CN104482539A - 一种等离子裂解装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种等离子裂解装置，属于机械技术领域。它解决了现有等离子裂解装置焚烧效果差等问题。本等离子裂解装置包括具有出料口和焚烧腔的炉体，炉体的下部周向均匀穿设有若干个等离子发生器，等离子发生器的喷射头位于焚烧腔下部并朝向焚烧腔下部中心处，炉体上穿设有呈筒状的进料管，进料管的内端与炉体的焚烧腔相连通，进料管的外端固连有封盖，进料管靠近外端的侧壁固连有进料座，进料管的外端还固连有第一电机，进料管外端穿设有与进料管同轴设置并伸至进料管中部处的转轴，转轴上固连有螺旋状的旋转叶片，第一电机的输出轴与转轴相固连，进料管的侧壁设有由驱动结构带动的阻隔片。本发明具有焚烧效果好和使用寿命长等优点。

Description

一种等离子裂解装置

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种裂解装置，特别涉及一种等离子裂解装置。

背景技术

随着工业的发展及人们生活水平的提高，不断产生各种废弃物，目前废弃物如医疗垃圾、电子垃圾和鞋类制品边角料等在处理时，只是简单的掩埋或者用焚烧炉焚烧。由于上述废弃物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，部分有毒成分及难以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，如二噁英、一氧化碳等，且那些焚烧后的残渣及飞灰仍旧需要进行填埋。

针对上述存在的问题，人们尝试用电弧等离子火炬处理废弃物，因为等离子火炬的温度远远高于普通的燃烧装置，能够使得废弃物得到彻底分解，有些还申请了专利，例如中国专利文献资料公开了一种等离子熔融裂解处理设备（申请号：200910312217.5；授权公告号：CN101737786B），包括具有进料口和出料口的炉体，在炉体内设有焚烧腔，焚烧腔与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，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，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，等离子火炬发生器包括火炬杆、阳极、阴极和输气套，阳极包括小阳极、二阳极和大阳极，火炬杆内部具有空腔，阳极和阴极均设置在该空腔内，输气套具有进气通道，该进气通道与上述空腔相连通，火炬杆外端部还开设有两排齿槽，升降机构包括电机和蜗轮，电机的输出轴与蜗轮相固连，蜗轮的蜗齿与齿槽相啮合。

上述的等离子熔融裂解处理设备能够对废弃物进行超高温焚烧，焚烧效果较好，但是其中等离子火炬发生器设于炉体顶部，等离子火炬发生器向炉体的焚烧腔顶部喷射等离子喷焰，热量基本集中于炉体焚烧腔的顶部处，等离子火炬发生器容易受热而损坏，废弃物在重力作用下下落，容易避开高温区，焚烧效果不够理想，会存在一些残留物，且上述等离子火炬发生器还通过升降机构上下升降，以提高焚烧效率，但结构复杂，制造成本高；另外其工作时经过粉碎机粉碎后的废弃物由输送带输送至进料口，通过进料口向焚烧腔内进料，但是工作过程中容易发生废弃物堵塞进料口的问题，此时需要停止焚烧，人工排除，费时费力，而且焚烧过程中进料口始终与外界相连通，使得焚烧腔连通于空气，空气进入焚烧腔减弱了焚烧效果。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种进料不会堵塞、热量集中且焚烧效果好的等离子裂解装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种等离子裂解装置，包括具有出料口的炉体，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，所述的炉体的下部周向均匀穿设有若干个等离子发生器，所述的等离子发生器的喷射头位于焚烧腔下部并朝向焚烧腔下部中心处，所述的炉体上穿设有呈筒状的进料管，所述的进料管的内端与炉体的焚烧腔相连通，所述的进料管的外端固连有封盖，所述的进料管靠近外端的侧壁固连有开口向上设置的进料座，所述的进料座底部通过进料口与进料管相连通，所述的进料管的外端还固连有第一电机，所述的进料管外端穿设有与进料管同轴设置并伸至进料管中部处的转轴，所述的转轴上固连有螺旋状的旋转叶片，所述的第一电机的输出轴与转轴相固连，所述的进料管的侧壁设有由驱动结构带动的阻隔片，当所述的第一电机工作时驱动结构带动阻隔片位于进料管外侧，当所述的第一电机停止工作完成进料后驱动结构带动阻隔片伸入进料管将进料管分隔。

