CN101189920B - 用于废物处理腔室中的改进等离子体炬 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于***废物处理腔室的壁中的开口的等离子体炬。本发明的等离子体炬的特征在于，包括具有上端和下端的同轴套筒。套筒至少环绕着等离子体炬的外表面位于开口中的部分，从而在等离子体炬的外表面和套筒的内表面之间形成绝热腔室。至少环绕着等离子体炬的外表面位于处理腔室壁中的开口内的部分的同轴套筒部分的至少一部分是多孔的或可透过热交换流体的。等离子体炬包括用于将热交换流体导入绝热腔室的入口。当等离子体炬***开口时，处理腔室壁和同轴套筒之间存在间隙。因此，同轴套筒和绝热腔室防止等离子体炬的外表面经受从处理腔室壁和从处理腔室内辐射的大量热，且流经入口的热交换流体离开绝热腔室进入处理腔室。

Description

用于废物处理腔室中的改进等离子体炬
技术领域
本发明涉及一种用于处理废物的装置。特别地，本发明涉及一种用于诸如废物处理设备的应用中的改进等离子体炬。
背景技术
借助基于等离子体炬的废物处理设备处理包括城市废物、医疗废物、有毒和放射性废物的废物是众所周知的。
由于在处理设备中由等离子体炬产生的高温，多种冷却装置是必需的，以防止可能对设备部件有害的局部过热。一个需要冷却的区域为设备腔室壁中的开口，该开口通常位于设备的下部，以便于安装和取出等离子体炬。间隙将***开口的等离子体炬的外表面与环绕的腔室壁分开。为了防止经间隙从腔室内辐射的热引起腔室壁外金属壳的热损伤，水冷的护罩通常被设置在靠近安装于开口中的等离子体炬的腔室外表面上。
在处理设备运行几小时后，腔室下部的内表面可能达到高达1800-2100K的温度。尽管间隙将等离子体炬与环绕的腔室壁分开，但等离子体炬的本体吸收从腔室壁辐射的热。这导致等离子体炬的外壁温度上升，从而降低了处理效率。此外，这可能引起等离子体炬的寿命缩短。等离子体炬通常通过合适的液态冷却剂如水冷却，以防止损伤等离子体炬。这种冷却剂必须能够消除所产生的热，该热不仅源于等离子体炬的正常工作、而且还源于从环绕的腔室壁的辐射。
间隙的尺寸是一种确定从处理腔室损失的热量的因素。减小间隙使得较少的热辐射离开腔室，从而降低了从腔室的热损失、和对腔室外部的潜在损伤。除了间隙的宽度外，热损失还取决于腔室内部与冷却的腔室壁外部以及等离子体炬的外表面之间的温差。
当使用的等离子体形成气体为空气时，会引起涉及等离子体炬的工作的另一问题。尽管空气为可用于产生高温等离子体喷射的最不昂贵的气体，但由于等离子体炬的金属部件的高温氧化，因此空气的使用导致等离子体炬的寿命相当短。
当空气用作等离子体炬的等离子体形成气体时，大量的热的氧化气体进入腔室。然而，空气主要由氮气组成，其稀释了合成气体(productgas)，并降低了其产生高热值的能力。因此，蒸汽经常用作另一氧化气体。然而，由于蒸汽作为等离子体炬中的等离子体形成气体是有问题的，因此蒸汽通常在低温下供给到腔室。
如果被提供用于帮助氧化待处理废物中的有机物质的氧化剂的温度低，可能导致冷却氧化剂的入口附近部位，且在废物通过腔室移动中出现异常。这些异常可进一步在腔室的下部中引起更大的问题，例如堵塞装置、增加熔融材料的粘性、和炉胸中的问题如桥接即成桥形式的阻塞，该阻塞物是腔室中固体材料产生的结果。
US5695662公开了一种等离子体电弧焊炬，该等离子体电弧焊炬用于切割金属片，如厚钢板、镀锌金属薄板等。当开始刺穿时，在金属被切通之前，熔融金属向上飞溅到等离子体炬上。这是不良的，因为它可使电弧不稳定，导致电弧对喷嘴凿孔，这可降低喷嘴寿命或甚至损坏它。因此，US5695662提供了围绕着喷嘴的高速流动的富含氧的辅助气体混合物，以形成冷的气体层，该气体层用作保护物，以防止喷嘴和靠近工件的其他等离子体炬元件被熔融金属泼溅。此外，采用富含氧的辅助气体混合物由于比采用其他气体混合物的炬更清洁和更深地穿入金属而提高了等离子体炬的拼接能力。辅助气体被引导到等离子体炬的上端，经等离子体炬本体向喷嘴行进，通过具有一排离心狭缝的环，从而产生涡流运动的气流，且以紧靠等离子体电弧的回旋流的方式离开等离子体炬。然而，由于等离子体切割装置通常不位于围起来的热辐射环境中，因此不存在外部热辐射对等离子体炬外表面产生的有害影响。从而，US5695662不涉及提供用于冷却等离子体炬的纵向外表面的措施。
