成第一噴射腔V，第一陽極3的前端構(gòu)成中繼電極3-1，第二陽極5后端的喇叭口空間構(gòu)成第二放電區(qū)麗，第二陽極5的喉口段空間構(gòu)成第二壓縮孔道IX，第二陽極5的喇叭形擴(kuò)張段空間構(gòu)成第二噴射腔X。工作時(shí)，冷卻水首先進(jìn)入到第一冷卻水套I中，對(duì)陰極頭1-3進(jìn)行冷卻，通過水流把陰極頭1-3的熱量快速帶走，然后冷卻水通過分布在絕緣槍架2壁體中的第一過水孔XVI進(jìn)入到第二冷卻水套XIV中，對(duì)第一陽極3進(jìn)行冷卻，通過水流把第一陽極3的熱量快速帶走，冷卻水再通過第二過水孔ΧΠ進(jìn)入到第三冷卻水套XI中，吸收了第二陽極5的熱量后，通過冷卻水輸出接口 2-3返回到冷卻系統(tǒng)的回水管中；把水蒸汽或氫氣作為工作氣送入到第一環(huán)形氣室II中，然后通過切向氣槽X V以旋轉(zhuǎn)氣流方式進(jìn)入到第一放電區(qū)III ;把氫氣或反饋尾氣作為工作氣送入到第二環(huán)形氣室VI中，然后通過切向氣道XIII以旋轉(zhuǎn)氣流方式進(jìn)入到第二放電區(qū)VID ;把水蒸汽進(jìn)行過熱后，作為氣化劑和載氣攜煤粉或炭粉或碳黑送入料道XIX中，再由噴料孔XVID和擴(kuò)散腔χνπ進(jìn)入到第一放電區(qū)III;同時(shí)在第二陽極5和陰極I之間施加電能，在陰極頭1-3的頭端便發(fā)射電子，陰極頭1-3頭端發(fā)射的電子工作氣流的約束，經(jīng)第一壓縮孔道IV進(jìn)入第一噴射腔V，被第一噴射腔V的管壁吸收，使得陰極頭1-3的頭端與第一噴射腔V的管壁產(chǎn)生第一級(jí)高溫等離子體電?。凰羝兔悍刍蛱糠刍蛱己谂c第一級(jí)高溫等離子體電弧混合，形成混合離子電弧，通過第一壓縮孔道IV噴入到第一噴射腔V中；第一陽極3前端的中繼電極3-1頭端同時(shí)發(fā)射電子，中繼電極3-1頭端發(fā)射的電子受到工作氣流約束，經(jīng)第二壓縮孔道IX進(jìn)入到第二噴射腔X，被第二噴射腔X的管壁吸收，使得中繼電極3-1的頭端與第二噴射腔X的管壁之間產(chǎn)生第二級(jí)高溫等離子體電弧，噴入到第一噴射腔V中的混合離子電弧與第二級(jí)高溫等離子體電弧進(jìn)行串聯(lián)混合，形成等離子體火炬，從第二噴射腔X的出口噴出，進(jìn)入到余熱鍋爐的爐膛內(nèi)。上述過程中，水蒸汽作為載氣攜煤粉或炭粉或碳黑進(jìn)入到噴槍內(nèi)的第一放電區(qū)III，這時(shí)，水蒸汽已與煤粉或炭粉或碳黑充分混合，在第一放電區(qū)III的強(qiáng)電場(chǎng)作用和高溫等離子體電弧的作用下，水蒸汽被電離和分解為氫、氧的活性化學(xué)物，同時(shí)，煤粉或炭粉或碳黑在噴槍內(nèi)高溫等離子體電弧的作用下快速升溫，成為高溫物質(zhì)，因此，高溫的煤粉或炭粉或碳黑與高活性的水蒸汽分解物極易進(jìn)行快速氣化反應(yīng)，使煤粉或炭粉或碳黑氣化，生成一氧化碳和氫氣的合成氣，由第一壓縮孔道IV噴出進(jìn)入到第一噴射腔V中，然后，又在第二放電區(qū)麗、第二壓縮孔道IX和第二噴射腔X的強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境和高溫環(huán)境中，使未氣化的煤粉或炭粉或碳黑氣化得到進(jìn)一步完全氣化，使氣化率接近100%。