本等离子裂解装置使用时，物料从进料座通过进料口进入进料管内，第一电机工作带动转轴旋转，物料顺着旋转叶片向进料管内端移动，旋转叶片对物料进行分割推送，物料不会堵塞于进料管内，物料会顺利从进料管内端掉落至炉体内，完成进料后，第一电机停止工作，驱动结构带动阻隔片伸入进料管将进料管分隔，使得进料管的内端与外界隔绝，这样空气不会从进料管内端进入炉体内，保证炉体内焚烧时处于真空状态，使得焚烧效果好，完成焚烧后，驱动结构带动阻隔片移至进料管外侧，第一电机再次工作进料，如此循环。

本等离子裂解装置将多个等离子发生器设置于炉体下部，等离子发生器产生的喷焰向焚烧腔下部中心处聚集，产生高温，热量集中，热量会从焚烧腔下部上升至焚烧腔中部、顶部，物料从进料管内端进入焚烧腔，在重力作用下掉落，热量是从下向上上升的，因此能对物料进行有效焚烧，热能损耗小，焚烧效果好。

在上述的一种等离子裂解装置中，所述的等离子发生器数量为三个，所述的等离子发生器向下倾斜且等离子发生器的轴线与水平线的夹角为25°至45°。三个等离子发生器喷射的喷焰能够保证足够的焚烧温度，三个等离子发生器的喷焰向焚烧腔下部中心处集聚对冲，产生高温，热量集中，这样在节省制造成本的同时，能够保证焚烧效果。

在上述的一种等离子裂解装置中，所述的等离子发生器的外侧罩设有外壳体，所述的外壳体和等离子发生器之间形成蓄水腔，所述的外壳体上开设有与蓄水腔相连通的进水口和出水口。通过进水口向蓄水腔供水，水经过蓄水腔再从出水口流出，如此循环，能够带走等离子发生器自身工作的高温，避免等离子发生器发生损坏，等离子发生器能够长时间正常工作，提高了工作效率，并延长了使用寿命。

在上述的一种等离子裂解装置中，所述的炉体从内往外依次包覆有耐火材料层、保温层、填料保温层和水冷却层，所述的水冷却层连接有与其相连通的进水管和出水管。这样炉体的保温性和隔热性好，能够长时间正常工作。

在上述的一种等离子裂解装置中，所述的阻隔片的底部为尖锐的刃口。当阻隔片伸入进料管时，阻隔片底部的刃口切割进料管内的物料，阻隔片伸入进料管过程轻松顺利。

在上述的一种等离子裂解装置中，所述的出料口位于炉体底部并竖直向下设置，所述的出料口周向围绕有加热管。加热管保证出料口具有足够的温度，使得裂解后的物料不会因温度低而凝结于出料口处，出料顺畅。

在上述的一种等离子裂解装置中，所述的进料管设于炉体上部侧边，所述的出气口开设于炉体顶部。物料从进料口进入焚烧腔上部并在重力作用下掉落，因焚烧腔内温度足够高，所以物料在焚烧腔中部基本会完成裂解，即使存在部分未完全裂解的物料也会继续掉落在焚烧腔下部，等离子发生器产生的喷焰也会使部分未完全裂解的物料完全裂解，焚烧效果好。

在上述的一种等离子裂解装置中，所述的驱动结构包括竖直固连在进料管侧壁上的气缸，所述的气缸的活塞杆与阻隔片的顶部相固连。气缸的活塞杆带动阻隔片上下升降，使得阻隔片远离或伸入进料管。

作为另一种情况，在上述的一种等离子裂解装置中，所述的驱动结构包括水平固连在进料管侧壁上的第二电机，所述的第二电机的输出轴固连有齿轮，所述的阻隔片的顶部固连有与齿轮相啮合的齿条。第二电机的输出轴正反转带动齿轮正反旋转，齿轮带动齿条和阻隔片上下升降，使得阻隔片远离或伸入进料管。

与现有技术相比，本等离子裂解装置结构紧凑，制造成本低，具有良好的保温性和隔热性，工作时间长，工作效率高，使用寿命长，而且热能损耗小，热量集中，炉体内焚烧过程始终处于真空状态，焚烧效果好，另外不会发生进料管和出料口堵塞现象，进料、排料过程顺利。

附图说明

图1是本等离子裂解装置的剖视结构示意图。

图2是本等离子裂解装置中驱动结构的结构示意图。

图3是本等离子裂解装置中驱动结构的另一种结构示意图。

图中，1、炉体；1a、出料口；1b、焚烧腔；1c、出气口；1d、进料口；2、等离子发生器；2a、喷射头；3、进料管；4、封盖；5、进料座；6、第一电机；7、转轴；8、旋转叶片；9、阻隔片；9a、刃口；10、外壳体；11、蓄水腔；12、进水口；13、出水口；14、耐火材料层；15、保温层；16、填料保温层；17、水冷却层；18、进水管；19、出水管；20、加热管；21、气缸；22、第二电机；23、齿轮；24、齿条。