US3949188公开了一种电弧转移(arc transfer)焊炬，其具有阴极杆和两个同轴环形本体。惰性气体供给到位于阴极杆和第一环形本体之间的环形空间，在阴极杆和一片待切割的金属之间建立电弧。活性气体供给到位于第一和第二环形本体之间的环形空间中，建立由在高温下被加热的活性气体组成的等离子体。根据US3949188，如果惰性气体的流率被减小到低于一定的临界值，则第二环形本体的喷嘴开口处的热损失减小。US3949188根本不涉及任何冷却等离子体炬的纵向外表面的方法，而仅涉及通过供给到此的冷却水冷却第二环形本体的喷嘴。
US5514848公开了一种具有圆柱对称性的等离子体炬。阴极和阳极之间的内部通道被成形为包括限制件，该限制件加速被导入到阴极端的等离子体气体的行进。根据发明人，限制件的结果是增加电弧长度，同时使得对于给定的功率输入具有较低的电流-电压比。等离子体炬位于阴极组件和阳极之间的部分被形成冷却腔室的同轴圆柱体环绕，冷却流体通过该冷却腔室循环，该冷却流体经由位于等离子体炬的下端(阳极)处的入口进入腔室，并经位于上端(阴极)处的出口离开该腔室。
因此，本发明的目的是提供一种克服了现有技术配置的限制的等离子体炬配置。
本发明的另一目的是提供这样一种配置，其将预热的氧化介质导入到等离子体废物处理设备的处理腔室。
本发明的又一目的是提供这样一种配置，其使等离子体废物处理设备中的热损失最小化。
随着描述的进行，本发明的其他目的和优势将会显而易见。
发明内容
本发明涉及一种用于***废物处理腔室的壁中的开口的等离子体炬，所述废物处理腔室在其下部包括至少一个液体出口，用于从此取走熔融材料，所述等离子体炬包括本体，所述本体具有前端、后端、纵向外表面、位于前端处的出口和热保护环，高温等离子体喷射通过所述出口喷出；所述等离子体炬的特征在于，包括具有上端和下端的同轴套筒，套筒至少环绕着所述外表面位于开口中的部分，从而在外表面和套筒之间形成绝热腔室。
当等离子体炬***开口时，在处理腔室壁和同轴套筒之间存在间隙，从而同轴套筒和绝热腔室防止等离子体炬的外表面经受从处理腔室壁和从处理腔室内部辐射的大量热。同轴套筒位于开口中的至少一部分是多孔的或可透过热交换流体的，该等离子体炬包括用于将热交换流体导入绝热腔室的入口。
当等离子体炬***作时、且当热交换流体经入口被导入绝热腔室时，所述热交换流体通过多孔的或可透过的部分离开绝热腔室，从而吸收从处理腔室壁和从处理腔室内部辐射的热，且携带被吸收的热离开等离子体炬和间隙。
等离子体炬包括位于前端和后端之间的环形间隔元件，用于将同轴套筒的上端连接其上。
根据一个方面，等离子体炬的外表面的至少一部分径向向内凹进，其中，同轴套筒的下端接触热保护环，同轴套筒的上端被密封到外表面的非凹进部分，从而形成绝热腔室。
同轴套筒的上端被密封到等离子体炬的外表面，或密封到环形间隔元件，且套筒的下端通过从以下组中选择的方法被密封到热保护环：钎焊(soldering)；焊接(welding)；使用玻璃丝密封件。
根据一个方面，同轴套筒的下端接触但未被密封到热保护环，从而热交换流体至少部分在套筒和环之间通过。任选地，热保护环为水冷的。
同轴套筒的外径与所述等离子体炬被所述套筒环绕着的绝热腔室的内径之比优选处于1.01-1.5的范围内。
用于将热交换流体导入到套筒的入口可位于套筒伸出腔室的部分处。可选地，入口从后端横过等离子体炬的本体。进一步可选地，入口从外表面横过等离子体炬的本体。
所述热交换流体可以是能够吸收热、从等离子体炬带走热且离开间隙的任何合适流体。
优选地，所述热交换流体是富含氧的气体，且可以从以下组中选择：蒸汽；空气；氧气；CO2；或它们的混合物。
