CN101822885A - 利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的装置与方法。它包括等离子体反应器出口、等离子体反应器进口、螺旋电极、螺旋电极封闭圆环、高压电源、等离子体反应器进口、飞灰输送管道、飞灰给料器、环形电极、龙旋风滑动弧等离子体反应器、阀和气源，龙旋风滑动弧反应器下部设有等离子体反应器进口，龙旋风滑动弧等离子体反应器底部设有环形电极，龙旋风滑动弧等离子体反应器内从上到下依次设有螺旋电极封闭圆环、螺旋电极，螺旋电极封闭圆环上端设有等离子体反应器进口，等离子体反应器进口经飞灰输送管道依次与阀一端和气源相连，阀另一端与飞灰给料器相连。本发明结构简单，能耗低，能有效地降解飞灰中的有机污染物。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的装置与方法。
背景技术
工业燃烧、焚烧固体燃料(如煤炭、固体废弃物等)过程中会产生大量的飞灰。由于飞灰中富集大量的有机污染物，其对环境安全存在一定的威胁。因此需要对飞灰进行处理降低其对环境的危害性。目前，国内外对飞灰处理的方法主要有化学试剂稳定法、高温熔融法、热平衡等离子体熔融法、水热处理法、填埋法、水泥固化法等。但是这些方法都存在一定的局限性：不能对飞灰中持续性有机污染物进行有效地降解和能耗较高等。特别对于焚烧工业废弃物和危险废弃物产生的飞灰被规定为危险废弃物，在填埋前必须对飞灰中的有机污染物进行预处理，只有达到相应的国家标准后才能实施填埋处理。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能有效地对飞灰中有机污染物进行处理，结构简单、能耗低的利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的装置与方法。
利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的装置包括等离子体反应器出口、等离子体反应器进口、螺旋电极、螺旋电极封闭圆环、高压电源、等离子体反应器进口、飞灰输送管道、飞灰给料器、环形电极、龙旋风滑动弧等离子体反应器、阀和气源，龙旋风滑动弧反应器下部设有等离子体反应器进口，龙旋风滑动弧等离子体反应器底部设有环形电极，龙旋风滑动弧等离子体反应器内从上到下依次设有螺旋电极封闭圆环、螺旋电极，螺旋电极封闭圆环上端设有等离子体反应器进口，等离子体反应器进口经飞灰输送管道依次与阀一端和气源相连，阀另一端与飞灰给料器相连。
所述的螺旋电极与环形电极之间的最短距离为1.5-3mm。所述的螺旋电极沿螺旋上升方向，直径逐渐变小，最后形成螺旋电极封闭圆环。所述的切向气流进口为1-4个，切向进口直径为1-3mm。所述的轴向进口直径为6-10mm，轴向进口直径小于反应器出口的直径。所述的龙旋风滑动弧等离子体反应器的外径为25-40mm。所述的高压电源为交流或者直流电源，输出电压为3-15kV，电流小于2A。
利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的方法是由飞灰给料器供给的飞灰，由气源喷入的气体通过管道输送至等离子体反应器内，管道中的气体流量为1-30l/min，另外，一路气体通过等离子体反应器进口进入反应器内，气流量为1-30l/min，在进口2处的气流速度与进口处的气流速度比为3-5，在螺旋电极与环形电极之间加载3-15kV的电压，在电极与电极之间形成电弧，并被从进口喷入的气流吹带，电弧逐渐随气流旋转变长，最后电弧稳定在电极与电极之间作旋转运动，形成稳定的等离子体区域，飞灰从进口喷入等离子体区域中，与高能电子，活性基团等发生物理化学反应，从而实现飞灰中有机污染物的脱除与降解，经过处理的飞灰经出口喷出。
本发明的飞灰处理装置，通过气体将飞灰载入龙旋风滑动弧低温等离子体反应器中，通过龙旋风滑动弧低温等离子体中的高能电子的撞击，各种自由基等活性基团的氧化作用，能高效地降解飞灰中的有机污染物。由于采用的是龙旋风低温等离子体，因此相对于热平衡等离子体其能耗大大降低。本发明的飞灰处理装置，结构简单，能耗低，不产生二次污染，占地面积小，检修方便。
附图说明
图1是本发明的利用低温等离子体技术处理飞灰装置的结构示意图；
图中：等离子体反应器出口1、等离子体反应器进口2、螺旋电极3、螺旋电极封闭圆环4、高压电源5、等离子体反应器进口6、飞灰输送管道7、飞灰给料器8、环形电极9、飞灰10、龙旋风滑动弧反应器11、阀12、气源13。
具体实施方式
如图所示，利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的装置包括等离子体反应器出口1、等离子体反应器进口2、螺旋电极3、螺旋电极封闭圆环4、高压电源5、等离子体反应器进口6、飞灰输送管道7、飞灰给料器8、环形电极9、龙旋风滑动弧等离子体反应器11、阀12和气源13，龙旋风滑动弧反应器11下部设有等离子体反应器进口2，龙旋风滑动弧等离子体反应器11底部设有环形电极9，龙旋风滑动弧等离子体反应器11内从上到下依次设有螺旋电极封闭圆环4、螺旋电极3，螺旋电极封闭圆环4上端设有等离子体反应器进口6，等离子体反应器进口6经飞灰输送管道7依次与阀12一端和气源13相连，阀12另一端与飞灰给料器8相连。
