CN101737786A - 一种等离子熔融裂解处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种等离子熔融裂解处理设备，属于机械技术领域。它解决了现有焚烧炉存在焚烧温度不够高、焚烧效果不够好、焚烧不够充分等技术问题。本等离子熔融裂解处理设备，包括具有进料口和出料口的炉体，在炉体内设有焚烧腔，所述的焚烧腔与上述的进料口和出料口相连通，在炉体上还开设有与焚烧腔相连通的出气口，所述的炉体顶部还设有一能产生等离子体喷焰的等离子火炬发生器，所述的等离子火炬发生器一端穿进焚烧腔内，另一端穿出炉体与一能带动其上下升降的升降机构相连。本发明具有火焰温度更高、焚烧更加充分、焚烧效率更高等优点。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种等离子熔融裂解处理设备，特别是一种危险有毒有害物品的等离子熔融裂解处理设备。
背景技术
随关工业技术的发展，及人们生活水平的提高，不断的产生种废弃物，目前危险物品如医疗垃圾、电子垃圾等在处理时，只是简单的掩埋或者焚烧炉焚烧。由于危险物品直接掩埋会污染土壤和地下水并且占用大量的空间，焚烧炉在焚烧过程中，由于温度的限制有部分有毒成份及难道以火焚化的物质依然存在，而且温度难以控制会产生大量的有毒气体，如二恶英，CO等，且那些焚烧后的残渣及飞灰份仍旧需要进行填埋。
如今这些废物的处理及填埋后产生泄漏等日益受到环保人士及各国政府的注意，为更好的处理危险废物人们进行各种尝试试，系统越来越复杂，成本也越来越高，浪费大量人力物力。
为克服焚化炉系统的缺点，人们尝试用电弧等离子体火炬处理有毒废物，因为等离子火炬的温度远远高于普通的燃烧装置，使危险废物得到彻底分解。
虽然先前这些技术都有尝试，但在所公开技术中，都有一定的局限性与缺限。而缺少一种安全稳定，能持续稳定，经济，简单适用性范围广的技术设备存在。
本设备的由进料装置，炉体，废气飞灰处理装置组成，气体处理装置出口装有高压风机，使整套设备处于负压状态下，废气处理处理装置包括急冷，中和，过滤，干燥，除尘，洗涤，将飞灰与有害气体全部去除，并由回料装置送回炉膛再次处理。
物料通过送料装置送至推进器，由推进器挤压至炉膛内，炉膛内设置等离子发生器，通过等离子发生器喷出表面温度可达3000摄氏度焰芯温度可达10000-2000摄氏度的高温火炬，将物料中的各种元素氧化或熔融，气体流入气体处理装置。
危险物品在焚烧炉中能否完全被焚烧是十分重要的，而生成高温火焰的发生器是至关重要的。经检索，发现中国专利，黄建军的(ZL200610060124.4)废物处置等离子体反应炉，该装置包括有等离子体装置、中空石墨电极和炉体，中空石墨电极位于炉体的中央部位，在炉体的底部有与中空石墨电极相对应的第二电极以及与第二电极相连的石墨引出极，该技术方案中采用中空石墨电极的中空管道作为喂入废料的通道，所喂入的废料是经粉碎后的固、液、气态废弃物等，不能直接喂入块状废弃物。由于此炉采用单一上电极，炉底电极为第二电极，在使用时，一旦断电停炉，所处理的物料冷冻、结晶在炉底电极上，形成玻璃质绝缘体，该绝缘体将导致上电极与炉底电极之间无法形成电流通路，不能起弧，设备不能正常工作。另外，中国专利：丁家亮200710023338.9采用石墨棒作为电极在使用过程中，由于石墨棒会被消耗掉，导致电极越来越短，需不断接入，操着繁锁热能损耗较大，且接口部分在不断活动磨损，高温下很难密封，工作时会溢出有毒有害气体。对车间造成二次污染，与经济环保的宗旨相背。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种使用寿命更长、焚烧效果更好、焚烧温度更高的等离子熔融裂解处理设备。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种等离子熔融裂解处理设备，包括具有进料口和出料口的炉体，在炉体内设有焚烧腔，所述的焚烧腔与上述的进料口和出料口相连通，在炉体上还开设有与焚烧腔相连通的出气口，其特征在于，所述的炉体顶部还设有一能产生等离子体喷焰的等离子火炬发生器，所述的等离子火炬发生器一端穿进焚烧腔内，另一端穿出炉体与一能带动其上下升降的升降机构相连。
本等离子熔融裂解处理设备是用来焚烧危险物品的。主要的工作原理是这样的：危险物品由进料口进入到焚烧腔中，在等离子火炬发生器的作用下，产生等离子体喷焰将危险物品焚烧。危险物品焚烧后形成的玻璃体以及一些固体焚烧物由出料口出去，进行回收利用。危险物品焚烧后形成的气体，由出气通过急冷再通过回收系统进行回收处理。
