CN107477595B - 一种基于无心绞龙的等离子炬气化固体污染物的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于无心绞龙的等离子炬气化固体污染物的装置，包括：齿轮法兰(1)、齿轮法兰盘(2)；石墨圈(3)、进料口(4)、无心绞龙(5)、外壁筒(6)、法兰盘(7)、等离子炬(8)、阴极(9)、阳极(10)、冷却水槽(11)、排气口(12)、排渣口(13)。本发明综合利用无心蛟龙和等离子体技术，实现了等离子条件下的固体污染物在无心绞龙的中心空间的高温燃烧，且避免了高温对无心绞龙的损坏，具有结构紧凑简单、处理效率高等特点，进一步增强了气化效果、减少了能源浪费、提高了工作效率、降低了经济成本。

Description

一种基于无心绞龙的等离子炬气化固体污染物的装置
技术领域
本发明属于环保技术领域，特别涉及一种等离子炬气化固体污染物的装置。
背景技术
等离子体的高热流密度和高反应活性将引发垃圾很多高温化学反应，主要有以下3种：(1)等离子体裂解，垃圾在无氧条件下裂解，分解为小分子物质；(2)等离子体气化，有机成分缺氧条件下转化为热值气体，例如含有CO、H2、CH4的合成气；(3)等离子体熔融，垃圾中的无机成分在高温条件下发生熔融和固化，并将重金属和有害物质固定在玻璃体中。普通焚烧由于温度不够高，复杂的化学反应会导致氧分子结合形成污染物，如氮氧化物和二噁英，并且这些污染物将直接通过烟囱排放。另一方面，焚烧炉的灰渣通常有高度毒性，需要进行卫生填埋。等离子炬作为气化炉的热源，温度高，合成气种类少，质量高，灰分可固化有害物质。并且等离子气化火炬中心温度可达5000℃左右，炉内平均温度约为1500℃，足以将所有的有机物完全分解，而且能将形成二噁英的有机物分子彻底打散，从而从源头上杜绝了二噁英的产生。与传统的焚烧炉相比，等离子体火炬处理垃圾废物有如下特点：可以处理有毒、有害危险及非危险废物，包括有机的、无机的、气体、液体及固体；能够完全地、安全地将有毒废料转化成无毒且有使用价值的产品；处理后的废气大大低于排放标准，无二次污染。等离子体处理污染物的专利，(CN104645915A)公开了一种微波等离子炬处理废物的方法；(CN104310732A)公开了一种污泥高温等离子玻璃化装置及其处理方法；(CN106402896A)提供一种垃圾焚烧飞灰等离子熔融处理系统；(CN203238229U)公开了一种等离子体流化床气化装置；(US6987792B2)公开了一种有机材料的等离子体热解、气化和玻璃化的装置；(US4644877)公开了一种等离子体热解处理垃圾的系统。现有的利用等离子炬气化固体污染物的装置，存在系统设计复杂、处理工序繁琐、装置一体性差、处理效率低等不足。
发明内容
本发明的目的是：提供一种等离子炬气化固体污染物的装置，实现离子炬气化固体污染物简单化、高效化，进一步增强气化效果、减少能源浪费、提高工作效率、降低经济成本。
本发明的技术方案是：一种基于无心绞龙的等离子炬气化固体污染物的装置，其特征在于，包括：齿轮法兰、齿轮法兰盘；石墨圈、进料口、无心绞龙、外壁筒、法兰盘、等离子炬、阴极、阳极、冷却水槽、排气口、排渣口；
所述齿轮法兰与所述齿轮法兰盘采用法兰连接，用于与外部驱动机构的齿轮咬合后，实现外部驱动机构对所述齿轮法兰的驱动；所述齿轮法兰圆心设置所述排气口；
所述齿轮法兰盘一侧与所述齿轮法兰采用法兰连接，当所述齿轮法兰转动的时候，跟随所述齿轮法兰同步转动；所述齿轮法兰盘另一侧通过所述石墨圈与所述外壁筒进行动密封；所述齿轮法兰盘圆心设置与所述齿轮法兰相通的所述排气口；
所述石墨圈设置于所述外壁筒两端，用于实现所述外壁筒与所述齿轮法兰盘和法兰盘的动密封；所述石墨圈与所述外壁筒之间的空间构成气化室；
所述进料口是固体污染物的入口，设置于所述外壁筒的上部，距离所述法兰盘的距离为整个所述外壁筒长度的三分之一；
