CN107246614A - 一种等离子体熔融化灰炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子体熔融化灰炉,包括化灰炉主体、位于化灰炉主体上端且与上端相连的上盖、向下倾斜镶嵌在上盖侧面的推灰器、安装在化灰炉主体上的等离子炬、和安装在化灰炉主体上与等离子炬相对并错开设置的天然气烧嘴，所述化灰炉主体下部相对设置有金属熔渣排放口和非金属熔渣排放口，非金属熔渣排放口的高度高于金属熔渣排放口的高度，所述两个排放口外均设置有压盖；所述上盖设有合成气出口管道和投灰口，所述投灰口的下方为接灰槽，所述接灰槽一端连通推灰器，一端连通进灰通道。本发明实现废弃物转换回收再利用的效果，具有高效、快速、均匀、稳定、耐用、安全、易于掌控及低成本运行的优点。

Description

一种等离子体熔融化灰炉

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体为一种等离子体熔融化灰炉。

背景技术

随着全球经济的持续增长和城市化进程的加速推进，医疗废物、其他危险废弃物及生活垃圾的增量产生及其引发的环境污染和人类健康问题已成为全世界所面临的共同问题。因此，实现固体废物的无害化、减量化、资源化利用是固体废物处理和处置的最终目标。

对于医（危）废及生活垃圾无论是通过焚烧还是热解气化处理工艺，均会产生一定比例的灰渣及飞灰。这些焚烧或气化后生成的残余物仍含有毒有害成分，必须进一步处理才能填埋，但填埋场的负担并不能得到有效减轻。利用等离子体熔融技术将这些灰渣（飞灰）进行熔融玻璃化处理后，其容积会大大减小而金属部分可以回收利用，非金属玻璃体用作建筑材料以达到资源充分利用的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种等离子体熔融化灰炉，用于处理医（危）废及生活垃圾经焚烧或热解气化处理后生成灰渣及飞灰固体残留物进行熔融玻璃化处理的工艺设备。

技术方案：

一种等离子体熔融化灰炉,包括化灰炉主体、位于化灰炉主体上端且与上端相连的上盖、向下倾斜镶嵌在上盖侧面的推灰器、安装在化灰炉主体上的等离子炬、和安装在化灰炉主体上与等离子炬相对并错开设置的天然气烧嘴，所述化灰炉主体下部相对设置有金属熔渣排放口和非金属熔渣排放口，非金属熔渣排放口的高度高于金属熔渣排放口的高度，所述两个排放口外均设置有压盖；所述上盖设有合成气出口管道和投灰口，所述投灰口的下方为接灰槽，所述接灰槽一端连通推灰器，一端连通进灰通道。

进一步的，所述合成气出口管道与进灰通道之间设有一面隔墙，所述隔墙的顶端连接上盖的底部，隔墙的底部高度高于非金属熔渣排放口的高度，所述隔墙内设有若干个平行于隔墙面且穿过隔墙的冷却水管。设隔墙的主要目的是为了让飞灰绕过隔墙下沿贴近熔融液面，防止灰渣里的粉灰直接由进灰通道飞入合成气出口管道，这样可使大部分经过此高温区的粉灰融入灰渣熔液里；由于隔墙下表面靠近灰渣熔液且有三面暴露在高热辐射之下，所以在墙内设冷却水管以降低隔墙过热导致耐材脱落。

进一步的，所述推灰器由推灰活塞、推灰通道以及液压缸组成，所述推灰活塞一端连接液压缸，一端连通所述的接灰槽，所述推灰活塞位于推灰通道内。待熔灰渣自上盖顶部的投灰口落入接灰槽，由液压缸驱动的推灰活塞将集灰推入进灰通道，推灰活塞的前端不会位于进灰通道的上端以避免与高温热辐射相遇，投灰口与进灰通道错开设置可以让投灰口与接灰槽避开化灰炉的直接热辐射。