所述的螺旋电极3与环形电极9之间的最短距离为1.5-3mm。所述的螺旋电极3沿螺旋上升方向，直径逐渐变小，最后形成螺旋电极封闭圆环4。所述的切向气流进口2为1-4个，切向进口直径为1-3mm。所述的轴向进口6直径为6-10mm，轴向进口6直径小于反应器出口1的直径。所述的龙旋风滑动弧等离子体反应器11的外径为25-40mm。所述的高压电源5为交流或者直流电源，输出电压为3-15kV，电流小于2A。
利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的方法是由飞灰给料器8供给的飞灰，由气源13喷入的气体通过管道7输送至等离子体反应器11内，管道7中的气体流量为1-30l/min，另外，一路气体通过等离子体反应器进口2进入反应器内，气流量为1-30l/min，在进口2处的气流速度与进口6处的气流速度比为3-5，在螺旋电极3与环形电极9之间加载3-15kV的电压，在电极3与电极9之间形成电弧，并被从进口2喷入的气流吹带，电弧逐渐随气流旋转变长，最后电弧稳定在电极9与电极4之间作旋转运动，形成稳定的等离子体区域，飞灰从进口6喷入等离子体区域中，与高能电子，活性基团等发生物理化学反应，从而实现飞灰中有机污染物的脱除与降解，经过处理的飞灰经出口1喷出。
Claims (8)
1.一种利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的装置，其特征在于包括等离子体反应器出口(1)、等离子体反应器进口(2)、螺旋电极(3)、螺旋电极封闭圆环(4)、高压电源(5)、等离子体反应器进口(6)、飞灰输送管道(7)、飞灰给料器(8)、环形电极(9)、龙旋风滑动弧等离子体反应器(11)、阀(12)和气源(13)，龙旋风滑动弧反应器(11)下部设有等离子体反应器进口(2)，龙旋风滑动弧等离子体反应器(11)底部设有环形电极(9)，龙旋风滑动弧等离子体反应器(11)内从上到下依次设有螺旋电极封闭圆环(4)、螺旋电极(3)，螺旋电极封闭圆环(4)上端设有等离子体反应器进口(6)，等离子体反应器进口(6)经飞灰输送管道(7)依次与阀(12)一端和气源(13)相连，阀(12)另一端与飞灰给料器(8)相连。
2.根据权利要求1所述的一种利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的装置，其特征在于所述的螺旋电极(3)与环形电极(9)之间的最短距离为1.5-3mm。
3.根据权利要求1所述的一种利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的装置，其特征在于所述的螺旋电极(3)沿螺旋上升方向，直径逐渐变小，最后形成螺旋电极封闭圆环(4)。
4.根据权利要求1所述的一种利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的装置，其特征在于所述的切向气流进口(2)为1-4个，切向进口直径为1-3mm。
5.根据权利要求1所述的一种利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的装置，其特征在于所述的轴向进口(6)直径为6-10mm，轴向进口6直径小于反应器出口(1)的直径。
6.根据权利要求1所述的一种利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的装置，其特征在于所述的龙旋风滑动弧等离子体反应器(11)的外径为25-40mm。
7.根据权利要求1所述的一种利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的装置，其特征在于所述的高压电源(5)为交流或者直流电源，输出电压为3-15kV，电流小于2A。
8.一种使用如权利要求1所述装置的利用龙旋风滑动弧低温等离子体技术处理飞灰的方法，其特征在于由飞灰给料器(8)供给的飞灰，由气源(13)喷入的气体通过管道(7)输送至等离子体反应器(11)内，管道(7)中的气体流量为1-30l/min，另外，一路气体通过等离子体反应器进口(2)进入反应器内，气流量为1-30l/min，在进口(2)处的气流速度与进口(6)处的气流速度比为3-5，在螺旋电极(3)与环形电极(9)之间加载3-15kV的电压，在电极(3)与电极(9)之间形成电弧，并被从进口(2)喷入的气流吹带，电弧逐渐随气流旋转变长，最后电弧稳定在电极(9)与电极(4)之间作旋转运动，形成稳定的等离子体区域，飞灰从进口(6)喷入等离子体区域中，与高能电子，活性基团等发生物理化学反应，从而实现飞灰中有机污染物的脱除与降解，经过处理的飞灰经出口(1)喷出。
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