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1

如图1所示，本等离子裂解装置包括具有出料口1a的炉体1，出料口1a位于炉体1底部并竖直向下设置，出料口1a周向围绕有加热管20，在炉体1内设有焚烧腔1b，焚烧腔1b与出料口1a相连通，在炉体1顶部还开设有与焚烧腔1b相连通的出气口1c，炉体1的下部周向均匀穿设有若干个等离子发生器2，等离子发生器2的喷射头2a位于焚烧腔1b下部并朝向焚烧腔1b下部中心处，炉体1上部侧边穿设有呈筒状的进料管3，进料管3的内端与炉体1的焚烧腔1b相连通，进料管3的外端固连有封盖4，进料管3靠近外端的侧壁固连有开口向上设置的进料座5，进料座5底部通过进料口1d与进料管3相连通，进料管3的外端还固连有第一电机6，进料管3外端穿设有与进料管3同轴设置并伸至进料管3中部处的转轴7，转轴7上固连有螺旋状的旋转叶片8，第一电机6的输出轴与转轴7相固连，进料管3的侧壁设有由驱动结构带动的阻隔片9，阻隔片9的底部为尖锐的刃口9a，当第一电机6工作时驱动结构带动阻隔片9位于进料管3外侧，当第一电机6停止工作完成进料后驱动结构带动阻隔片9伸入进料管3将进料管3分隔。

本实施例中等离子发生器2数量为三个，等离子发生器2向下倾斜且等离子发生器2的轴线与水平线的夹角为30°。驱动结构包括竖直固连在进料管3侧壁上的气缸21，气缸21的活塞杆与阻隔片9的顶部相固连。

等离子发生器2的外侧罩设有外壳体10，外壳体10和等离子发生器2之间形成蓄水腔11，外壳体10上开设有与蓄水腔11相连通的进水口12和出水口13。通过进水口12向蓄水腔11供水，水经过蓄水腔11再从出水口13流出，如此循环，能够带走等离子发生器2自身工作的高温，避免等离子发生器2发生损坏，等离子发生器2能够长时间正常工作，提高了工作效率，并延长了使用寿命。炉体1从内往外依次包覆有耐火材料层14、保温层15、填料保温层16和水冷却层17，耐火材料层14由耐火砖砌成，保温层15为耐火石棉布层，填料保温层16由耐高温填料构成，水冷却层17连接有与其相连通的进水管18和出水管19。通过进水管18向水冷却层17供水，水经过水冷却层17再从出水管19流出，如此循环，能够带走炉体1溢出的热量，增加了隔热性，炉体1外再包覆有的耐火材料层14、保温层15、填料保温层16保证了炉体1的保温性，炉体1能够长时间正常工作。

本等离子裂解装置使用时，物料从进料座5通过进料口1d进入进料管3内，第一电机6工作带动转轴7旋转，物料顺着旋转叶片8向进料管3内端移动，旋转叶片8对物料进行分割推送，物料不会堵塞于进料管3内，物料会顺利从进料管3内端掉落至炉体1内，完成进料后，第一电机6停止工作，气缸21的活塞杆带动阻隔片9下降，阻隔片9伸入进料管3，阻隔片9底部的刃口9a切割进料管3内的物料，阻隔片9伸入进料管3过程轻松顺利，阻隔片9将进料管3分隔，使得进料管3的内端与外界隔绝，这样空气不会从进料管3内端进入炉体1内，保证炉体1内焚烧时处于真空状态，三个等离子发生器2喷射的喷焰能够保证足够的焚烧温度，三个等离子发生器2的喷焰向焚烧腔1b下部中心处集聚对冲，产生高温，热量集中，热量会从焚烧腔1b下部上升至焚烧腔1b中部、顶部，物料从进料管3内端进入焚烧腔1b上部并在重力作用下掉落，因焚烧腔1b内温度足够高，所以物料在焚烧腔1b中部基本会完成裂解，即使存在部分未完全裂解的物料也会继续掉落在焚烧腔1b下部，等离子发生器2产生的喷焰也会使部分未完全裂解的物料完全裂解，焚烧效果好，最终裂解后的物料从出料口1a出料，加热管20保证出料口1a具有足够的温度，使得裂解后的物料不会因温度低而凝结于出料口1a处，出料顺畅，完成焚烧后，气缸21的活塞杆带动阻隔片9移至进料管3外侧，第一电机6再次工作进料，如此循环。

