CN108730986A - 固废处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种固废处理装置，其包括固废接收室和熔融室。固废接收室用于接收固废。熔融室与固废接收室连通，熔融室包括等离子体加热装置和容纳部。等离子体加热装置用于对固废进行熔融处理形成气体和熔渣。容纳部通过第一排渣管道和第二排渣管道与外界连通。熔渣具有溢流液位和最低液位，第一排渣管道的进口设置于溢流液位处，第二排渣管道的进口位于最低液位之下，并且第二排渣管道能够在开通状态和关闭状态之间转换，以使熔渣能够同时或分别地从上述两个排渣管道排出。本发明的固废处理装置具有熔融效率高，有机物的反应速率较快，分解得更彻底，分解效果更好等特点。并且采用双管道排渣的方式，能够实现熔渣的自主排渣。

Description

固废处理装置

技术领域

本发明涉及危险固体废弃物处理技术领域，且更具体地涉及一种固废处理装置。

背景技术

由于石油化工、医药、电子工业、精细化工、汽车尾气净化等领域在生产制造过程中会产生大量的危废，例如催化剂废料等固体危废。

据统计，全世界每年消耗的固体催化剂约为80万吨，产生的催化剂废料为50万～70万吨。随着经济发展，催化剂废料的数量将进一步增加。如果不对催化剂废料加以科学管理，其中的有毒有害成分会污染环境并危害人体健康。并且由于一般常用的固体催化剂主要有银催化剂、铂催化剂、钯催化剂和铑催化剂等，如果不能对催化剂废料进行有效地处理，将使得其中的一些贵重金属资源也会流失。因此，对诸如催化剂废料等危废进行有效的处理和利用已越来越受广泛的关注。

现阶段，诸如催化剂废料等的危废回收利用的常用方法为干法、湿法和干湿结合法。干法的耗能较高，且在熔融、熔炼过程中会产生的焙烧炉烟气。湿法冶炼过程中会产生酸性废气、工艺废水和过滤渣(含除杂渣)等。上述两法产生的副产物均会对环境形成二次污染，不利于环保。

因此，需要一种固废处理装置，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种固废处理装置，其包括固废接收室和位于所述固废接收室的下方的熔融室。

所述固废接收室用于接收固废。

所述熔融室与所述固废接收室连通，所述熔融室包括等离子体加热装置和用于容纳所述熔渣的容纳部。

所述等离子体加热装置用于采用等离子体加热的方式对所述固废进行熔融处理形成裂解的气体和液态的熔渣。

所述容纳部通过第一排渣管道和第二排渣管道与外界连通，以排出所述熔渣。

其中，所述熔渣在所述容纳部内具有溢流液位和最低液位，所述第一排渣管道的进口设置于所述溢流液位处，所述第二排渣管道的进口位于所述最低液位之下，并且所述第二排渣管道能够在开通状态和关闭状态之间转换，以使所述熔渣能够同时或分别地从所述第一排渣管道和所述第二排渣管道排出。

根据本方案，使得能够利用等离子体的高比热容、高导热率等性能使得固废的焚烧温度高，易于熔融至液态，以及易于有机物发生裂解。由于等离子体产生的高温环境，使得熔融效率高，有机物的反应速率较快，分解得更彻底，分解效果更好。

由于采用双管道排渣的方式，使得能够实现熔渣的自主排渣，从而方便对排出的液体的熔渣进行集中处理。并且熔渣在熔融室内的存储量能够保持在一定的范围内，由此，可以提高熔渣的熔融效率。

优选地，所述熔融室还包括第一管道加热装置，以使所述第一排渣管道保持在第一保持温度。由此，可以采用加热的方式将第一排渣管道长时间处于开通状态。

优选地，所述熔融室还包括第二管道加热装置，以使所述第二排渣管道从第二保持温度升温至所述第一保持温度或以上。由此，可以采用加热的方式将第二排渣管道在开通状态和关闭状态之间转换。

优选地，所述熔融室还包括与所述容纳部连通的空气输送管道，以向所述容纳部提供空气。由此，可以使得有机物的裂解反应更彻底，避免形成焦炭堵塞排渣管道。

优选地，所述等离子体加热装置设置于与所述容纳部连通的等离子体发生器管道内，并且所述等离子体发生器管道的出口和所述空气输送管道的出口相对设置。由此，可以提高有机物与空气的接触效果，从而提高反应效率。

