一种热等离子体直接法的废气处理装置的制作方法

本发明涉及环保技术领域，涉及气相废气的处理设备技术领域，尤其涉及一种热等离子体直接法的废气处理装置，特别适合任意风量下的中低浓度废气处理。

背景技术：

在废气治理领域，应用广泛的销毁技术包括uv及光催化技术、低温等离子体技术和燃烧技术等，其中燃烧技术是通过高温对废气中的污染物进行分解，其治理效率已得到市场的肯定。

对于中低浓度的废气，由于废气浓度不足于维持燃烧的条件，通常需要选用常规燃料作为热源，如天然气等。采用常规燃料的正常燃烧温度能够达到1200°c，但这一温度对于难于分解的物质，很难得到完全分解，去除效率有限，且燃烧常规燃料的费用很高，这是一般企业难以承受。

热等离子体技术是近些年引入到废气治理领域的一项非常有价值的技术，热等离子体技术能够将电能转化成热量集中的热能，能量集中的区域所产生的温度可以达到3000°c至5000°c，在这一温度范围内，能够彻底分解一些难于分解的物质，如二噁英物质等。

在实际应用中，热等离子体产生的热能通过火炬形式注入到废气通道中或燃烧室中，然后再传递到废气上对污染物进行分解。由于火炬能量在传递过程中存在温度梯度，若要达到热平衡需要一定的时间，因此，采用注入法的热等离子体技术，要求废气在热等离子体作用的空间里需要停留至少2s以上的时间，导致处理设备体积较大且结构复杂。

将废气作为工作气体直接通入到热等离子体发生器中，则废气的温度瞬间可以达到3000°c以上，进而可以大幅减小废气处理装置的体积，同时可以简化废气处理装置的结构。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决中低浓度的废气治理技术的不足之处，提供一种热等离子体直接法的废气处理装置，该装置直接将废气作为热等离子体发生器的工作气体，进而在热等离子体发生器的电弧区域，快速对废气进行分解。同时，由于本装置将热等离子体发生器作为废气处理区，具有废气处理时间短、处理装置结构简单的特点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种热等离子体直接法的废气处理装置，包括废气入口、废气引导管、弯管转接器、底座、热等离子体发生器电极、热等离子体发生器电源、耐火材料防护层、耐火材料保护管和废气出口，所述的弯管转接器为三通结构，废气引导管的一端连接废气入口，另一端连接弯管转接器的侧面端口，弯管转接器的上端通过法兰盘固定连接所述的底座，耐火材料保护管的上端连接弯管转接器的下端，耐火材料保护管的下端连接废气出口，所述的耐火材料防护层位于耐火材料保护管的内部，所述的热等离子体发生器电极安装在底座上且穿过弯管转接器伸入到耐火材料防护层内侧，热等离子体发生器电极与热等离子体发生器电源连接。

所述耐火材料防护层是中空结构或网状中空结构，粘贴在耐火材料保护管内，废气从耐火材料防护层中流过，所述的耐火材料为氧化铝或氧化锆。

所述热等离子体发生器电极为一组或一组以上，每组电极均要插入到耐火材料防护层的中空结构中或网状中空结构中。

所述弯管转接器内部设置废气导流板或废气导流网，对废气进行导流，将废气从废气引导管的轴向方向导向耐火材料防护层和耐火材料保护管的轴向方向。

耐火材料防护层的中空中，既可以插入热等离子体发生器电极，同时也作为废气流动的通道；耐火材料防护层中的热等离子体发生器电极产生的3000°c以上电弧，直接作用在流经耐火材料防护层中的废气上，废气在电弧电离和高温双重作用下将废气中的气相污染物快速分解。