优选地，位于等离子体炬的前端处的间隙的横截面面积与等离子体炬的出口的横截面面积之比处于0.5-20的范围内。
优选地，等离子体炬利用富含氮的气体作为等离子体形成气体。
优选地，同轴套筒由从以下组中选择的耐高温材料制成：不锈钢；陶瓷；合金；它们的混合物。
优选地，等离子体炬出口端的直径与从位于等离子体炬的前端处的间隙到包括位于废物处理腔室下部的用于排放液体炉渣的出口的中心轴线的水平面的最小垂直距离之比优选处于0.02-0.3的范围内。
附图说明
图1示意性地显示了现有技术的典型废物等离子体处理装置的总体设计和主要元件。
图2示意性地显示了典型的现有技术等离子体炬的纵向剖视图。
图3示意性地显示了本发明的等离子体炬的一个实施例的纵向剖视图，该等离子体炬被***到位于处理腔室的下部的开口中。
图4示意性地显示了本发明的等离子体炬的另一实施例的纵向剖视图，该等离子体炬被***到位于处理腔室的下部的开口中。
图5示意性地显示了本发明的等离子体炬配置的尺寸示例。
具体实施方式
术语“废物转化/处理装置/设备”在此包括尤其是适合于通过等离子体处理来加工、处理或处置任何废料的任何装置，包括城市废物(MSW)、生活废物、工业废物、医疗废物、污水污泥废物(SSW)、放射性废物以及其他类型的废物。
在此使用的术语“多孔的”或“可透过的”包括具有细孔、开口、孔或狭缝的任何膜或材料，它们可以被流体透过或穿透。
本发明涉及一种用于加热处理设备中的材料的等离子体炬配置，其例如包括用于处理金属或用于处理废物的竖炉。
参照图1，用附图标记100表示的常规等离子体废物处理设备包括处理腔室10。通常，废物被装入位于腔室10的竖轴上部的装载腔室32、并通过防止空气进入腔室10内的关闭装置24。
处理腔室10还包括：靠近于装载腔室32的烘干区15，在此，废物的水分被降低，且一些废物局部***；位于烘干区15下游的热解区26，在此，根据操作条件和废物在热解区26中所停留的时间长短，形成不同量的热解气体、热解油和烧焦物；气化区28，在此，烧焦物与氧气、蒸汽或CO2发生相互作用；熔化区38，在此，废物的无机成分被至少一个等离子体炬40熔化。熔融材料积聚在腔室10的下部，且周期性地或连续地通过与一个或多个收集池(未示出)相连的至少一个液体出口20被取走。氧化材料可以通过入口16直接供给到气化区28。处理腔室10在其上端还包括至少一个气体出口18，用于排出合成气体。
尤其是处理腔室10在熔化区38中的内表面14通常衬有一种或多种合适的难熔材料，例如，铝、铝-硅、镁、铬-镁、耐火黏土或耐火砖。通常，处理腔室10、通常是整个设备100被金属壳12或壳体覆盖，以提高其机械完整性、能使处理腔室10相对于外部环境密封。
开口11存在于处理腔室10的下部、并连通到熔化区38，用于导入等离子体炬40。开口11的直径大于等离子体炬40的外径，从而在等离子体炬40和处理腔室10的壁之间产生间隙36。为防止由于从处理腔室10内通过间隙36辐射的热而对处理腔室10的外金属壳12产生热损害，通常水冷的上护罩22设置在处理腔室10的外部、环绕并紧靠等离子体炬40、且覆盖包围着的金属壳12的一部分。
传统等离子体炬40通常具有圆柱对称性，且在此也被描述为这样，然而，可以理解，经过必要的修正，根据本发明的描述，基本上可使用具有任何横截面形状的等离子体炬40。
在图2中，以纵向剖视图的形式示意性地显示现有技术的电弧等离子体炬40。等离子体炬40是这样一种***，即其充当熔化和玻璃化废物的无机成分的能量源、且控制处理腔室10内的热条件。具有圆柱对称性的等离子体炬40通常包括位于炬本体内的中心通道42，且在炬本体的前端43处具有出口70。阴极和阳极位于通道42的相反端46、48，且相互之间通过电绝热体51隔开。电弧形成在这两个电极之间。通常，尽管不是必需的，阳极位于通道42的下端46，阴极位于通道42的上端48。用于将等离子体形成气体导入通道42的进气管60位于通道42的上端48的附近。在通道42中位于阴极和阳极之间的电场使等离子体形成气体的原子离子化，且产生向着出口70流动并流出出口70的等离子体或高温高速喷射。尽管阴极、阳极、以及到它们的配线和从它们的配线的特征细节在图中未示出，但是它们可以具有本领域众所周知的许多实施例。环形通道50被限定在等离子体炬40的通道42和外表面41之间。冷却水在环形通道50中流动，以冷却在工作期间被加热的等离子体炬40。
