一种用于玄武岩熔浆的等离子体裂解方法技术

本发明专利技术涉及一种用于玄武岩熔浆的等离子体裂解方法。在等离子体裂解装置中，采用氮气等离子体火焰将玄武岩矿石粉裂解成熔浆，具体步骤：(1)启动等离子火炬，向等离子体裂解装置中喷射氮气等离子体火焰形成高温区，当高温区的温度大于等于1400℃时，通入玄武岩矿石粉，玄武岩矿石粉经过高温区时裂解成熔浆；(2)当高温区的温度达到1480℃时，关闭等离子火炬；(3)当高温区的温度将至1400℃时，启动等离子火炬；(4)重复步骤(2)和(3)至玄武岩矿石粉全部裂解成熔浆。本发明专利技术相比传统电瓷窑炉和电熔炉制备玄武岩熔浆，节约能耗60％，产能提高一倍，拉丝产品质量提高一个等级，而设备投资降低一半。低一半。

【技术实现步骤摘要】
一种用于玄武岩熔浆的等离子体裂解方法


[0001]本专利技术属于熔浆设备
，具体涉及一种用于玄武岩熔浆的等离子体裂解方法。

技术介绍

[0002]玄武岩熔浆经拉丝制备的无机纤维丝可用于复合材料领域、隔热材料、汽车行业、造船材料、高性能涂料以及防护等领域得到了广泛的应用。现有技术多采用电炉窑高温加热熔融玄武岩，基于传导加热技术的传统电炉窑无法做到无氧裂解，在有氧状态下，熔浆时间长，耗能高，无法实现连续化生产，同时电炉窑的温度难以精准控制，熔浆无铁质化难以保证，无法满足无机纤维丝日益增长的高品质要求。为了克服现有熔浆技术在能耗、产量和质量三方面无法兼顾的发展瓶颈问题，需要开发专用于高品质玄武岩熔浆的裂解方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种用于玄武岩熔浆的等离子体裂解方法，该方法具有更低的能耗、更高的产量以及更好的质量。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于玄武岩熔浆的等离子体裂解方法，在等离子体裂解装置中，采用氮气等离子体火焰将玄武岩矿石粉裂解成熔浆，其具有包括如下步骤：
[0005](1)启动等离子火炬，所述的等离子火炬向所述的等离子体裂解装置中喷射氮气等离子体火焰形成高温区，当所述的高温区的温度大于等于1400℃时，向所述的等离子体裂解装置中通入所述的玄武岩矿石粉，所述的玄武岩矿石粉经过所述的高温区时裂解成熔浆；
[0006](2)当高温区的温度达到1480℃时，关闭所述的等离子火炬；
[0007](3)当高温区的温度将至1400℃时，启动所述的等离子火炬；
[0008]重复步骤(2)和(3)至所述的玄武岩矿石粉全部裂解成熔浆。
[0009]本专利技术采用氮气等离子体火焰形成的1400℃～1480℃高温区对玄武岩矿石粉进行裂解，该高温区为无氧环境，实现绝氧条件下对玄武岩粉进行热裂解，使玄武岩粉的内部离子状态不改变，不起化学反应，保持原来的化学成分，确保三氧化二铁不铁质化(也就是不变成四氧化三铁)。而且，本专利技术的等离子体裂解方法相比采用电瓷窑炉和电熔炉制备玄武岩熔浆的方法，能耗下降比例可达60％，产能可提高一倍左右，得到的玄武岩浆液拉丝产品的质量至少提高一个等级，设备投资降低一半。
[0010]优选地，所述的等离子体裂解装置还包括设置在所述的容纳腔内的用于检测所述的高温区的温度的温度传感器、与所述的等离子火炬电信号连接的能够控制所述的等离子火炬启动或关闭的自动启系统，所述的自动启停系统还与所述的温度传感器电信号连接，当所述的温度传感器检测到所述的高温区的温度小于等于1400℃时，所述的自动启停系统启动所述的等离子火炬，当所述的温度传感器检测到所述的高温区的温度达到1480℃时，
所述的自动启停系统关闭所述的等离子火炬。
[0011]优选地，所述的玄武岩矿石粉的进料流量等于所述的熔浆的出料流量，实现连续化生产，提高生产效率。
[0012]优选地，所述的等离子体裂解装置包括等离子体熔炉和等离子火炬。
[0013]其中，所述的等离子熔炉包括炉体和进料管道，所述的炉体的内部设有容纳腔，所述的容纳腔包括玄武岩矿石粉发生裂解反应的裂解区，所述的炉体的顶部设有与所述的容纳腔相连通的用于将裂解产生的水蒸汽排出的排气口，所述的炉体的底部设有与所述的容纳腔相连通的用于将所述的玄武岩熔浆排出的排浆口，所述的进料管道插设在所述的炉体上，所述的进料管道将所述的容纳腔和外界相连通，所述的进料管道用于将所述的玄武岩矿石粉引流至所述的裂解区。
[0014]所述的等离子火炬设置在所述的炉体的侧壁上，能够向所述的容纳腔中喷射氮气等离子体火焰，所述的氮气等离子体火焰形成的高温区即为所述的裂解区。
[0015]进一步优选地，所述的等离子火炬的喷射口朝向所述的容纳腔的底部中部，所述的高温区靠近所述的容纳腔的底部。玄武岩矿石粉经过高温区时，瞬间被1400℃～1480℃的高温裂解熔化成浆液，该温度范围下裂解形成的玄武岩熔浆无铁质化，能够拉出性能更好的无机纤维丝，1m2板上无机纤维丝的根数可由常规的2400根丝提高至4000根丝，可用于隐形飞机涂料。