优选地，所述等离子体发生器管道和所述空气输送管道均与水平面形成夹角，并且所述等离子体发生器管道的中心线与所述熔融室的竖直中心线的交点低于所述空气输送管道的中心线所述熔融室的竖直中心线的交点。

优选地，所述固废处理装置还包括燃烧器和位于所述固废接收室和所述熔融室之间的预热室，所述预热室与所述固废接收室和所述熔融室连通，所述燃烧器设置于与所述预热室连通的燃烧器管道内，以在所述固废处理装置启动和运行时对所述固废处理装置提供热源。由此，在固废处理装置运行开始时，可以采用辅助加热的方式对熔融室和预热室进行预热。

优选地，所述预热室和所述熔融室具有所述固废和所述气体通过的第一通道，所述固废接收室具有所述固废和所述气体通过的第二通道，以使所述气体向上流动而与所述固废进行换热。

优选地，所述第一通道的沿径向方向的截面积大于所述容纳部的沿径向方向的截面积，并且/或者所述第二通道的沿径向方向的截面积小于所述第一通道的沿径向方向的截面积。由此，可以提高固气流化床对固废的加热效果，从而提高能量的利用率。并且降低了气体的排放温度。

优选地，所述固废接收室、所述预热室和所述熔融室为独立构件，并且彼此可拆卸地连接。由此，便于固废处理装置的维修和运输，降低维修成本和运输成本。

优选地，所述固废接收室、所述预热室和所述熔融室分别地设置有耐热的衬里，所述衬里沿径向方向设置有多个衬里层，所述多个衬里层由不同的衬里材料制成。由此，降低了固废处理装置的制造成本，提高了使用寿命。

优选地，所述固废处理装置还包括用于输送所述固废的螺旋进料器，所述螺旋进料器通过固废输送管道与所述固废接收室连通。由此，可以采用螺旋进料的方式输送固废。

优选地，所述固废处理装置还包括位于所述固废接收室上方的烟气管道，所述烟气管道包括与所述固废接收室连通的第三通道，以使所述气体能够排出。由此，气体可以从烟气管道排出。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，

图1为根据本发明的优选实施方式的固废处理装置的示意图；

图2为图1中示出的固废处理装置的另一个示意图；

图3为图1中示出的熔融室的示意图；

图4为沿图3中线A-A所截的截面示意图；

图5为沿图4中线B-B所截的截面示意图；

图6为图1中示出的预热室的内部示意图；

图7为图6的俯视示意图；

图8为图1中示出的固废接收室的内部示意图；

图9为图8的俯视示意图；以及

图10为图1中示出的烟气管道的内部示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明。显然，本发明的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。

应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本发明的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本发明中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

本发明中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

以下，将参照附图对本发明的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本发明的代表实施方式，并不是限定本发明。

如图1和图2所示，本发明提供了一种固废处理装置100，用于对诸如催化剂废料等固废进行处理。为便于说明，下文以催化剂废料为例对固废处理装置100进行说明。

该固废处理装置100包括用于接收固废的固废接收室110和位于固废接收室110的下方的熔融室120。熔融室120与固废接收室110连通。具体地，在本发明的一个实施方式中，固废接收室110包括固废输送管道111和第二通道P2。固废输送管道111与第二通道P2连通，第二通道P2与熔融室120连通，使得催化剂废料可以从固废输送管道111被输送至固废接收室110内，并且由于重力作用经由第二通道P2进入至熔融室120。在熔融室120内，催化剂废料能够进行熔融处理形成裂解的气体(烟气)和液态的熔渣。

进一步地，固废处理装置100还包括位于固废接收室110和熔融室120之间的预热室130。预热室130和熔融室120包括第一通道P1。第一通道P1与第二通道P2连通。并且催化剂废料能够从第一通道P1进入至第二通道P2。预热室130通过第一通道P1与固废接收室110和熔融室120连通。预热室130还包括与第一通道P1连通的燃烧器管道131。燃烧器管道131能够输送诸如燃气形成的火焰等热源，以使得熔融室120和预热室130能够被加热至第二加热温度。