在本等离子熔融裂解处理设备中通过采用等离子火炬发生器生成等离子体喷焰，此时，喷焰具有很高的热量，其焰芯温度可达10000℃～20000℃，外焰部份也可达到3000℃。通过如此高的温度使焚烧腔中的危险物品能更好的被焚烧掉。另外，在升降机构的作用下，使离子火炬发生器能上下升降，使危险物品被焚烧掉的更加充分，提高了焚烧效率。
在上述等离子熔融裂解处理设备中，所述的等离子火炬发生器包括火炬杆、阳极、阴极和输气套，所述的火炬杆内部具有空腔，阳极和阴极均设置在该空腔内，所述的输气套具有进气通道，该进气通道与上述的空腔相连通。工作气体由输气套的进气通道进入到火炬杆的空腔中，阴极和阳极通上电后，阴极和阳极间的电弧放电作用使得流入工作气体发生电离，输出的等离子体呈喷射状，形成上述的等离子体喷焰。这里的工作气体一般采用氮气。
在上述的等离子熔融裂解处理设备中，所述的火炬杆外端部还开设有两排齿槽。
在上述的等离子熔融裂解处理设备中，所述的升降机构包括电机和蜗轮，所述的电机的输出轴与蜗轮相固连，所述的蜗轮的蜗齿与上述的齿槽相啮合。电机的工作，输出轴开始转动，再带动与其相固连的蜗轮的转动。由于蜗轮的蜗轮的蜗齿是与火炬杆外端的齿槽相啮合的，蜗轮的转动再带动火炬杆的上下升降。
作为另外一种情况，在上述的等离子熔融裂解处理设备中，所述的升降机构为一升降气缸，所述的升降气缸的活塞杆与上述的火炬杆相固连。气缸的工作，活塞杆上下升降，从而带动与其相固连的火炬杆的上下升降。
在上述的等离子熔融裂解处理设备中，所述的阴极和阳极均通过电线与外界电源相连。
在上述的等离子熔融裂解处理设备中，所述的炉体外还固定有耐火材料层。通过固定耐火材料层提高了炉体的耐火性能。
在上述的等离子熔融裂解处理设备中，所述的耐火材料层外还固定有隔热材料层。
在上述的等离子熔融裂解处理设备中，所述的隔热材料层外还固定有冷却层。
通过设置隔热层和冷却层，既能防止焚烧腔内的温度过多的散失，又能使本等离子熔融裂解处理设备的最外层不会太烫，防止烫伤操作人员。
与现有技术相比，本等离子熔融裂解处理设备中通过采用等离子火炬发生器生成等离子体喷焰，此时，喷焰具有很高的热量，其焰芯温度可达10000℃～20000℃，外焰部份也可达到3000℃。通过如此高的温度使焚烧腔中的危险物品能更好的被焚烧掉，使焚烧效果更好。另外，在升降机构的作用下，使离子火炬发生器能上下升降，使危险物品被焚烧掉的更加充分，提高了焚烧效率。
附图说明
图1是本等离子熔融裂解处理设备的结构示意图。
图2是本等离子熔融裂解处理设备的离子火炬发生器的结构示意图。
图3是本等离子熔融裂解处理设备的剖视图。
图中，1、炉体；1a、进料口；1b、出料口；1c、出气口；2、焚烧腔；3、火炬杆；3a、齿槽；4、阳极；4a、小阳极；4b、二阳极；4c、大阳极；5、阴极；6、输气套；6a、进气通道；7、电机；8、蜗轮；9、电线；10、耐火材料层；11、隔热材料层；12、冷却层；13、炉盖；14、密封层；15、等离子体喷焰。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一：
如图1和图2所示，本等离子熔融裂解处理设备，包括具有进料口1a和出料口1b的炉体1，在炉体1内设有焚烧腔2，所述的焚烧腔2与上述的进料口1a和出料口1b相连通，在炉体1上还开设有与焚烧腔2相连通的出气口1c，所述的炉体1顶部还设有一能产生等离子体喷焰的等离子火炬发生器，所述的等离子火炬发生器一端穿进焚烧腔2内，另一端穿出炉体1与一能带动其上下升降的升降机构相连。
等离子火炬发生器包括火炬杆3、阳极4、阴极5和输气套6，所述的火炬杆3内部具有空腔，阳极4和阴极5均设置在该空腔内，所述的输气套6具有进气通道6a，该进气通道6a与上述的空腔相连通。工作气体由输气套6的进气通道6a进入到火炬杆3的空腔中，阴极5和阳极4通上电后，阴极5和阳极4间的电弧放电作用使得流入工作气体发生电离，输出的等离子体呈喷射状，形成上述的等离子体喷焰。这里的工作气体一般采用氮气。
在火炬杆3的中部还固定有由耐高温密封材料制成的密封层14，通过该密封层14能保证火炬杆3与炉体1之间形成密封。
在上述的等离子熔融裂解处理设备中，所述的火炬杆3外端部还开设有两排齿槽3a。升降机构包括电机7和蜗轮8，所述的电机7的输出轴与蜗轮8相固连，所述的蜗轮8的蜗齿与上述的齿槽3a相啮合。电机7的工作，输出轴开始转动，再带动与其相固连的蜗轮8的转动。由于蜗轮8的蜗轮8的蜗齿是与火炬杆3外端的齿槽3a相啮合的，蜗轮8的转动再带动火炬杆3的上下升降。