进一步的，所述推灰活塞顶部设有刷子，优选不锈钢刷子，推灰活塞在返回冲程由装于其上面的不锈钢刷子将活塞前端的残灰清除留在落灰槽内，推灰通道外侧设有水冷套用于给推灰器降温。

进一步的，所述等离子炬位于化灰炉主体中心线所在的平行于隔墙面的中心立面上，且等离子炬的中心轴线向下倾斜并对准化灰炉主体底部中央落灰部位。

进一步的，所述天然气烧嘴所在立面平行于等离子炬所在立面且不重合，所述天然气烧嘴中心轴线向下倾斜并对准化灰炉主体底部中央落灰部位。等离子炬与天然气烧嘴所在立面错开的布置方式可使两股热气流在炉底中央熔融部位形成漩涡使已融与待熔灰渣更好地混合在一起。

进一步的，所述化灰炉主体的壁面由外到内依次为金属层、保温层、耐火材料层和刚玉层，所述上盖的壁面由外到内依次为金属层和耐火材料层。

进一步的，所述金属熔渣排放口和非金属熔渣排放口旁均设有热电偶，并在熔炉合成气排出侧设置炉内观察口。以温度差判断熔液是否到达高液位并根据炉内观察口查看熔渣液面是否接近炉内隔墙下端面以决定排渣。

进一步的，所述金属熔渣排放口和非金属熔渣排放口均为圆锥形旋塞口，所述旋塞口内设有旋塞，旋塞外为旋塞压盖和锁紧栓，此种设计易于密封。

进一步的，等离子炬下方依次设有平行于等离子炬的液压缸和固定方形导轨，所述等离子炬和液压缸缸体均穿过导向托架并通过导向托架支撑与固定，所述固定方形导轨穿过导向托架，导向托架沿固定导轨滑动，所述液压缸活塞杆前端连接有底座，该底座固定在方形导轨底部，所述固定方形导轨的截面为正方形，该正方形的一条对角线与水平面平行，固定方形导轨的两个上表面上均设有固定滑道滚轮，方形导轨的两个下表面上均设有可调节滑道滚轮组件，所述固定滑道滚轮的下方与固定方形导轨的两个上表面接触，所述可调节滑道滚轮组件的上方与固定方形导轨的两个下表面接触。安装在导向托架上的固定滑道滚轮沿固定方形导轨的两个上表面滚动，与固定方形导轨的两个下表面接触而安装在导向托架上的可调节滑道滚轮组件沿导轨两个下表面滚动。固定滑道滚轮即安装在导向托架上转轴固定的滚轮；当滑道平行度有微小变化时，安装在导向托架上的可调节滑道滚轮经蝶式弹簧杠杆组以使导向托架不被卡住而沿着固定方形导轨顺利滑行。

进一步的，等离子炬与化灰炉主体的连接处连接有一刀式闸阀，当等离子炬移出化灰炉主体时，刀式闸阀可隔断接口，防止炉内合成气从等离子炬对接口泄漏；所述等离子炬与化灰炉主体连接通道之间还设有波纹管，波纹管上设有耐高温盘根密封组件，以起到密封作用。将盘根密封组件通过波纹管与炉体相连，波纹管可以吸收由于等离子炬导向托架沿导轨前后运行时滚轮遇到上下滑道表面平行度有微小差异时产生的波动，以使盘根密封随炬的密封外圆一起同向波动而不会让炬的外圆在波动时硬性挤压盘根密封造成间隙漏气。

有益效果：本发明利用等离子炬产生的高温热等离子体与天然气烧嘴生成热流交错布置将医（危）废或生活垃圾焚烧或气化后产生的灰渣或飞灰快速分解破坏，其中小部分有机物热解为可燃性的小分子物质，无机物被高温熔融后生成类玻璃体残渣，分层排放熔融金属及非金属熔液，金属部分可以回收利用而非金属玻璃体用作建筑材料，实现废弃物转换回收再利用的效果，具有高效、快速、均匀、稳定、耐用、安全、易于掌控及低成本运行的优点。