参照图3，以纵向剖视图的形式示出了本发明的的等离子体炬140配置的优选实施例。等离子体炬140被显示成安装在处理腔室10的下部中。
等离子体炬140包括前端143和后端145。前端143朝向处理腔室10的内部、并定位于开口11中，后端145突出到腔室10之外。根据优选实施例，当等离子体炬140完全***开口11时，前端143基本上与处理腔室10的下部的内表面14共面。可选地，等离子体炬140可以***开口，使得前端143伸入熔化区38中。
根据优选实施例，位于开口11中的等离子体炬140的外表面141的至少一部分径向向内凹进，从而形成等离子体炬140的外表面141的至少一个凹进部分41′，其具有比等离子体炬140的其余部分小的直径。图3显示了凹进部分41′，其从靠近等离子体炬140的前端143处纵向延伸到等离子体炬140突出到腔室10外的部分。热保护环元件21环绕着等离子体炬140的前端143并与等离子体炬140的前端143连接成一体。凹进部分被同轴套筒52封闭，从而形成绝热腔室54。环绕着等离子体炬140位于处理腔室10壁的开口11中的部分的同轴套筒52的至少一部分56由多孔或可透过的材料组成。
优选地，至少同轴套筒52位于开口11中的部分由耐高温材料例如镍合金、不锈钢、陶瓷材料或它们的组合物制成。
根据图4显示的本发明的另一实施例，热保护环元件21一体地环绕着等离子体炬140的外表面141的前端143，且环形间隔元件19位于前端143和后端145之间。同轴套筒52围绕等离子体炬的外表面141安装在热保护环元件21和间隔元件19之间。
根据优选实施例，至少同轴套筒52位于开口11中的部分被耐高温材料62例如玻璃丝密封件密封。根据可选实施例，同轴套筒52位于开口11中的部分接触热保护环元件21，但不与它密封，使得一些热交换流体可以在同轴套筒52和热保护环元件21之间流动。同轴套筒52的至少上端通过钎焊或焊接被密封到环形间隔元件19。任选地，环形间隔元件19可以通过水冷。
热交换流体被导入绝热腔室54中，使得基本上为环形的热交换流体环环绕等离子体炬140的至少一部分。热交换流体通过同轴套筒52的多孔或可透过部分56进入间隙36中，在此，该介质至少部分吸收从周围的处理腔室10壁辐射的热，从而，从等离子体炬带走热，降低热损失。根据一些实施例，热交换流体还流经将同轴套筒52与热保护环元件21隔离开的小空隙。在吸收热后，热交换流体流入处理腔室10的下部处的熔化区38、与其中的废物发生相互作用、接着向上到达炉胸、且通过气体出口18排出(参见图1)。
在本发明的一个实施例中，用于将热交换流体导入绝热腔室54的入口58位于同轴套筒52从炉100向外突出的部分处。在另一实施例(未示出)中，热交换流体通过从上端145横过等离子体炬140的本体的入口导入到绝热腔室54，所述入口类似于用于将工作气体供给到中心通道142的入口160。可选地，入口从套筒上方的外表面141横过等离子体炬140的本体。热交换流体在腔室54中的任意位置处导入绝热腔室54。
发明人已经发现，根据热交换流体、流速以及设备100的热需求，同轴套筒52的外径与等离子体炬140被同轴套筒52环绕着的绝热腔室54的内径的最佳比例优选处于1.01-1.5的范围内。
重要的是，注意到，通过利用同轴套筒52将等离子体炬140的外表面141与腔室10壁隔离开，即使没有将热交换流体导入绝热腔室54，等离子体炬140也大约少吸收50％的从腔室10壁辐射的热。
在本发明中使用的热交换流体为任何合适的流体，其能够吸收热，并将热从等离子体炬带走以及离开间隙36。优选地，出于下文将描述的原因，使用富含氧的气体，例如蒸汽、空气、氧气、CO2或它们的混合物。