所述无心绞龙与所述法兰盘之间焊接，当所述法兰盘旋转时，所述无心绞龙在气化室内同步旋转；所述无心绞龙边缘设置成刀口状，所述无心绞龙运动时对气化室壁面形成刮削作用，减少结焦的形成，避免高温对所述无心绞龙的损坏；所述无心绞龙上设置的刀片在旋转的过程中，能够将被高速气流吹向所述排气口的固体污染物推向所述等离子炬端，进行重新处理；
所述外壁筒为耐高温金属材质、封闭圆筒形，与两侧的所述石墨圈构成气化室；所述外壁筒固定不动；
所述法兰盘与所述无心绞龙之间焊接，随同所述齿轮法兰、所述齿轮法兰盘、所述无心绞龙同步旋转；所述法兰盘圆心位置为空心，空心处设置有所述等离子炬；
所述等离子炬内置用于放电的所述阴极和所述阳极，当工作气体冲入所述等离子炬后，所述阴极和所述阳极在高电压的作用下将工作气体电离，生成高温高速的等离子体，并射入所述无心绞龙内；
所述冷却水槽用于实现所述等离子炬的冷却；
所述排气口用于将固体污染物燃烧后的废气排出；
所述排渣口设置在所述外壁筒靠近所述法兰盘的下方位置，用于将固体污染物气化燃烧后的固体灰渣排出；
工作时，所述等离子炬的所述阳极和所述阴极放电，工作气体通过，射流出等离子体，所述水槽冷却对等离子炬进行冷却，固体污染物通过所述进料口进入气化室，与等离子体发生作用，在气化室完成气化后，气化气通过所述气体出口排出，而气化产生的固体灰渣通过所述无心绞龙推向所述排渣口排出。
更进一步地，所述齿轮法兰采用皮带、同步带驱动或者外部中空电机直接驱动。
本发明综合利用无心蛟龙和等离子体技术，实现了等离子条件下的固体污染物在无心绞龙的中心空间的高温燃烧，且避免了高温对无心绞龙的损坏，具有结构紧凑简单、处理效率高等特点，进一步增强了气化效果、减少了能源浪费、提高了工作效率、降低了经济成本。
附图说明
图1为本发明组成结构示意图；
图2为本发明齿轮法兰的侧视图。
1--齿轮法兰、2—齿轮法兰盘、3--石墨圈、4--进料口、5--无心绞龙、6--外壁筒、7--法兰盘、8--等离子炬、9--阴极、10--阳极、11--冷却水槽、12--排气口、13--排渣口
具体实施方式
实施例1：参见图1至图2，一种基于无心绞龙的等离子炬气化固体污染物的装置，包括：齿轮法兰1、齿轮法兰盘2；石墨圈3、进料口4、无心绞龙5、外壁筒6、法兰盘7、等离子炬8、阴极9、阳极10、冷却水槽11、排气口12、排渣口13；
所述齿轮法兰1与所述齿轮法兰盘2采用法兰连接，用于与外部驱动机构的齿轮咬合后，实现外部驱动机构对所述齿轮法兰1的驱动；所述齿轮法兰1圆心设置所述排气口12；所述齿轮法兰1也可以采用皮带、同步带驱动或者外部中空电机直接驱动；
所述齿轮法兰盘2一侧与所述齿轮法兰1采用法兰连接，当所述齿轮法兰1转动的时候，跟随所述齿轮法兰1同步转动；所述齿轮法兰盘2另一侧通过所述石墨圈3与所述外壁筒6进行动密封；所述齿轮法兰盘2圆心设置与所述齿轮法兰1相通的所述排气口12；
所述石墨圈3设置于所述外壁筒6两端，用于实现所述外壁筒6与所述齿轮法兰盘2和法兰盘7的动密封；所述石墨圈3与所述外壁筒6之间的空间构成气化室；
所述进料口4是固体污染物的入口，设置于所述外壁筒6的上部，距离所述法兰盘7的距离为整个所述外壁筒6长度的三分之一；
所述无心绞龙5与所述法兰盘2之间焊接，当所述法兰盘2旋转时，所述无心绞龙5在气化室内同步旋转；所述无心绞龙5边缘设置成刀口状，所述无心绞龙5运动时对气化室壁面形成刮削作用，减少结焦的形成，避免高温对所述无心绞龙5的损坏；所述无心绞龙5上设置的刀片在旋转的过程中，能够将被高速气流吹向所述排气口12的固体污染物推向所述等离子炬8端，进行重新处理；
所述外壁筒6为耐高温金属材质、封闭圆筒形，与两侧的所述石墨圈3构成气化室；所述外壁筒6固定不动；
所述法兰盘7与所述无心绞龙5之间焊接，随同所述齿轮法兰1、所述齿轮法兰盘2、所述无心绞龙5同步旋转；所述法兰盘7圆心位置为空心，空心处设置有所述等离子炬8；