附图说明

图1是本发明立体结构示意图；

图2是本发明立体结构示意图；

图3是图2中A-A剖面示意图；

图4是本发明的前视图；

图5是图4中B的局部放大图。

1-化灰炉主体，2-上盖，3-推灰器，4-等离子炬，5-天然气烧嘴，6-非金属熔渣排放口，7-金属熔渣排放口，8-压盖，9-合成气出口管道，10-投灰口，11-接灰槽，12-进灰通道，13-隔墙，14-冷却水管，15-液压缸，16-刀式闸阀，17-长操纵杆，18-长撬杠，19-固定方形导轨，20-导向托架，21-底座，22-固定滑道滚轮，23-可调节滑道滚轮。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例和附图进一步阐明本发明的相关内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

如图1-4所示，一种等离子体熔融化灰炉,包括化灰炉主体1、位于化灰炉主体1上端且与上端相连的上盖2、向下倾斜镶嵌在上盖2侧面的推灰器3、安装在化灰炉主体1上的等离子炬4、和安装在化灰炉主体1上与等离子炬相对并错开设置的天然气烧嘴5，所述化灰炉主体下部相对设置有金属熔渣排放口7和非金属熔渣排放口6，非金属熔渣排放口6的高度高于金属熔渣排放口7的高度，所述两个排放口外均设置有压盖8；所述上盖2设有合成气出口管道9和投灰口10，所述投灰口10的下方为接灰槽11，接灰槽11一端连通推灰器3，一端连通进灰通道12。被熔融的灰渣有金属部分将会沉淀到化灰炉主体1的最底层而非金属部分则保留在熔液上层，非金属与金属熔液可分别由上下相对的两个排放口（6和7）单独排出炉外。生成的少量合成气经化灰炉上盖2上的合成气出口管道9排出送入合成气处理系统进行后处理。

合成气出口管道9与进灰通道12之间设有一面隔墙13，隔墙13的顶端连接上盖2的底部，隔墙13的底部高度高于非金属熔渣排放口6的高度，在使用时，通过对液面的监测及时排渣以保证隔墙底部的高度始终高于熔渣液面的高度，隔墙13内设有若干个平行于隔墙13面且穿过隔墙13的冷却水管14。设隔墙13的主要目的是为了让飞灰绕过隔墙13下沿贴近熔融液面，防止灰渣里的粉灰直接由进灰通道12飞入合成气出口管道9，这样可使大部分经过此高温区的粉灰融入灰渣熔液里；由于隔墙13下表面靠近灰渣熔液且有三面暴露在高热辐射之下，所以在墙内设冷却水管14以降低隔墙13过热导致耐材脱落。

推灰器3由推灰活塞301、推灰通道302以及液压缸303组成，所述推灰活塞302一端连接液压缸303，一端连通接灰槽11，推灰活塞301位于推灰通道302内。待熔灰渣自上盖顶部的投灰口10落入接灰槽11，由液压缸303驱动的推灰活塞301将集灰推入进灰通道12，推灰活塞301的前端不会位于进灰通道12的上端以避免与高温热辐射相遇，投灰口10与进灰通道12设置可以让投灰口10与接灰槽11避开化灰炉的直接热辐射。推灰活塞301顶部设有不锈钢刷子304，推灰活塞301在返回冲程由装于其上面的不锈钢刷子304将活塞前端的残灰清除留在落灰槽11内，推灰通道302和接灰槽11外侧设有水冷套305用于给推灰器降温。

等离子炬4位于化灰炉主体1中心线所在的平行于隔墙13侧面的中心立面上，且等离子炬4的中心轴线向下倾斜并对准化灰炉主体1底部中央落灰部位。天然气烧嘴5所在立面平行于等离子炬4所在立面且不重合，天然气烧嘴5中心轴线向下倾斜并对准化灰炉主体1底部中央落灰部位。等离子炬4与天然气烧嘴5所在立面错开的布置方式可使两股热气流在炉底中央熔融部位形成漩涡使已熔与待熔灰渣更好地混合在一起。