上文中讨论的一个涉及基于等离子体炬的处理设备100的运行的问题是，为了氧化设备100中的有机物质而提供的氧化剂可实际上引起设备堵塞、增加下腔室中的熔融材料的粘性、且在炉胸中桥接，这是由于氧化流通常处于比处理腔室10内部温度低得多的温度下，冷却了该氧化流附近的废物区域。这个问题可以通过在氧化剂接触处理腔室10中的废物之前预先对它加热而被减轻。
因此，在本发明中，优选使热交换流体由可帮助氧化处理腔室10中的废物的有机成分的流体组成。在热交换流体通过同轴套筒52进入间隙36后，该介质吸收辐射的热、在比它进入同轴套筒52时高的温度下进入处理腔室10的熔化区38、沿炉胸向上流动、且通过出口18排出。当在气化区时，热交换流体和废物反应，产生含碳成分(烧焦物)。因此，本发明提供了一种将预先加热的氧化剂供给到处理腔室的方法和装置。即使增加位于处理腔室10的气化区28中的氧化剂入口16的需要不能省掉(如图1所示)，但也可充当在等离子体炬140附近导入处理腔室10的氧化剂的热交换流体降低了通过入口16导入大量冷的氧化剂的需要，且也可使得氧化剂以较慢的速率流经入口16，从而防止或至少大大减小了堵塞和炉胸中桥接的发生。
一种影响等离子体炬140的寿命的因素是用于其工作的等离子体形成气体的类型。尽管气体如氢气、甲烷、氩气以及其他气体可以使用，但空气是可以使用的最不昂贵的等离子体形成气体。不幸地，由于高温氧化等离子体炬140的金属部件，其中含有大量氧气会引起等离子体炬140的有效寿命缩短。例如，富含氮的气体由于氧气浓度较低而将减小氧化速度，因此等离子体炬140具有更长寿命。
根据一个实施例，提供了富含氮的气体和富含氧的气体的单独供给装置，其中，富含氮的气体通过入口160被供给到等离子体炬140，并用作等离子体炬140的等离子体形成气体，富含氧的气体通过入口58被供给到绝热腔室54，并用作热交换流体，如上所述。
当高温等离子体喷射39离开等离子体炬140时，腔室10的内表面14的难熔材料可由于高温等离子体喷射39所达到的高温受损(通常，在2500-7000K之间)。因此，需要降低壁处的温度。当热交换流体进入腔室10时，本发明通过将热交换流体的速度调节成小于高温等离子体喷射39的速度实现了上述目的，如同下面将描述的那样。在这些条件下，高温等离子体喷射39将到达熔融材料的表面，并熔化废物的无机成分，而且，绝大部分热交换流体将沿着难熔材料的上表面14流动，从而至少局部将内表面14与由熔融材料辐射的热隔绝开。
尽管增加间隙36的横截面面积降低了流体进入腔室10的速度，但间隙36越大，热损失越大。因此，必须在预期的冷却效果和需要防止热损失之间折中考虑。发明人已经发现，根据使用的热交换流体以及设备100的热需要，位于等离子体炬140的前端143处的间隙36的横截面面积与等离子体炬140的通道142的出口170的横截面面积的最佳比值优选处于0.5-20的范围内。
参照图5，发明人还发现，根据使用的热交换流体和设备100的热需要，通道142的出口170的直径与从位于等离子体炬140的前端143处的间隙36到包括位于腔室10的下部处的液体出口20的中心轴线25的水平面23的最小垂直距离L的最佳比值优选处于0.02-0.3的范围内。采用该比值，将防止流入腔室10的下部中的热交换流体冷却熔融物。
已就处理设备的特殊设计中的废物处理描述了本发明的等离子体炬，通过必要的修正，本发明的等离子体炬的特征可以很容易地应用到其他应用场合、和材料需要在其中的高温环境下加热的处理腔室。
尽管上面的描述仅详细描述了本发明的几个特别的实施例，但本领域的技术人员可以理解，本发明并不局限于此，且在不脱离在此公开的本发明的范围和精神的情况下，可在其他形式上和细节上进行变化。

Claims (18)

