CN107924728A - 具有侧面排出闸门的等离子体熔融炉 - Google Patents

具有侧面排出闸门的等离子体熔融炉 Download PDF

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金千雨
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Abstract

本发明涉及一种能够根据比重分离并排出异种熔融物的等离子体熔融炉，包括：熔融炉本体(110)，其具有用于容纳熔融物的熔融室(101)，且包括设置于所述熔融室(101)的侧面不同高度上的能够排出熔融物的至少两个侧面排出闸门(120、130)；以及发热部(141、142)，其能够加热所述侧面排出闸门(120、130)。

Description

具有侧面排出闸门的等离子体熔融炉
技术领域
本发明涉及一种具有能够在低粘度状态下有效地排出熔融物的侧面排出闸门的等离子体熔融炉。
背景技术
利用等离子体的等离子体熔融炉所采用的熔融物排出方法为，将熔融炉倾斜从而排出熔融物的方法，或在熔融炉排出口周边利用感应加热装置进一步加热熔融物后排出熔融物的方法。美国Retech公司制造的等离子体熔融炉、瑞士Zwilag或日本敦贺(Tsuruga)核电的等离子体熔融炉采用通过底部排出口排出熔融物的方法，日本JNFL则通过感应加热法(Induction Heating Method)加热位于锥形熔融炉底部中心的排出口后排出熔融物。
利用侧面排出口的情况，采用在排出口附近利用作为追加热源的加热用炬加热熔融物从而能够排出熔融物的方法。由于在1,600℃以上的高温熔融的熔融物的温度在从熔融炉排出口排出的瞬间下降，所以熔融物的粘性急剧上升至100泊以上并在排出口固化，从而可能会发生排出口堵塞的现象。
[现有技术文献]
1.登记专利公报第10-1032055号(公告日期：2011.05.02)
2.登记实用新型公报第20-0343807号(公告日期：2004.05.17)
发明内容
发明要解決的问题
本发明旨在解决上述现有技术问题，目的在于提供一种能够在低粘度状态下有效地排出熔融物，并且能够根据熔融物的比重分离并排出异种熔融物的等离子体熔融炉。
用于解决问题的手段
用于实现上述目的的本发明的等离子体熔融炉设备的筒型废弃物投入装置包括：熔融炉本体，其具有容纳熔融物的熔融室，包括贯通并形成于所述熔融室的下部且能够排出熔融物的熔融物排出部及设置于所述熔融室的侧面不同高度上的能够排出熔融物的至少两个侧面排出闸门；以及发热部，其能够加热所述侧面排出闸门。
优选地，所述熔融物排出部包括坝式排出闸门，凸出地设置于所述熔融室的下部，用于排出预定高度以上的熔融物。
更优选地，所述坝式排出闸门还包括感应加热式加热器。
优选地，所述侧面排出闸门的特征在于相对于所述熔融炉本体上下移动从而打开和关闭排出流路。
优选地，还包括附设于所述熔融炉本体的侧部用于容纳沿着所述侧面排出闸门排出的熔融物，并且下部形成有排出口的排出腔体。更为优选地，所述排出腔体还包括能够观察内部的窗口，所述排出腔体还可以包括可打开和关闭的门。
发明效果
本发明的等离子体熔融炉具有贯通并形成于熔融室下部的熔融物排出部、位于熔融室侧面不同高度上的能够排出熔融物的至少两个侧面排出闸门，从而能够解决由于高粘度的熔融物引起的熔融炉下部的熔融物排出部堵塞的问题，并实现根据比重分离并排出异种熔融物的效果。
附图说明
图1为根据本发明的等离子体熔融炉的结构图；
图2为图1的A部分的放大图；
图3为放大示出根据本发明的等离子体熔融炉的侧面排出闸门的结构图；
图4的(a)、(b)为示出根据本发明另一实施例的等离子体熔融炉的侧面排出闸门的示意图。
具体实施方式
本发明的实施例公开的特定结构乃至功能性说明只是用于说明基于本发明的概念的实施例，基于本发明的概念的实施例可以以多种形态实施。并且，不得解释为局限于本说明书说明的实施例，应理解为包括属于本发明的思想及技术范围的所有变更物、等同物乃至替代物。
另外，虽然本发明所述的第一和/或第二等术语可用于说明多种构成要素，但所述构成要素并不受限于所述术语。所述术语仅作为使一个构成要素区别于其他构成要素的目的使用，例如在不超出基于本发明的概念的权利范围的范围内，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。
当提及某构成要素“连接于”或“接合于”其它构成要素的情况下，应理解为虽然可能直接连接于或接合于所述其它构成要素，但中间还可以存在其它构成要素。反之，当提及某构成要素“直接连接于”或“直接接触于”其它构成要素的情况下，应理解为中间不存在其它构成要素。用于说明构成要素之间的关系的其他表述即“～之间”和“就在～之间”或“相邻于～”和“直接相邻于～”等表述也应如上解释。
本说明书中使用的术语只是用于说明特定的实施例，其目的并非对本发明进行限定。单数的描述在文中无其他明确定义的前提下还包括描述复数。本说明书中的“包括”或“具有”等术语只是用于指定实施存在的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合，而并非预先排除存在的一个或一个以上的其他特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或这些组合或附加可能性。
以下参见附图对本发明进行详细说明。
如图1所例示，本发明的等离子体熔融炉包括熔融炉本体110及发热部141、142，其中熔融炉本体110具有用于容纳熔融物的熔融室101，包括位于熔融室101侧面的不同高度上的能够排出熔融物的两个侧面排出闸门(120、130)，发热部(141、142)能够加热侧面排出闸门(120、130)。
熔融炉本体110可由耐热砖之类的耐热性强的材料构成，内部形成有冷却流路112，可通过冷却水的循环使熔融炉本体110的外部表面保持适宜温度(<60℃)。
熔融炉本体110上设置有等离子体炬(也可称之为等离子体喷枪)111，用于提供对投入的废弃物进行熔融处理的熔融热，在此，等离子体炬111可以是设置于熔融炉本体110的熔融室101上端且可移送型或非移送型运转的双等离子体炬，熔融室下部设置有用于移送型运转的底部电极(未示出)，能够利用焦耳热、炬架温度以及电弧加热将熔融效率最大化。