化灰炉主体的壁面由外到内依次为金属层、保温层、耐火材料层和刚玉层，所述上盖的壁面由外到内依次为金属层和耐火材料层。金属熔渣排放口7和非金属熔渣排放口6旁均设有热电偶，并在熔炉合成气排出侧设置炉内观察口。以温度差判断熔液是否到达高液位并根据炉内观察口查看决定是否需要排渣。金属熔渣排放口7和非金属熔渣排放口6均为圆锥形旋塞口，所述旋塞口内设有旋塞801，旋塞外为旋塞压盖802和锁紧栓803，此种设计易于密封。排渣时操作人使用长操纵杆17及长撬杠18在一米以外的安全位置打开或锁紧锁紧栓803及打开关闭压盖802，通过旋动，移出或推进旋塞801进行排渣作业或操作压盖及锁紧栓关闭锁紧排渣口。

等离子炬4下方依次设有平行于等离子炬的液压缸15和固定方形导轨19，所述等离子炬4和液压缸15均穿过导向托架20并通过导向托架20支撑与固定，所述等离子炬4上的法兰与导向托架20对接，所述液压缸15缸体前端的转轴与导向托架20上的凸耳对接，所述固定方形导轨19穿过导向托架20，由液压缸缸体驱动导向托架20沿固定方形导轨19滑动。所述液压缸15活塞杆前端连接有底座21，该底座21固定在固定方形导轨19底部，所述固定方形导轨19的截面为正方形，该正方形的一条对角线与水平面平行，固定方形导轨19的两个上表面均与装在导向托架20上的固定滑道滚轮22下沿接触，固定方形导轨19的两个下表面均与安装在导向托架20上的可调节滑道滚轮组件接触。当液压缸15工作时，驱动同样安装在导向托架20上的等离子炬4伸进或拉出化灰炉主体1，液压缸活塞杆伸出带动导向托架20连同等离子炬4一起向离开化灰炉主体1的方向运行，而活塞杆缩回带动等离子炬4向化灰炉主体1内伸入。可调节滑道滚轮组件由杠杆支架2301、可调节滑道滚轮23、可调节滑道滚轮23的转轴2302、蝶形弹簧组2303以及杠杆支架2301的支轴2304组成，所述杠杆支架2301的一端为蝶形弹簧组2303，另一端为可调节滚轮23，中间为杠杆支架2301的支轴2304，可调节滑道滚轮23通过转轴2302安装在杠杆支架2301上，当可调节滑道滚轮23在滑道上滚动时遇到上下滑道表面平行度有微小差异，可调节滑道滚轮23可通过杠杆支架2301压缩支轴2304另一端的蝶形弹簧组2303或由蝶形弹簧组2303弹力张开经支轴2304使可调节滑道滚轮23压紧滑道滚动来自动调节导向托架20在滑道上防卡死平滑运行。滑道滚轮的设计方式可以保证等离子炬在移出和伸入的时候保持直线运行。

等离子炬4与化灰炉主体1的连接处连接有一刀式闸阀16，当等离子炬4移出化灰炉主体1时，刀式闸阀16可隔断接口，防止炉内合成气从等离子炬对接口泄漏；所述等离子炬4与化灰炉主体1连接通道之间还设有波纹管，波纹管上设有耐高温盘根密封组件，以起到密封作用。将盘根密封组件通过波纹管与炉体相连，波纹管可以吸收由于等离子炬导向托架沿导轨前后运行时滚轮遇到上下滑道表面平行度有微小差异时产生的波动，以使盘根密封随炬的密封外圆一起同向波动而不会让炬的外圆在波动时硬性挤压盘根密封造成间隙漏气。

本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (11)

1.一种等离子体熔融化灰炉,其特征在于，包括化灰炉主体（1）、位于化灰炉主体（1）上端且与上端相连的上盖（2）、向下倾斜镶嵌在上盖（2）侧面的推灰器（3）、安装在化灰炉主体（1）上的等离子炬（4）、和安装在化灰炉主体（1）上与等离子炬（4）相对并错开设置的天然气烧嘴（5）；