为了使得催化剂废料能够被熔融至液态，熔融室120包括等离子体加热装置121。等离子体加热装置121用于采用等离子体加热的方式加热催化剂废料，以提供能够熔融催化剂废料的第一加热温度。第一加热温度优选为1300℃～1500℃。譬如，等离子体加热装置121可以提供温度最高可达3000℃的火焰，从而使得熔融室120的第一加热温度能够大约为1450℃。通常催化剂废料采用诸如二氧化硅等作为载体而形成颗粒状。根据催化剂所适用的生产工艺，催化剂废料通常包含相应的重金属和有机物。有机物通常为包含苯环的大分子有机物。本发明利用等离子体在高温条件下能够迅速将处于等离子体流中的催化剂废料熔融，重金属包裹于液体的熔渣内，大分子有机物被裂解成烃类小分子、CO、CO₂、H₂等中的一种或几种。进一步地，等离子体加热装置121包括等离子体发生器。

熔融室120包括容纳熔渣的容纳部122。催化剂废料能够在容纳部122内被熔融，形成的气体沿第一通道P1和第二通道P2向上流动而排出，形成的熔渣存储于容纳部122内。熔融室120设置有与外界连通的第一排渣管道124和第二排渣管道125，液态熔渣能够同时或分别地从第一排渣管道124和第二排渣管道排出125。

催化剂废料的熔融过程为：

首先，在高温条件下，具有高比热容和高导热率的热等离子体迅速将催化剂废料中可气化的大分子有机物气化，不可气化的物质直接熔融成液态的熔渣。

其次，含有大量活性强且能量高的各种离子、电子和自由基团的热的等离子体流在极短的时间内使得催化剂废料中的大分子有机物发生裂解，形成各种小分子。并且液态的熔渣能够通过第一排渣管道124和第二排渣管道125排放至固废处理装置100外。

最后，通过水急冷的方式冷却熔渣而形成安全的玻璃态物质，该玻璃态物质可作为建筑材料直接利用。

进一步地，熔渣在容纳部122内具有溢流液位和最低液位。第一排渣管道124的进口设置于溢流液位处，第二排渣管道125的进口位于最低液位之下。并且第二排渣管道125具有开通状态和关闭状态，其可以在这两个状态之间转换。

通常第二排渣管道125处于关闭状态，当熔渣到达溢流液位，或者高于溢流液位之上时，此时说明容纳部122内的熔渣较多，需要大量排渣。在这种情况下，由于第一排渣管道124的进口位于溢流液位处，因此，熔渣能够从第一排渣管道124排出。在这种情况下，在本发明的一个实施方式中，熔渣可以仅从第一排渣管道124排出，即第二排渣管道125仍然处于关闭状态。在本发明的另一个实施方式中，第二排渣管道125也可以由关闭状态转换至开通状态，使得熔渣还能够从第二排渣管道125排出，即熔渣能够同时从第一排渣管道124和第二排渣管道125排出。

随着熔渣的排出，熔渣将下降到溢流液位之下，此时由于第一排渣管道124的进口设置于溢流液位处，因此，熔渣不能从第一排渣管道124排出，而仅从第二排渣管道125排出。最后当熔渣到达最低液位时，可以将第二排渣管道125转换至关闭状态，停止排渣，从而将容纳部122内的熔渣的量维持在最低液位或最低液位之上。由于容纳部122内可以存储一定量的熔渣，使得当催化剂废料熔融不充分时，一方面未完全熔融的催化剂废料可以在液态的熔渣内继续熔融，另一方面避免了未完全熔融的催化剂废料堵塞排渣管道的现象发生。

此外，在催化剂废料处理完后或者固废处理装置100停机时，可能期望将容纳部122内的熔渣尽可能地排出甚至全部排出，因此，在这种情况下，可以使得第二排渣管道125处于开通状态，使得熔渣可以仅从第二排渣管道125排出。优选地，在本发明的一个实施方式中，第二排渣管道125的进口可以位于容纳部122的最低处，使得在催化剂废料处理完后或者固废处理装置100停机时，容纳部122中的熔渣可以仅从第二排渣管道125全部排出。