[0016]进一步优选地，所述的高温区位于所述的进料管道的出料口的下方，所述的进料管道的出料口和所述的高温区的中心之间的距离为40cm～60cm，例如40cm、42cm、44cm、46cm、48cm、50cm、52cm、54cm、56cm、60cm。此设置可保证玄武岩矿石粉全部从高温区经过，达到最佳的熔浆效果。
[0017]进一步优选地，沿所述的炉体的周向间隔设置3～6个所述的等离子火炬。实践中，可根据需要设置等离子火炬的数量，能够保证高温区温度能够维持在1400℃～1480℃即可。
[0018]进一步优选地，所述的炉体包括具有上容纳腔的上炉体和具有下容纳腔的下炉体，所述的上容纳腔和所述的下容纳腔相连通，所述的上炉体和所述的下炉体相固定连接或一体成形，所述的上容纳腔的侧壁向下向内倾斜，所述的下容纳腔呈等径的圆柱形结构，所述的上容纳腔的下端部的内径和所述的下容纳腔的内径相等，所述的等离子火炬设置在所述的下炉体的中部。
[0019]进一步优选地，所述的进料管道固定插设在所述的炉体的顶部中央，且所述的进料管道沿上下方向延伸，玄武岩矿石粉可集中从高温区通过。
[0020]本专利技术中，所述的炉体的材质为本领域常用的能够耐受1500℃以上高温的材质。
[0021]本专利技术中，所述的排浆口连通至拉丝工艺段。
[0022]本专利技术中，所述的排气口与后处理设置相连，所述的后处理设备包括冷却塔等。
[0023]本专利技术中，所述的等离子火炬外接有制N2机，喷射口设有电极，电极尖端放电产生电弧，N2转化成氮气等离子体火焰形成高温区。
[0024]由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：
[0025]本专利技术利用氮气等离子体火焰形成的高温区对玄武岩矿石粉进行绝氧电离加热，在1400℃～1480℃下，玄武岩矿石粉瞬间裂解熔融成浆液。由于氮气等离子体火焰保证了
裂解熔融过程处于绝氧状态，达到物质内部加热高温裂解。高温区的温度精准控制在1400℃～1480℃，使玄武岩矿石粉熔浆无铁质化，如有铁质化，将超出玄武岩浆液拉丝的技术要求标准，拉不出性能优异的无机纤维丝。相比传统的玄武岩熔浆炉，能够精准控制温度，保证熔浆无铁质化，熔浆时间大大降低，能耗下降比例可达60％，得到的玄武岩浆液拉丝产品的质量高出一个等级，本专利技术的方法还能够实现连续化生产，产能至少提高一倍，设备投资降低一半，进而实现同时兼顾玄武岩熔浆制备的能耗、产量和质量，以更低的成本制备更高品质的玄武岩熔浆，值得大规模推广利用。
附图说明
[0026]图1为实施例1的用于制备玄武岩熔浆的等离子体裂解装置在一个视角下的立体结构示意图；
[0027]图2为实施例1的用于制备玄武岩熔浆的等离子体裂解装置在另一视角下的立体结构示意图；
[0028]图3为实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于玄武岩熔浆的等离子体裂解方法，其特征在于，在等离子体裂解装置中，采用氮气等离子体火焰将玄武岩矿石粉裂解成熔浆，其具有包括如下步骤：(1)启动等离子火炬，所述的等离子火炬向所述的等离子体裂解装置中喷射氮气等离子体火焰形成高温区，当所述的高温区的温度大于等于1400℃时，向所述的等离子体裂解装置中通入所述的玄武岩矿石粉，所述的玄武岩矿石粉经过所述的高温区时裂解成熔浆；(2)当高温区的温度达到1480℃时，关闭所述的等离子火炬；(3)当高温区的温度将至1400℃时，启动所述的等离子火炬；(4)重复步骤(2)和(3)至所述的玄武岩矿石粉全部裂解成熔浆。2.根据权利要1所述的用于玄武岩熔浆的等离子体裂解方法，其特征在于，所述的等离子体裂解装置包括用于检测所述的高温区的温度的温度传感器、与所述的等离子火炬电信号连接的能够控制所述的等离子火炬启动或关闭的自动启系统，所述的自动启停系统还与所述的温度传感器电信号连接，当所述的温度传感器检测到所述的高温区的温度小于等于1400℃时，所述的自动启停系统启动所述的等离子火炬，当所述的温度传感器检测到所述的高温区的温度达到1480℃时，所述的自动启停系统关闭所述的等离子火炬。3.根据权利要求1所述的用于玄武岩熔浆的等离子体裂解方法，其特征在于，所述的玄武岩矿石粉的进料流量等于所述的熔浆的出料流量。4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于玄武岩熔浆的等离子体裂解方法，其特征在于，所述的等离子体裂解装置包括：等离子体熔炉，所述的等离子熔炉包括炉体和进料管道，所述的炉体的内部设有容纳腔，所述的容纳腔包括玄武岩矿石粉发生裂解反应的裂解区，所述的炉体的顶部设有与所述的容纳腔相连通的用于将裂解产生的水蒸汽排出的排气口，所述的炉体的底部设有与所述的容纳腔相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李苏卿，李文东，
申请(专利权)人：阿拉尔市枫蕴皓元环保科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：