所述化灰炉主体下部相对设置有金属熔渣排放口（7）和非金属熔渣排放口（6），非金属熔渣排放口（6）的高度高于金属熔渣排放口（7）的高度，所述两个排放口外均设置有压盖（8）；

所述上盖（2）上设有合成气出口管道（9）和投灰口（10），所述投灰口（10）的下方为接灰槽（11），所述接灰槽（11）一端连通推灰器（3），一端连通进灰通道（12）。

2.根据权利要求1所述的等离子体熔融化灰炉,其特征在于，所述合成气出口管道（9）与进灰通道（12）之间设有一面隔墙（13），所述隔墙（13）的顶端连接上盖（2）的底部，隔墙（13）的底部高度高于非金属熔渣排放口（6）上端的高度，所述隔墙（13）内设有若干个平行于隔墙面且穿过隔墙（13）的冷却水管（14）。

3.根据权利要求1所述的等离子体熔融化灰炉,其特征在于，所述推灰器（3）由推灰活塞（301）、推灰通道（302）以及液压缸（303）组成，所述推灰活塞（301）一端连接液压缸（303），一端连通所述的接灰槽（11），所述推灰活塞（301）位于推灰通道内（302）。

4.根据权利要求3所述的等离子体熔融化灰炉,其特征在于，所述推灰活塞（301）顶部设有刷子（304），推灰通道（302）和接灰槽（11）的外侧设有水冷套（305）。

5.根据权利要求1所述的等离子体熔融化灰炉,其特征在于，所述等离子炬（4）位于化灰炉主体（1 ）中心线所在的平行于隔墙面的中心立面上，且等离子炬（4）的中心轴线向下倾斜并对准化灰炉主体（1）底部中央落灰部位。

6.根据权利要求5所述的等离子体熔融化灰炉,其特征在于，所述天然气烧嘴（5）所在立面平行于等离子炬所在立面且不重合，所述天然气烧嘴（5）中心轴线向下倾斜并对准化灰炉主体（1）底部中央落灰部位。

7.根据权利要求1所述的等离子体熔融化灰炉,其特征在于，所述化灰炉主体的壁面由外到内依次为金属层、保温层、耐火材料层和刚玉层，所述上盖的壁面由外到内依次为金属层和耐火材料层。

8.根据权利要求1所述的等离子体熔融化灰炉,其特征在于，所述金属熔渣排放口（7）和非金属熔渣排放口（6）旁均设有热电偶，并在化灰炉合成气排出侧设置炉内观察口。

9.根据权利要求1所述的等离子体熔融化灰炉,其特征在于，所述金属熔渣排放口（7）和非金属熔渣排放口（6）均为圆锥形旋塞口，所述旋塞口内设有旋塞（801），旋塞外为旋塞压盖（802）和锁紧栓（803）。

10.根据权利要求1所述的等离子体熔融化灰炉,其特征在于，所述等离子炬（4）下方依次设有平行于等离子炬的液压缸（15）和固定方形导轨（19），所述等离子炬和液压缸缸体均穿过导向托架（20）并通过导向托架（20）支撑与固定，所述固定方形导轨（19）穿过导向托架（20），导向托架（20）沿固定导轨（19）滑动，所述液压缸（15）活塞杆前端连接有底座（21），该底座（21）固定在方形导轨（19）底部，固定方形导轨（19）的截面为正方形，该正方形的一条对角线与水平面平行，固定方形导轨（19）的两个上表面上均设有固定滑道滚轮（22），方形导轨的两个下表面上均设有可调节滑道滚轮（23），所述固定滑道滚轮（22）的下方与固定方形导轨（19）的两个上表面接触，所述可调节滑道滚轮（23）的上方与固定方形导轨（19）的两个下表面接触。

11.根据权利要求1所述的等离子体熔融化灰炉,其特征在于，等离子炬与化灰炉主体的连接处连接有一刀式闸阀（16），等离子炬与化灰炉主体连接通道之间还设有波纹管，波纹管上设有盘根密封组件。