所述的耐火材料保护管为一段金属管道，耐火材料保护管用于保护耐火材料防护层，耐火材料保护管的一端与弯管转接器连接，另一端为废气出口；

所述的热等离子体发生器电极的一端与热等离子体发生器底座连接，其余部分电极穿过弯管转接器内部空间后插入到耐火材料防护层中空内部的中间位置附近；

所述的热等离子体发生器底座上安装热等离子体发生器电极，所述的热等离子体发生器电极与热等离子体发生器电源连接；

所述的热等离子体发生器电极在热等离子体发生器电源的激发下，在耐火材料防护层的中空位置附近产生3000°c以上高温的电弧；

废气从废气入口处，在废气引导管的引导下，经由弯管转接器进入到带有耐火材料防护层的管道中，在热等离子体发生器电极产生的电弧区域，废气得到快速电离和分解，分解后的废气通过废气出口进入到其它单元。

本发明的优点是：1、本发明废气直接进入到热等离子体发生器电极产生的电弧区域，在电场和高温的双重作用下，废气得到快速电离和分解，废气处理时间短、效率高。

2、对于中低浓度的废气，常规的燃烧法需要天然气作为燃料，燃料费高、且燃烧的最高温度为1200°c左右，对一些难以分解的物质，如二噁英不能完全分解，本发明直接将废气送入到热等离子体发生器的电弧区域，产生的3000°c以上的高温，能够彻底分解这些难于分解的物质。

3、本发明将废气作为热等离子体发生器的工作气体，废气在热等离子体发生器的电弧区域快速电离和分解，废气处理时间短，大幅减少了废气处理装备的体积，并简化了废气处理设备的结构。

4、本发明热等离子体发生器采用低压直流电源“续弧”、脉冲高压为“引弧”，具有电能利用率高的优势。

附图说明

图1为本发明装置的结构连接示意图。

图2为本发明装置的多电极结构连接示意图。

图3为本发明装置的多电极及网状中空耐火材料防护层结构连接示意图。

图4为本发明装置中的弯管转接器半剖结构示意图。

图5为图4的a-a向的截面剖视图。

具体实施方式

一种热等离子体直接法的废气处理装置，如图1、图2、图3、图4和图5所示，所述装置包括废气入口1、废气引导管2、弯管转接器3、热等离子体发生器底座4、热等离子体发生器电极5、热等离子体发生器电源6、耐火材料防护层7、耐火材料保护管8、废气出口9；

所述废气引导管2是一段金属管道，废气引导管2的一端接废气入口1，另一端与弯管转接器连接3；

所述弯管转接器3为三通结构，内部设置有废气导流板（或网）3-1，弯管转接器3上方开孔并设置一个法兰盘3-2，用于安装热等离子体发生器底座4，弯管转接器3的侧方开孔3-3与废气引导管连接，弯管转接器3下方开孔3-4与耐火材料保护管8连接；

所述的耐火材料防护层7放置在耐火材料保护管8内，耐火材料防护层7可以做成任意形状的中空结构，并与耐火材料保护管8贴合安装。

而且，耐火材料防护层7的中空中，既可以插入热等离子体发生器电极5，同时也作为废气流动的通道；

所述的耐火材料保护管8为一段金属管道，耐火材料保护管8用于保护耐火材料防护层7，耐火材料保护管8的一端与弯管转接器3连接，另一端为废气出口9；

所述的热等离子体发生器电极5的一端与热等离子体发生器底座4连接，其余部分电极穿过弯管转接器3内部空间后插入到耐火材料防护层7中空内部的中间位置附近；

所述的热等离子体发生器底座4上安装1组或1组以上的热等离子体发生器电极5，所述的热等离子体发生器电极5与热等离子体发生器电源6连接；

所述的热等离子体发生器电极5在热等离子体发生器电源6的激发下，在耐火材料防护层7的中空位置附近产生3000°c以上高温的电弧；

废气从废气入口1处，在废气引导管2的引导下，经由弯管转接器3进入到带有耐火材料防护层7的管道中，在热等离子体发生器电极5产生的电弧区域，废气得到快速电离和分解，分解后的废气通过废气出口9进入到其它单元。