熔融炉本体110下部设置有熔融物排出部，特别地，熔融物排出部由坝式排出闸门150构成，优选地，还包括感应加热式的加热器。
坝式排出闸门150下端可具有可拆卸地连接到第一模具装置10的第一夹具160，第一夹具160可以密封连接至第一模具装置10，从而防止向第一模具装置10排出熔融物时外气流入熔融炉内部，以保持熔融炉内部的气氛。
另外，第一夹具160可具有诸如衬垫或合成橡胶之类的密封部件使得能够在气密状态下组装于第一模具装置10，此处考虑到密封部件的材质，第一夹具160或其周边可具备使冷却水循环的冷却流路以防止密封部件因高温而劣化。
具体参见图2，坝式排出闸门150形成为从熔融炉本体110的底面凸出预定高度h以上，可包括设置成包围下部排出口150a的周边的缸形态的感应线圈151，及固定于感应线圈151内间接感应加热的导电体即排出管152。
采用如上构成的坝式排出闸门150，即使将熔融室101内的熔融物全部排出，预定高度h以下的熔融物还是一直残留在熔融室101内。因此能够在投入废弃物之前为再运行熔融炉而预热的等离子体炬111产生高温等离子体的过程中，防止熔融室101内壁直接暴露于高温，从而能够防止熔融室101内壁受损。
另外，当坝式排出闸门150的感应线圈151未通电时，熔融物成为高粘度状态的固形物状态封住下部排出口150a，在感应线圈151通电的情况下，固形物变成低粘度状态，因自重而通过下部排出口150a排出到外部。
如上，设置于熔融炉本体110下部的熔融物排出部可用于排出熔融物中比重大的金属物质或将熔融物全部排出。
参考图1及图3，本发明的等离子体熔融炉具有位于熔融炉本体110的熔融室101侧面的不同高度上且能够排出熔融物的两个侧面排出闸门(120、130)，包括能够加热侧面排出闸门(120、130)的发热部(141、142)。
各侧面排出闸门(120、130)具有电动式或液压式的驱动部(121、131)，在熔融炉本体110上下移动，从而可以打开和关闭各排出流路(101a、101b)。
各排出流路(101a、101b)以预定的倾斜度贯通地形成于熔融炉本体110内使得熔融物能够通过自重轻松地排出到外部，熔融炉本体110具备相邻于排出流路(101a、101b)且能够使排出的熔融物的温度保持熔融温度(1600℃)以上的发热部(141、142)。
这种发热部(141、142)可以由金属或非金属材料的发热体构成，可根据排出流路(101a、101b)的尺寸或长度形成为线材或面状形态。另外，作为发热部的另一实施例，可以由感应加热式的热源构成。
本实施例例示了在各排出流路(101a、101b)上分别设置有发热体，但也可以用一个共同发热体加热两个排出流路(101a、101b)。
优选地，还可以包括位于熔融炉本体110侧部用于容纳从各侧面排出闸门(120、130)排出的熔融物的排出腔体170。
排出腔体170可以是与熔融炉本体110一体化的密闭结构，或者是能够从熔融炉本体110拆卸的结构。另外，当排出腔体170被设置为相对于熔融炉本体110的可拆卸结构时，还可以增加设置在排出腔体170与熔融炉本体110之间用于保持气密的气密部件。
排出腔体170的下部具有炉渣排出口171，炉渣排出口171下端可具有可拆卸地结合于第二模具装置20的第二夹具172。第二夹具172可密封锁定于第二模具装置20防止向第二模具装置20排出熔融物(炉渣)时外气流入排出腔体内部，以保持排出腔体内部的气氛。
第二夹具172可具有衬垫或合成橡胶之类的密封部件使得能够在气密状态下组装于第二模具装置20。此处考虑到密封部件的材质，为防止密封部件因高温而劣化，第二夹具172或其周边可以具有循环冷却水的冷却流路。
排出腔体170可具有能够观察排出闸门(120、130)的观察窗173，还可以具有能够对此进行拍摄生成影像信号的监控摄像头(未示出)。
可在排出腔体170的前方设置可打开和关闭的门174使得能够在排出熔融物时取得试料进行抽样，在排出腔体170内设置发热单元175可以调节排出腔体170内部的温度。这种发热单元175可以由1,500℃以上的高温时也能够有效地作为发热体的二硅化钼(molybdenum disilicide，MoSi2)构成。
本实施例示出侧面排出闸门(120、130)设置于熔融炉本体110的外侧并能打开和关闭的情况，但是侧面排出闸门也可以设置于熔融炉本体内侧或熔融室内并排出熔融物。
图4的(a)、(b)是示出本发明另一实施例的等离子体熔融炉的侧面排出闸门的示意图。
如图4的(a)例示出的，两个侧面排出闸门(220、230)沿着熔融炉本体210的侧壁贯通插入排出流路(201a、201b)，并可上下移动从而可以打开和关闭排出流路(201a、201b)。
然后再参考图4的(b)，两个侧面排出闸门(320、330)可设置于熔融炉本体310的内侧侧壁，从而可以从熔融室301向排出流路(301a、301b)排出熔融物，并可以控制熔融物的排出。
如上，侧面排出闸门可具有多种配置布局，优选的是设置在熔融炉本体的外侧。
再次参考图1，两个侧面排出闸门(120、130)设置于熔融炉本体的外侧的情况与贯通插入到熔融炉本体或配置在内侧侧壁的情况相比，能容易地配备侧面排出闸门(120、130)，且能够排除侧面排出闸门(120、130)与位于熔融炉本体110内的冷却流路112之间在设计上发生干涉的可能性。
对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明总体构思的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。对本领域的普通技术人员而言是显而易见的。
符号说明
101a、101b：排出流路
110：熔融炉本体
111：等离子体炬
112：冷却流路
120、130：侧面排出闸门
141、142：发热部
150：坝式排出闸门
160：第一夹具
170：排出腔体
171：炉渣排出口
172：第二夹具
173：观察窗
174：门
175：发热单元