可以理解，本发明的排渣过程是一个间歇性的、重复性的过程。

本发明采用双管道的排渣方式，能够实现自主控制排渣。这样能够提高固废处理装置100的经济效益。

进一步地，由于烟气沿第一通道P1和第二通道P2向上流动，而催化剂废料沿第一通道P1和第二通道P2向下流动，因此，在第一通道P1和第二通道P2内形成气固流化床。并且气体的温度高于催化剂废料的温度，使得两者可以进行热交换，特别是在第一通道P1内进行热交换，从而实现了催化剂废料的预热。由此，不仅提高了固废处理装置100内的能量的利用，而且降低了烟气的排放温度。此外还可以使得催化剂废料的熔融效率高、效果更好。

具体地，如图3至图5所示，熔融室120还包括第一管道加热装置(未示出)、第二管道加热装置(未示出)和位于容纳部122下方的熔渣排放部123。容纳部122包括容纳部本体1221和由容纳部本体1221形成的容纳空间。第一排渣管道124和第二排渣管道125贯穿容纳部本体1221和熔渣排放部123。第一管道加热装置和第二管道加热装置可以设置于所述熔渣排放部123内。

第一管道加热装置用于对第一排渣管道124进行加热，并且能够使得第一排渣管道124长时间保持在第一保持温度。第二管道加热装置用于对第二排渣管道125进行加热。第二管道加热装置一方面能够使得第二排渣管道125长时间保持在第二保持温度，另一方面能够使得第二排渣管道125从第二保持温度升温至第一保持温度或以上。

需要说明的是第一保持温度能够使得熔渣在第一排渣管道124和第二排渣管道125内保持液态。由此，当到达第一保持温度时，第一排渣管道124和第二排渣管道125能够处于开通状态。如上所述地，第一管道加热装置能够使得第一排渣管道124长时间保持在第一保持温度，因此，第一排渣管道124可以长时间处于开通状态。第二保持温度能够使得熔渣在第二排渣管道125内由液态变成固态，并且固化后的熔渣能够堵塞第二排渣管道125。由此，第二排渣管道125能够处于关闭状态。

可以理解第一保持温度高于第二保持温度。优选地，对于催化剂废料，第一保持温度不低于1000℃，可以优选为1200℃。第二保持温度不低于600℃，可以优选为800℃。需要说明的是，第一保持温度和第二保持温度均可以根据熔渣的流动性适当地进行调整，譬如降低第一保持温度和第二保持温度限定的上述温度值。

如果需要和/或期望，第一管道加热装置和第二管道加热装置可以构造成包括多个加热元件的一个加热装置。加热元件可以分别地设置于两个排渣管道处。通过控制加热元件的加热功率对两个排渣管道进行控温。当然，第一管道加热装置和第二管道加热装置还可以采用其他任何设置方式。第一管道加热装置和第二管道加热装置可根据实际工程条件选择电加热、磁感应加热和燃气加热等方式中的一种或几种。

为了防止含碳量高的有机物在进行裂解的过程中形成焦炭，可能造成第一排渣管道124和/或第二排渣管道125堵塞。如图3所示，熔融室120还包括与容纳部122连通的空气输送管道126，以向容纳部122提供空气。这样含碳量高的有机物可以利用空气中的氧气形成CO、CO₂等含氧小分子，从而避免了排渣管道的堵塞。

优选地，等离子体加热装置121设置于与容纳部122连通的等离子体发生器管道127内，以向容纳部122喷射等离子体。等离子体发生器管道127的出口和空气输送管道126的出口相对设置。这样可以使得催化剂废料在熔融的过程中能够与氧气充分地接触，从而提高有机物的裂解效果。等离子体能够从等离子体发生器管道127的出口喷射出，等离子体加热装置121能够通过等离子体发生器管道127的进口而安装。氧气能够从空气输送管道126的进口进入，从空气输送管道126的出口输出至容纳部122。

具体地，等离子体发生器管道127和空气输送管道126的设置有出口的一端位于熔融室120内，与所述一端相对的、设置有进口的另一端延伸出熔融室120。等离子体发生器管道127与空气输送管道126以熔融室120的竖直中心线L1呈对角布置(图4)。