[0010]本發(fā)明在等離子體噴槍內(nèi)產(chǎn)生二級(jí)串聯(lián)的高溫等離子體電弧，使等離子體電弧的能量更大，作為氣化劑的水蒸汽分解率更高，煤粉或炭粉或碳黑作為氣化原料在噴槍內(nèi)高溫等離子體電弧的作用下快速升溫，成為高溫物質(zhì)，高溫的煤粉或炭粉或碳黑與高活性的水蒸汽分解物極易進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)在等離子體噴槍內(nèi)快速完成氣化。
[0011]上述的發(fā)明中，水蒸汽攜煤粉或炭粉或碳黑從陰極頭1-3的前端中心的噴料孔XVID噴入第一放電區(qū)III，然后進(jìn)入到等離子體電弧的中心，使得等離子體電弧的能量集中作用在水蒸汽與煤粉或炭粉或碳黑的混合物上，使水蒸汽更容易活化分解以及使煤粉或炭粉或碳黑升溫更高，因此，氣化效率更高，同時(shí)，水蒸汽與煤粉或炭粉或碳黑的混合物在通過噴料孔XVID和擴(kuò)散腔XVII，對(duì)陰極頭1-3的中心進(jìn)行氣流沖刷，快速帶走熱量，對(duì)陰極頭
1-3進(jìn)行保護(hù)，防止燒蝕。另一措施，把工作氣分別以旋轉(zhuǎn)氣流方式進(jìn)入到第一放電區(qū)II1、第二放電區(qū)麗，以有效保護(hù)放電區(qū)的金屬壁體，使保護(hù)氣流能全面覆蓋陰極頭1-3的頭部和第一陽極3前部中繼電極3-1的前端面，實(shí)現(xiàn)對(duì)陰極頭1-3、第一陽極3和第二陽極5進(jìn)行有效的氣流保護(hù)，結(jié)合冷卻保護(hù)措施，使陰極頭1-3、第一陽極3和第二陽極5不易被燒蝕。具體實(shí)施時(shí)，把陰極頭1-3的頭端加工成圓弧端面，當(dāng)工作氣以旋轉(zhuǎn)氣流方式?jīng)_刷陰極頭1-3的圓弧型頭端，使得放電的面積增大，等離子體電弧的弧根分散在圓弧端面上，避免局部溫度過高而燒蝕陰極頭。
[0012]上述發(fā)明中，在料道XIX的壁體內(nèi)側(cè)有隔熱襯套15，以避免水蒸汽載氣在料道XIX中冷卻凝結(jié)為水，避免粉料結(jié)塊；把噴料孔XVID的直徑設(shè)置為小于料道XIX的直徑，在噴料孔XVID前端的陰極頭體中設(shè)置擴(kuò)散腔XVII，使噴料孔XVID的壁體具有隔離電弧的作用，可以防止電弧進(jìn)入料道XIX內(nèi)，避免燒毀隔熱襯套15及防止料道XIX內(nèi)結(jié)焦。
[0013]上述的發(fā)明中，利用絕緣槍架2的壁體作為三級(jí)冷卻水套的外壁，使得噴槍的結(jié)構(gòu)緊湊，可以實(shí)現(xiàn)減小噴槍的體積及節(jié)省金屬材料用量，并且便于使用密封材料避免冷卻水泄漏，克服現(xiàn)有等離子體噴槍冷卻水易泄漏的缺點(diǎn)。具體實(shí)施時(shí)，在絕緣槍架2的壁體分布有螺孔2-6，在第二陽極5前部的壁體上有連接法蘭5-1，使用穿心螺桿7把第一陽極3和第二陽極5緊密定位在絕緣槍架2的中腔2-11和前腔2-7中；在絕緣槍架2的后腔2_15壁體上有螺口 2-16，在陰極I的后端有螺頭，陰極I以旋合方式安裝在絕緣槍架2的后腔
2-15中，使得空心連桿1-1壓迫在陰極頭1-3的后端，通過空心連桿1-1的壓迫使陰極頭1-3壁體上的凸沿1-2緊密嵌入在第一密封槽2-14中，避免陰極頭1-3位移。