如图2所示，所述的阴极5和阳极4均通过电线9与外界电源相连。这里的阳极4包括小阳极、二阳极和大阳极，在通电后先阴级和小阴级引弧，然后逐级放大，火炬杆3出口喷出的等离子体喷焰可达50厘米。
如图3所示，炉体1的顶部为一炉盖13，该炉盖13能与炉体1形成密封或者与炉体1分离开来。在炉体1外还固定有耐火材料层10，通过固定耐火材料层10提高了炉体1的耐火性能。在耐火材料层10外还固定有隔热材料层11。在隔热材料层11外还固定有冷却层12。通过设置隔热层和冷却层，既能防止焚烧腔2内的温度过多的散失，又能使本等离子熔融裂解处理设备的最外层不会太烫，防止烫伤操作人员。
本等离子熔融裂解处理设备是用来焚烧危险物品的。主要的工作原理是这样的：危险物品由进料口1a进入到焚烧腔2中，在等离子火炬发生器的作用下，产生等离子体喷焰将危险物品焚烧。危险物品焚烧后形成的玻璃体以及一些固体焚烧物由出料口1b出去，进行回收利用。危险物品焚烧后形成的有毒气体，由出气口1c出去再通过回收系统进行回收处理。
在本等离子熔融裂解处理设备中通过采用等离子火炬发生器生成等离子体喷焰，此时，喷焰具有很高的热焓，其焰芯温度可达10000℃～20000℃，外焰部份也可达到3000℃。通过如此高的温度使焚烧腔2中的危险物品能更好的被焚烧掉。另外，在升降机构的作用下，使离子火炬发生器能上下升降，使危险物品被焚烧掉的更加充分，提高了焚烧效率。
实施例二：
本实施例二中的内容大致与实施例一中的内容相同，所不同的是，实施例一中的升降机构包括电机7和蜗轮8，所述的电机7的输出轴与蜗轮8相固连，所述的蜗轮8的蜗齿与上述的齿槽3a相啮合；而在本实施例二中的升降机构为一升降气缸，所述的升降气缸的活塞杆与上述的火炬杆3相固连。气缸的工作，活塞杆上下升降，从而带动与其相固连的火炬杆3的上下升降。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了1、炉体；1a、进料口；1b、出料口；1c、出气口；2、焚烧腔；3、火炬杆；3a、齿槽；4、阳极；4a、小阳极；4b、二阳极；4c、大阳极；5、阴极；6、输气套；6a、进气通道；7、电机；8、蜗轮；9、电线；10、耐火材料层；11、隔热材料层；12、冷却层；13、炉盖；14、密封层；15、等离子体喷焰等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (9)
1.一种等离子熔融裂解处理设备，包括具有进料口(1a)和出料口(1b)的炉体(1)，在炉体(1)内设有焚烧腔(2)，所述的焚烧腔(2)与上述的进料口(1a)和出料口(1b)相连通，在炉体(1)上还开设有与焚烧腔(2)相连通的出气口(1c)，其特征在于，所述的炉体(1)顶部还设有一能产生等离子体喷焰的等离子火炬发生器，所述的等离子火炬发生器一端穿进焚烧腔(2)内，另一端穿出炉体(1)与一能带动其上下升降的升降机构相连。
2.根据权利要求1所述的等离子熔融裂解处理设备，其特征在于，所述的等离子火炬发生器包括火炬杆(3)、阳极(4)、阴极(5)和输气套(6)，所述的火炬杆(3)内部具有空腔，阳极(4)和阴极(5)均设置在该空腔内，所述的输气套(6)具有进气通道(6a)，该进气通道(6a)与上述的空腔相连通。
3.根据权利要求1或2所述的等离子熔融裂解处理设备，其特征在于，所述的火炬杆(3)外端部还开设有两排齿槽(3a)。
4.根据权利要求3所述的等离子熔融裂解处理设备，其特征在于，所述的升降机构包括电机(7)和蜗轮(8)，所述的电机(7)的输出轴与蜗轮(8)相固连，所述的蜗轮(8)的蜗齿与上述的齿槽(3a)相啮合。
5.根据权利要求3所述的等离子熔融裂解处理设备，其特征在于，所述的升降机构为一升降气缸，所述的升降气缸的活塞杆与上述的火炬杆(3)相固连。
6.根据权利要求2所述的等离子熔融裂解处理设备，其特征在于，所述的阴极(5)和阳极(4)均通过电线(9)与外界电源相连。
7.根据权利要求1或2所述的等离子熔融裂解处理设备，其特征在于，所述的炉体(1)外还固定有耐火材料层(10)。
8.根据权利要求1或2所述的等离子熔融裂解处理设备，其特征在于，所述的耐火材料层(10)外还固定有隔热材料层(11)。
9.根据权利要求1或2所述的等离子熔融裂解处理设备，其特征在于，所述的隔热材料层(11)外还固定有冷却层(12)。
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