CN102679718A - 一种新型转移弧等离子炉结构设计 - Google Patents

一种新型转移弧等离子炉结构设计 Download PDF

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Abstract

本发明给出的是一种可用于材料的冶炼与提纯、垃圾处理的新型多用途转移弧等离子炉的结构设计。其特点是：1.所设计的转移弧等离子炉的等离子枪炬置于炉下体，向下倾斜进入炉膛。2.所设计的转移弧等离子炉的炉上体的下部有向下突出的部分，深入炉下体，将炉膛的上部隔为2室，将进料区与排气-抽气区隔开。3.所设计的转移弧等离子炉有便于更换的平板式转移弧电极，倾斜置于炉下体的底部移弧电极基底上。

Description

一种新型转移弧等离子炉结构设计
技术领域：
本发明涉及高新技术设备领域，特别是一种有新型结构的多用途转移弧等离子炉结构设计。
背景技术：
随着科学技术的发展、环境安全要求的提高，一些新型材料的冶炼与提纯，有毒有害垃圾的处理，用常规的冶炼方法与焚烧等已不能满足要求。以垃圾处理为例，环境安全要求必须严格控制有巨大毒性的二恶英的排放，而常规的垃圾焚烧不可能达到为防止二恶英生成所要求的1400℃。医疗垃圾的处理也有同样的问题。目前常规的医疗垃圾处理仅能达到消毒的效果，被消毒的医疗垃圾被破碎后仍需严格掩埋。只有等离子炉能使被处理的垃圾在1500℃以上的高温下气化、分解、电离，实现完全分解与解离，少量的被高温熔化的物质转化为玻璃渣，达到彻底无害化并防止二恶英的生成和消毒的目的。
等离子体是物质的第四态，等离子焰流心部的温度可达7000℃以上。热等离子与物质的相互作用及等离子化学研究的进展，使等离子炉在材料处理与冶炼，有毒有害垃圾处理等方面得到了广泛的重视并取得进展。
本发明给出一种可用于材料的冶炼与提纯、垃圾处理的多用途转移弧等离子炉的结构设计。
发明内容：
本发明给出的是一种可用于材料的冶炼与提纯、垃圾处理的新型多用途转移弧等离子炉的结构设计。
说明书附图1：所设计的转移弧等离子炉的结构示意图的顶视图。
说明书附图2：所设计的转移弧等离子炉的整个炉体的纵截面剖视图(说明书附图1上A-A剖视图)。可显示所设计的转移弧等离子炉的结构。图中U为炉上体，V为炉下体。
说明书附图3：所设计的转移弧等离子炉的整个炉体的另一方向的纵截面剖视图(说明书附图2上的B-B剖视图)，可显示所设计的转移弧等离子炉的侧面炉门(说明书附图3中的G)、等离子枪炬(说明书附图3中的14)、转移弧电极组件(说明书附图3中的9、10、11、12)以及观察孔(说明书附图3中的17)等结构。
所设计的转移弧等离子炉由炉上体(说明书附图2中的U)和炉下体(说明书附图2中的V)两大部分组成。其间以法兰连接，密封并以螺栓紧固。
炉上体的外壳(说明书附图2中的1)为Q235钢焊接结构。外壳内铺敷衬耐火材料(说明书附图2中的2)。
在炉上体上有进料通道(说明书附图2中的4)、排气通道(说明书附图2中的3)。进料通道顶端有法兰，用于与进料器相接，密封并以螺栓紧固。排气通道顶端有法兰，用于与排气处理系统相接，密封并以螺栓紧固。炉上体的下部有向下突出的部分，深入炉下体，将炉膛的上部隔为2室，将进料区与排气-抽气区隔开(见说明书附图2)。