[0014]上述的發(fā)明中，第一冷卻水套1、第二冷卻水套XIV和第三冷卻水套XI通過分布在絕緣槍架2壁體中的過水孔進(jìn)行串聯(lián)連接，使得冷卻水依次流經(jīng)第一冷卻水套1、第二冷卻水套XIV和第三冷卻水套XI，不僅使噴槍的結(jié)構(gòu)緊湊，而且，冷卻水重復(fù)使用，使進(jìn)入第二冷卻水套XIV和第三冷卻水套XI的冷卻水逐級(jí)升溫，從而減少陽極噴管內(nèi)的水冷度，對(duì)煤炭氣化有利。
[0015]上述發(fā)明的使用過程中，高溫的合成氣隨等離子體火炬噴入余熱鍋爐的爐膛內(nèi)，由余熱鍋爐進(jìn)行熱量回收，用于發(fā)電，合成氣中的熱能被余熱鍋爐吸收而降溫，降溫后的合成氣再通過除塵凈化后送入后級(jí)設(shè)備，作為生產(chǎn)氫氣或甲醇或合成氨的原料氣利用。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:提供的一種用于固態(tài)含炭物質(zhì)氣化的等離子體噴槍，使煤粉或炭粉或碳黑在等離子體噴槍內(nèi)直接進(jìn)行快速氣化，生產(chǎn)以一氧化碳和氫氣為主要成分的合成氣，氣化率接近100%，實(shí)現(xiàn)節(jié)省煤炭資源。本發(fā)明克服現(xiàn)有等離子體噴槍陰極易燒蝕的缺點(diǎn)，對(duì)等離子體噴槍的陰極進(jìn)行有效保護(hù)，避免陰極移位，冷卻水不會(huì)泄漏。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的一種用于氣化的等離子體噴槍結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2是圖1的A-A剖視圖。
[0019]圖3是在等離子體噴槍中應(yīng)用的絕緣槍架結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖中:1.陰極，1-1.空心連桿，1-2.凸沿，1-3.陰極頭，1-4.冷卻水輸入接口，
1-5.原料輸入接口，1-6.陰極的電氣接口，2.絕緣槍架，2-1.第一工作氣輸入接口或原料輸入接口，2-2.第二工作氣輸入接口，2-3.冷卻水輸出接口，2-4.穿孔，2-5.抱箍槽，2-6.螺孔，2-7.前腔，2-8.第二承插孔，2-9.通孔，2-10.第二密封槽，2-11.中腔，2-12.第一承插孔，2-13.過孔，2-14.第一密封槽，2-15.后腔，2-16.螺口，3.第一陽極，3-1.中繼電極，
4.密封圈，5.第二陽極，5-1.連接法蘭，5-2.定位凸臺(tái)，5-3.榫頭，5-4.陽極的電氣接口，
6.第五密封環(huán)，7.穿心螺桿，8.第四密封環(huán)，9.第三密封環(huán)，10.密封墊，11.第二密封環(huán)，12.密封墊圈，13.第一密封環(huán)，14.密封膠，15.隔熱襯套，1.第一冷卻水套，I1.第一環(huán)形氣室，II1.第一放電區(qū)，IV.第一壓縮孔道，V.第一噴射腔，V1.第二環(huán)形氣室，VI1.冷卻環(huán)槽，VIL第二放電區(qū)，IX.第二壓縮孔道，X.第二噴射腔，X1.第三冷卻水套，ΧΠ.第二過水孔，XII1.切向氣道，XIV.第二冷卻水套，X V.切向氣槽，XV1.第一過水孔，χνπ.擴(kuò)散腔，XVID.噴料孔，XIX.料道，a.分解部件之一，b.分解部件之二，C.分解部件之三，d.分解部件之四