实施例2

如图3所示，本实施例同实施例1的结构和原理基本相同，不一样的地方在于本实施例中驱动结构包括水平固连在进料管3侧壁上的第二电机22，所述的第二电机22的输出轴固连有齿轮23，所述的阻隔片9的顶部固连有与齿轮23相啮合的齿条24。第二电机22的输出轴正反转带动齿轮23正反旋转，齿轮23带动齿条24和阻隔片9上下升降，使得阻隔片9远离或伸入进料管3。

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炉体1、出料口1a、焚烧腔1b、出气口1c、进料口1d、等离子发生器2、喷射头2a、进料管3、封盖4、进料座5、第一电机6、转轴7、旋转叶片8、阻隔片9、刃口9a、外壳体10、蓄水腔11、进水口12、出水口13、耐火材料层14、保温层15、填料保温层16、水冷却层17、进水管18、出水管19、加热管20、气缸21、第二电机22、齿轮23、齿条24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)

1.一种等离子裂解装置，包括具有出料口（1a）的炉体（1），在炉体（1）内设有焚烧腔（1b），所述的焚烧腔（1b）与上述的出料口（1a）相连通，在炉体（1）上还开设有与焚烧腔（1b）相连通的出气口（1c），其特征在于，所述的炉体（1）的下部周向均匀穿设有若干个等离子发生器（2），所述的等离子发生器（2）的喷射头（2a）位于焚烧腔（1b）下部并朝向焚烧腔（1b）下部中心处，所述的炉体（1）上穿设有呈筒状的进料管（3），所述的进料管（3）的内端与炉体（1）的焚烧腔（1b）相连通，所述的进料管（3）的外端固连有封盖（4），所述的进料管（3）靠近外端的侧壁固连有开口向上设置的进料座（5），所述的进料座（5）底部通过进料口（1d）与进料管（3）相连通，所述的进料管（3）的外端还固连有第一电机（6），所述的进料管（3）外端穿设有与进料管（3）同轴设置并伸至进料管（3）中部处的转轴（7），所述的转轴（7）上固连有螺旋状的旋转叶片（8），所述的第一电机（6）的输出轴与转轴（7）相固连，所述的进料管（3）的侧壁设有由驱动结构带动的阻隔片（9），当所述的第一电机（6）工作时驱动结构带动阻隔片（9）位于进料管（3）外侧，当所述的第一电机（6）停止工作完成进料后驱动结构带动阻隔片（9）伸入进料管（3）将进料管（3）分隔。

2.根据权利要求1所述的一种等离子裂解装置，其特征在于，所述的等离子发生器（2）数量为三个，所述的等离子发生器（2）向下倾斜且等离子发生器（2）的轴线与水平线的夹角为25°至45°。

3.根据权利要求2所述的一种等离子裂解装置，其特征在于，所述的等离子发生器（2）的外侧罩设有外壳体（10），所述的外壳体（10）和等离子发生器（2）之间形成蓄水腔（11），所述的外壳体（10）上开设有与蓄水腔（11）相连通的进水口（12）和出水口（13）。

4.根据权利要求3所述的一种等离子裂解装置，其特征在于，所述的炉体（1）从内往外依次包覆有耐火材料层（14）、保温层（15）、填料保温层（16）和水冷却层（17），所述的水冷却层（17）连接有与其相连通的进水管（18）和出水管（19）。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种等离子裂解装置，其特征在于，所述的阻隔片（9）的底部为尖锐的刃口（9a）。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种等离子裂解装置，其特征在于，所述的出料口（1a）位于炉体（1）底部并竖直向下设置，所述的出料口（1a）周向围绕有加热管（20）。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种等离子裂解装置，其特征在于，所述的进料管（3）设于炉体（1）上部侧边，所述的出气口（1c）开设于炉体（1）顶部。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种等离子裂解装置，其特征在于，所述的驱动结构包括竖直固连在进料管（3）侧壁上的气缸（21），所述的气缸（21）的活塞杆与阻隔片（9）的顶部相固连。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种等离子裂解装置，其特征在于，所述的驱动结构包括水平固连在进料管（3）侧壁上的第二电机（22），所述的第二电机（22）的输出轴固连有齿轮（23），所述的阻隔片（9）的顶部固连有与齿轮（23）相啮合的齿条（24）。