并且如图3所示，等离子体发生器管道127与水平面形成夹角，并且出口低于进口。这样可以使得增加等离子体流在容纳部122内的喷射距离，形成催化剂废料的较大的反应区域。空气输送管道126均与水平面形成夹角，并且出口低于进口。这样可以设置空气流与等离子体流的相交的位置，使得增加空气与催化剂废料的接触效果。具体地，等离子体发生器管道127与水平面的夹角为α，空气输送管道126与水平面的夹角为β。α和β的取值可以为0～90°。优选地，α的取值为5～55°，β的取值为0～30°。

等离子体发生器管道127的中心线L2能够与竖直中心线L1相交于交点a，并且空气输送管道126的中心线L3能够与竖直中心线L1相交于交点b。为了保证熔融室120的正常高效的运行，优选地，交点a低于交点b。由此，空气能够直接输送至等离子体流区域，与有机物充分地反应，从而提高催化剂废料的熔融效果。

此外，等离子体发生器管道127的中心线L2与容纳部122的内壁相交于交点c，第一排渣管道124的进口的最高点为点d。为了保证熔融室120的正常高效的运行，优选地，交点c位于点d之上。由此，当熔渣达到溢流液位时，等离子体不会喷射至熔渣内，提高了等离子体的能量的利用效率。

可选地，等离子体发生器管道127和空气输送管道126可以根据固废处理装置100的预计处理能力成对地设置有多个。多对等离子体发生器管道127和空气输送管道126可以以熔融室120的几何中心呈环形阵列布置。图4中示出了等离子体发生器管道127和空气输送管道126设置有3对，并且以熔融室120的几何中心呈环形阵列布置，相邻的等离子体发生器管道127和空气输送管道126形成的夹角为60°。为了保证熔融室120的正常高效的运行，优选地，多个交点c可以均位于点d之上。

进一步地，空气输送管道126的所述另一端的侧壁设置有空气支管128，空气从空气支管128进入。空气输送管道126的所述另一端的端部设置有观火孔129，以便于火焰的观察。

由于催化剂废料的熔融过程是在容纳部122内进行的，因此，容纳部本体1221需要采用耐高温的耐温材料制成。耐温材料可以选择石墨或者氧化锆，从而容纳部本体1221具有较高的热反应性能，并且能够耐温1600℃。

固废处理装置100还包括燃烧器(未示出)。燃烧器设置于与预热室130连通的燃烧器管道131内，以在固废处理装置100启动和运行时对固废处理装置100提供热源。具体地，在固废处理装置启动时对整个固废处理装置进行预热，在后续运行过程中提供辅助热源。

具体地，燃烧器管道131能够与燃烧器连接，燃烧器的火焰(热源)能够从燃烧器管道131进入至第一通道P1，对预热室130和熔融室120进行预热，从而降低了等离子体加热装置121的驱动能量(电量)。第一通道P1能够达到的第二加热温度不低于600℃。预热室130可以设置有耐热的衬里，因而为了防止火焰烧坏预热室130的衬里，燃烧器的火焰不能过长。

优选地，如图6和图7所示，燃烧器管道131向下倾斜，并且出口低于进口。这样一方面燃烧器管道131的出口可以尽量靠近熔融室120，从而保证了熔融室120、第一通道P1的预热效果。另一方面燃烧器的火焰长度的选择范围可以更宽。燃烧器管道131与水平面的夹角为γ。γ的取值可以为15～55°，但不限于该角度范围。燃烧器管道131的中心线L4与预热室130的内壁相交于交点e，交点e位于容纳部122之上。特别地，交点e位于预热室130内。

返回参照图1，为了保证烟气在预热室130中有足够的反应滞留时间，第一通道P1的沿径向方向D的截面积大于容纳部122的沿径向方向D的截面积。也就是说烟气在第一通道P1内的流通面积大于在容纳部122内的流通面积。

如图8和图9所示，固废输送管道111水平设置。并且靠近固废接收室110的顶部，以在第二通道P2内形成固气流化床，而对催化剂废料进行预热。为了保证烟气在催化剂废料固废接收室110中的流速足够大，对通道采用缩口设置，使得第二通道P2的沿径向方向D的截面积小于第一通道P1的沿径向方向D的截面积。也就是说烟气在第二通道P2内的流通面积小于在第一通道P1内的流通面积。此外，通道采用缩口的设置还可以降低固废处理装置100的热损。

