。


5.根据权利要求1所述的一种降低空气等离子体炬火焰中NOx含量的装置,其特征在于:该装置通过调节装置控制天然气的开关及流量。
...

【专利技术属性】
技术研发人员:张庆麟李军陈竹严圣军
申请(专利权)人:江苏天楹环保能源成套设备有限公司中国天楹股份有限公司加拿大艾浦莱斯有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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