1.一种用于***废物处理腔室的壁中的开口的等离子体炬，所述处理腔室在其下部具有至少一个液体出口，用于取走熔融材料，所述等离子体炬包括本体，所述本体具有前端、后端、纵向外表面、以及均位于所述前端处的出口和热保护环，高温等离子体喷射通过位于所述前端处的所述出口喷出；所述等离子体炬的特征在于：包括具有上端和下端的同轴套筒，所述同轴套筒至少环绕着所述等离子体炬的所述外表面位于所述壁中的所述开口内的部分，从而在所述等离子体炬的所述外表面和所述同轴套筒的内表面之间形成绝热腔室；其中，至少环绕着所述等离子体炬的所述外表面位于所述壁中的所述开口内的所述部分的所述同轴套筒的所述部分的至少一部分是多孔的或可透过热交换流体的，所述等离子体炬包括用于将所述热交换流体导入所述绝热腔室的入口。
2.根据权利要求1的等离子体炬，其特征在于，当所述等离子体炬***所述开口时，在所述处理腔室的壁和所述同轴套筒之间存在间隙，从而所述同轴套筒和所述绝热腔室防止所述等离子体炬的所述外表面经受从所述处理腔室的壁和从所述处理腔室内辐射的大量热。
3.根据权利要求2的等离子体炬，其特征在于，当所述等离子体炬***作、且当所述热交换流体通过所述入口导入所述绝热腔室时，所述热交换流体通过多孔的或可透过的部分离开所述绝热腔室，从而吸收从所述处理腔室的壁和从所述处理腔室内部辐射的热，且携带所述被吸收的热离开所述等离子体炬和所述间隙。
4.根据权利要求1的等离子体炬，其特征在于，环形间隔元件位于所述前端和所述后端之间，用于将所述同轴套筒的所述上端连接到所述等离子体炬的所述本体上。
5.根据权利要求4的等离子体炬，其特征在于，所述等离子体炬的所述外表面的至少一部分径向向内凹进，所述同轴套筒的所述下端接触所述热保护环，且所述同轴套筒的所述上端被密封到所述外表面的非凹进部分，从而形成所述绝热腔室。
6.根据权利要求5的等离子体炬，其特征在于，所述同轴套筒的所述上端被密封到所述等离子体炬的所述外表面，或密封到所述环形间隔元件，且所述同轴套筒的所述下端通过从以下组中选择的方法被密封到所述热保护环：a、焊接；b、利用玻璃丝密封件。
7.根据权利要求5的等离子体炬，其特征在于，所述同轴套筒的所述上端被密封到所述等离子体炬的所述外表面，或密封到所述环形间隔元件，且所述同轴套筒的所述下端接近但未被密封到所述热保护环，从而在所述同轴套筒的所述下端和所述热保护环之间形成空隙，所述热交换流体至少部分通过所述空隙。
8.根据权利要求1的等离子体炬，其特征在于，所述热保护环是水冷的。
9.根据权利要求1的等离子体炬，其特征在于，所述同轴套筒的外径与所述等离子体炬被所述同轴套筒环绕着的所述绝热腔室的内径之比处于1.01-1.5的范围内。
10.根据权利要求1的等离子体炬，其特征在于，所述入口位于所述同轴套筒伸出所述处理腔室的部分处。
11.根据权利要求1的等离子体炬，其特征在于，所述入口从所述本体的所述后端横过所述等离子体炬的所述本体。
12.根据权利要求1的等离子体炬，其特征在于，所述入口从所述外表面横过所述等离子体炬的所述本体。
13.根据权利要求2的等离子体炬，其特征在于，所述热交换流体是能够吸收热、将吸收的热从所述等离子体炬带走并离开所述间隙的任何合适流体。
14.根据权利要求13的等离子体炬，其特征在于，所述热交换流体是富含氧的气体，且可以从以下组中选择：
a、蒸汽；
b、空气；
c、氧气；
d、CO2；
e、它们的混合物。
15.根据权利要求2的等离子体炬，其特征在于，位于所述等离子体炬的所述前端处的所述间隙的横截面面积与所述等离子体炬的所述前端处的所述出口的横截面面积之比处于0.5-20的范围内。
16.根据权利要求1的等离子体炬，其特征在于，所述等离子体炬利用富含氮的气体作为等离子体形成气体。
17.根据权利要求1的等离子体炬，其特征在于，所述同轴套筒由从以下组中选择的耐高温材料制成：
a、陶瓷；
b、合金。
18.根据权利要求2的等离子体炬，其特征在于，所述等离子体炬的位于所述前端处的所述出口的直径与从位于所述等离子体炬的所述前端处的所述间隙到包括位于所述废物处理腔室的下部处的所述液体出口的中心轴线的水平面的最小垂直距离之比处于0.02-0.3的范围内。
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