由于催化剂废料主要为颗粒状，本发明的进料方式可以采用螺旋进料，但不限于该方式。具体地，固废处理装置100还包括用于输送催化剂废料的螺旋进料器(未示出)。所述螺旋进料器通过固废输送管道111与所述固废接收室110连通。在一个实施方式中，螺旋进料器可以设置于固废输送管道111的外侧，固废输送管道111能够与螺旋进料器的出口连通，以连续地或间歇地向固废处理装置100内输送催化剂废料。在另一个实施方式中，螺旋进料器可以至少部分地设置于固废输送管道111内，并且螺旋进料器的出口输出的催化剂废料能够通过固废输送管道111连续地或间歇地向固废处理装置100内输送。

如图10所示，本发明的固废处理装置100还包括位于固废接收室110上方的的烟气管道140。烟气管道140包括与第一通道P1连通的第三通道P3，以使烟气能够从烟气管道140排出。

优选地，烟气管道140构造成弯形管道，并且第三通道P3构造成弯形通道，以防止催化剂废料被烟气夹带而脱离出固废接收室110。图中示出的烟气管道140为圆弧形管道，当然可以为直角形管道、椭圆弧形等其它弯形管道。

返回参照图1和图2，进一步地，固废接收室110、预热室130和熔融室120为独立构件，并且彼此可拆卸地连接。连接方式可以为法兰连接的方式，但不限于此方式，以便于对固废接收室110、预热室130和熔融室120进行维护和运输，降低装置的维护成本和运输成本。

进一步地，由于固废处理的温度较高，因此需要对固废处理装置100进行隔热处理。本发明的固废接收室110、预热室130和熔融室120分别地设置有耐热的衬里150。优选地，衬里150可以沿径向方向D设置有多个衬里150层，多个衬里150层由不同的衬里150材料制成。

具体的技术要求如下：

1.熔融室120的衬里150与预热室130的衬里150设置要求一致，衬里150的内壁能够耐温1600℃，衬里150的外壁的温度≤80℃。

2.固废接收室110的衬里150，衬里150的内壁能够耐温1200℃，衬里150的外壁的温度≤80℃。

3.烟气管道140的衬里150，衬里150的内壁能够耐温600℃，衬里150的外壁的温度≤80℃。

本发明的催化剂废料的一种情况下的处理过程如下：

1.启动燃烧器对固废处理装置100进行预热，经过一段时间后，容纳部122和第一通道P1的温度均达到约800℃。

2.开启空气支管128，向容纳部122输送空气。

3.启动等离子体发生器，经过一段时间后，容纳部122的温度达到1400℃(第一保持温度)。同时启动第一管道加热装置和第二管道加热装置，将第一排渣管道124长时间保持在1400℃，第二排渣管道125长时间保持在800℃(第二保持温度)。

4.开启螺旋进料器，缓慢的投入催化剂废料，并逐渐增加等离子体发生器的功率，将容纳部122的温度保持约1400℃。此时，催化剂废料在容纳部122处被熔融，形成的烟气向上流动，经由第一通道P1、第二通道P2和第三通道P3被排出。形成的液态的熔渣汇集至容纳部122。

5.在处理催化剂废料的同时，在线测量烟气管道140的出口处烟气含有的CO、CO₂和O₂的含量。并且通过调节空气支管128中空气的流量，使得CO和CO2的含量均＞0，O₂的含量几乎为0。

6.随着熔融过程的持续进行，容纳部122内的熔渣逐渐增加。当熔渣达到溢流液位时，液态的熔渣从第一排渣管道124中排出。此时还可以增加第二管道加热装置的功率，将第二排渣管道125温度加热至1400℃(第一保持温度)，使得第二排渣管道125处于开通状态，从而熔渣能够从第二排渣管道125中排出。熔渣排放一定时间后，熔渣达到最低液位，降低第二管道加热装置的功率，使得第二排渣管道125降温至800℃(第二保持温度)。此时第二排渣管道125中的熔渣固化堵塞管道，使得第二排渣管道125处于关闭状态，停止排渣。循环上述步骤，实现液态的熔渣的自主排放。