所述等离子炬8内置用于放电的所述阴极9和所述阳极10，当工作气体冲入所述等离子炬8后，所述阴极9和所述阳极10在高电压的作用下将工作气体电离，生成高温高速的等离子体，并射入所述无心绞龙5内；
所述冷却水槽11用于实现所述等离子炬8的冷却；
所述排气口12用于将固体污染物燃烧后的废气排出；
所述排渣口13设置在所述外壁筒6靠近所述法兰盘7的下方位置，用于将固体污染物气化燃烧后的固体灰渣排出；
工作时，所述等离子炬8的所述阳极10和所述阴极9放电，工作气体通过，射流出等离子体，所述水槽冷却10对等离子炬进行冷却，固体污染物通过所述进料口4进入气化室，与等离子体发生作用，在气化室完成气化后，气化气通过所述气体出口12排出，而气化产生的固体灰渣通过所述无心绞龙5推向所述排渣口13排出。

Claims (2)

1.一种基于无心绞龙的等离子炬气化固体污染物的装置，其特征在于，包括：齿轮法兰（1）、齿轮法兰盘（2）；石墨圈（3）、进料口（4）、无心绞龙（5）、外壁筒（6）、法兰盘（7）、等离子炬（8）、阴极（9）、阳极（10）、冷却水槽（11）、排气口（12）、排渣口（13）；
所述齿轮法兰（1）与所述齿轮法兰盘（2）采用法兰连接，用于与外部驱动机构的齿轮咬合后，实现外部驱动机构对所述齿轮法兰（1）的驱动；所述齿轮法兰（1）圆心设置所述排气口（12）；
所述齿轮法兰盘（2）一侧与所述齿轮法兰（1）采用法兰连接，当所述齿轮法兰（1）转动的时候，跟随所述齿轮法兰（1）同步转动；所述齿轮法兰盘（2）另一侧通过所述石墨圈（3）与所述外壁筒（6）进行动密封；所述排气口（12）穿过所述齿轮法兰（1）的圆心和所述齿轮法兰盘（2）的圆心；
所述石墨圈（3）设置于所述外壁筒（6）两端，用于实现所述外壁筒（6）与所述齿轮法兰盘（2）和法兰盘（7）的动密封；所述石墨圈（3）与所述外壁筒（6）之间的空间构成气化室；
所述进料口（4）是固体污染物的入口，设置于所述外壁筒（6）的上部，距离所述法兰盘（7）的距离为整个所述外壁筒（6）长度的三分之一；
所述无心绞龙（5）与所述齿轮法兰盘（2）之间焊接，当所述齿轮法兰盘（2）旋转时，所述无心绞龙（5）在气化室内同步旋转；所述无心绞龙（5）边缘设置成刀口状，所述无心绞龙（5）运动时对气化室壁面形成刮削作用，减少结焦的形成，避免高温对所述无心绞龙（5）的损坏；所述无心绞龙（5）上设置的刀片在旋转的过程中，能够将被高速气流吹向所述排气口（12）的固体污染物推向所述等离子炬（8）端，进行重新处理；
所述外壁筒（6）为耐高温金属材质、封闭圆筒形，与两侧的所述石墨圈（3）构成气化室；所述外壁筒（6）固定不动；
所述法兰盘（7）与所述无心绞龙（5）之间焊接，随同所述齿轮法兰（1）、所述齿轮法兰盘（2）、所述无心绞龙（5）同步旋转；所述法兰盘（7）圆心位置为空心，空心处设置有所述等离子炬（8）；
所述等离子炬（8）内置用于放电的所述阴极（9）和所述阳极（10），当工作气体冲入所述等离子炬（8）后，所述阴极（9）和所述阳极（10）在高电压的作用下将工作气体电离，生成高温高速的等离子体，并射入所述无心绞龙（5）内；
所述冷却水槽（11）用于实现所述等离子炬（8）的冷却；
所述排气口（12）用于将固体污染物燃烧后的废气排出；
所述排渣口（13）设置在所述外壁筒（6）靠近所述法兰盘（7）的下方位置，用于将固体污染物气化燃烧后的固体灰渣排出；
工作时，所述等离子炬（8）的所述阳极（10）和所述阴极（9）放电，工作气体通过，射流出等离子体，所述冷却水槽（10）对等离子炬进行冷却，固体污染物通过所述进料口（4）进入气化室，与等离子体发生作用，在气化室完成气化后，气化气通过所述排气口（12）排出，而气化产生的固体灰渣通过所述无心绞龙（5）推向所述排渣口（13）排出。
2.如权利要求1所述的一种基于无心绞龙的等离子炬气化固体污染物的装置，其特征在于：所述齿轮法兰（1）采用皮带、同步带驱动或者外部中空电机直接驱动。
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