在炉上体的顶部设有进气孔道(说明书附图1中的16，也即说明书附图3中的16)，其顶端有法兰，用于与配气系统管路相接，密封并以螺栓紧固。根据等离子炉工作需要配气系统调配的气体通过进气孔道进入等离子炉膛内，调控炉内气氛。在炉上体的顶部设有泄压孔道(说明书附图1中的15，也即说明书附图3中的15)，其顶端有法兰，用于与压力表、压力传感器、泄压阀-泄压气处理系统相接，密封并以螺栓紧固。用于监测炉内气压，且当偶发等离子炉工作失常，炉内出现高压时，炉内气体通过泄压孔道、泄压阀，被排入泄压气处理系统。工作时根据等离子炉的工作情况设置泄压阀的泄压压力限。
在炉上体的顶部还设有观察孔道(说明书附图3中的17)。在观察孔道内装有测温传感器，通过观察孔道伸入炉膛，用于监测炉内温度。
所设计的转移弧等离子炉的炉膛主要部分在炉下体。炉下体的外壳(说明书附图2中的5)为Q275钢焊接结构，内衬耐火材料(说明书附图2中的6)，构成炉膛。炉上体的下部有向下突出的部分，深入炉下体，将炉膛的上部隔为2室，将进料区与排气-抽气区隔开(见说明书附图2)。
与传统的等离子炉的等离子枪炬从炉的顶部向下深入炉膛不同，所设计的的等离子炉的等离子枪炬(说明书附图3中的14)装置于炉下体，通过耐火绝缘陶瓷管((说明书附图3中的13)倾斜进入炉膛(见说明书附图3)。这样的设计使等离子枪炬进入高温炉膛的部分大大缩短，有利于提高枪炬的维护和使用寿命。
在所设计的转移弧等离子炉炉下体内的底部设有转移弧电极。与转移弧电源相接的导电体(说明书附图3中的9)通过耐火绝缘陶瓷管(说明书附图3中的10)与转移弧电极耐火耐高温导电基底(说明书附图3中的11)相接。在导电基底上放置平版形转移弧极板(说明书附图3中的12)，倾斜置于炉下体的底部(见说明书附图3)。在等离子炉工作过程中，随炉料的情况可开启转移弧电源，建立转移等离子弧，提高等离子炉的功率和热效率。
在炉的底部设有排渣通道(说明书附图2中的7)，在不排渣时用耐火排渣通道塞(说明书附图2中的8)塞住。
与所设计的转移弧等离子炉配套使用的有：电源系统(包括等离子枪炬主电源和转移弧电源)，控制系统、水冷系统，供气-配气系统，排气及其净化系统和储气罐。
具体实施方式：
典型例：
按本说明书所述的转移弧等离子炉结构，炉膛炉底尺寸D1(说明书附图2)×D2(说明书附图3)为400mm×400mm，炉膛上口尺寸L1(说明书附图2)×L2(说明书附图3)为800mm×450mm，炉膛高H(说明书附图3)为550mm。电源系统的功率为：等离子枪炬主电源功率100kW，转移弧电源功率100kW。在处理松装密度为1.5g/cm3的医疗垃圾时，在不接入转移弧电源的情况下启动，等离子枪炬在80±5kW的下工作。在接入转移弧电源、启动转移弧时，转移弧的工作功率在80±5kW，等离子枪炬的维弧功率在30±5kW，装料速率：10kg/10min情况下，等离子炉正常完成处理工作，绝大多数物料被气化，产生的固体玻璃渣为1.1kg。

Claims (3)

  1. 本发明涉及一种转移弧等离子炉的结构设计。其特点是：
    1.所设计的转移弧等离子炉的等离子枪炬置于炉下体，向下倾斜进入炉膛。
  2. 2.所设计的转移弧等离子炉的炉上体的下部有向下突出的部分，深入炉下体，将炉膛的上部隔为2室，将进料区与排气-抽气区隔开。
  3. 3.所设计的转移弧等离子炉有便于更换的平板式转移弧电极，倾斜置于炉下体的底部移弧电极基底上。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120919