随着我国国民经济及社会的发展，人民对环境生活质量的要求日益提高，目前，我国的固废处理仍然以填埋和焚烧为主，其本身存在一定的缺陷，资源利用率不高。热等离子体具有高温、高能量密度的特点，具有在固废无害化及资源化方面进行应用的巨大潜力。本文对实验室自行设计的热等离子体炬的基本特性进行了研究。
　　考察了热等离子体炬的伏安特性及其影响因素，研究表明，使用氩气、氮气、二氧化碳作为工作气体时，呈现明显的电弧放电的伏安特性。通过增大电极内径以及工作气体流量，可以提高等离子体的电压及功率。工作电流及流量一致时，二氧化碳的电压及功率最大，氮气次之，氩气最低。氮气及二氧化碳的射流形态相近，射流长度远大于氩气的射流长度。高流量的载气易形成湍流形态的热等离子体，较低流量的载气易形成层流状态的热等离子体，层流形态的热等离子体具有更长的射流，轴向能量输出较好，工作更加稳定安静。使用氮气作为载气时，在电极内径为8mm，工作电流为100A时，流量为10L/min时，可以形成稳定的层流热等离子体，射流长度可达45cm。
　　进行了热等离子体的发射光谱诊断，结果表明，在使用6mm电极内径，气体流量为10L/min时，工作电流为100A，热等离子体的激发温度可达11300K，电子密度可达1023m-3，热等离子体达到局部热力学平衡状态。通过提高电流，可以有效提高热激发温度。
　　由于热等离子体炬在工作中与等离子体直接接触，散热直接影响到阳极的工作稳定性及持续性。本文针对热等离子体炬进行了传热特性的数值模拟研究。研究发现，使用紫铜作为材料，通水进行冷却效果良好。研究了不同铜壁厚度的阳极的温度场分布，研究表明，提高铜壁的厚度，对散热能力有一定的提高。同时，阳极的设计存在一定的改进空间，散热鳍片对流场存在较大的影响。