Claims (7)

1.一种等离子体熔融炉，包括：
熔融炉本体，其具有用于容纳熔融物的熔融室，包括贯通并形成于所述熔融室的下部且能够排出熔融物的熔融物排出部及设置于所述熔融室的侧面的不同高度上的能够排出熔融物的至少两个侧面排出闸门；以及
发热部，其能够加热所述侧面排出闸门。
2.根据权利要求1所述的等离子体熔融炉，其中，
所述熔融物排出部包括坝式排出闸门，凸出设置于所述熔融室的下部，能够排出预定高度以上的熔融物。
3.根据权利要求2所述的等离子体熔融炉，其中，
所述坝式排出闸门还包括感应加热式加热器。
4.根据权利要求1所述的等离子体熔融炉，其中，
所述侧面排出闸门相对于所述熔融炉本体上下移动从而打开和关闭排出流路。
5.根据权利要求1所述的等离子体熔融炉，其中，还包括：
排出腔体，其附设于所述熔融炉本体的侧部，用于容纳沿着所述侧面排出闸门排出的熔融物，并且下部形成有排出口。
6.根据权利要求5所述的等离子体熔融炉，其中，
所述排出腔体还包括能够观察内部的窗口。
7.根据权利要求5或6所述的等离子体熔融炉，其中，
所述排出腔体还包括可打开和关闭的门。
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