7.排出的熔渣可以直接排放至液体水中进行急冷处理。

8.催化剂废料处理完后，将第二排渣管道125温度加热至1400℃(第一保持温度)或维持在1400℃(第一保持温度)，使得第二排渣管道125处于开通状态，从而将容纳部122的所有熔渣从第二排渣管道125排放至装置外，进行急冷处理。同时，逐渐降低等离子体发生器的功率，以及燃气燃烧器中天然气的用量。并且适当的增加空气的输入量，直至温度降低至室温，关闭空气管道。

本发明提供的固废处理装置能够利用等离子体的高比热容、高导热率等性能使得固废的焚烧温度高，易于熔融至液态，以及易于有机物发生裂解。由于等离子体产生的高温环境，使得熔融过程较快，有机物的反应速率较快，分解得更彻底，分解效果更好。

固废处理装置由于采用双管道排渣的方式，使得能够实现熔渣的自主排渣，从而方便对排出的液体的熔渣进行集中处理。并且熔渣在熔融室120内的存储量能够保持在一定的范围内，由此，可以提高熔渣的熔融效率。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (13)

1.一种固废处理装置，其特征在于，包括：

固废接收室，所述固废接收室用于接收固废；以及

位于所述固废接收室的下方的熔融室，所述熔融室与所述固废接收室连通，所述熔融室包括：

等离子体加热装置，所述等离子体加热装置用于采用等离子体加热的方式对所述固废进行熔融处理形成裂解的气体和液态的熔渣；和

用于容纳所述熔渣的容纳部，所述了容纳部通过第一排渣管道和第二排渣管道与外界连通，以排出所述熔渣，

其中，所述熔渣在所述容纳部内具有溢流液位和最低液位，所述第一排渣管道的进口设置于所述溢流液位处，所述第二排渣管道的进口位于所述最低液位之下，并且所述第二排渣管道能够在开通状态和关闭状态之间转换，以使所述熔渣能够同时或分别地从所述第一排渣管道和所述第二排渣管道排出。

2.根据权利要求1所述的固废处理装置，其特征在于，所述熔融室还包括第一管道加热装置，以使所述第一排渣管道保持在第一保持温度。

3.根据权利要求2所述的固废处理装置，其特征在于，所述熔融室还包括第二管道加热装置，以使所述第二排渣管道从第二保持温度升温至所述第一保持温度或以上。

4.根据权利要求1所述的固废处理装置，其特征在于，所述熔融室还包括与所述容纳部连通的空气输送管道，以向所述容纳部提供空气。

5.根据权利要求4所述的固废处理装置，其特征在于，所述等离子体加热装置设置于与所述容纳部连通的等离子体发生器管道内，并且所述等离子体发生器管道的出口和所述空气输送管道的出口相对设置。

6.根据权利要求4所述的固废处理装置，其特征在于，所述等离子体发生器管道和所述空气输送管道均与水平面形成夹角，并且所述等离子体发生器管道的中心线与所述熔融室的竖直中心线的交点低于所述空气输送管道的中心线所述熔融室的竖直中心线的交点。

7.根据权利要求1所述的固废处理装置，其特征在于，所述固废处理装置还包括燃烧器和位于所述固废接收室和所述熔融室之间的预热室，所述预热室与所述固废接收室和所述熔融室连通，所述燃烧器设置于与所述预热室连通的燃烧器管道内，以在所述固废处理装置启动和运行时对所述固废处理装置提供热源。

8.根据权利要求7所述的固废处理装置，其特征在于，所述预热室和所述熔融室具有所述固废和所述气体通过的第一通道，所述固废接收室具有所述固废和所述气体通过的第二通道，以使所述气体向上流动而与所述固废进行换热。

9.根据权利要求8所述的固废处理装置，其特征在于，所述第一通道的沿径向方向的截面积大于所述容纳部的沿径向方向的截面积，并且/或者所述第二通道的沿径向方向的截面积小于所述第一通道的沿径向方向的截面积。

10.根据权利要求7所述的固废处理装置，其特征在于，所述固废接收室、所述预热室和所述熔融室为独立构件，并且彼此可拆卸地连接。

11.根据权利要求7所述的固废处理装置，其特征在于，所述固废接收室、所述预热室和所述熔融室分别地设置有耐热的衬里，所述衬里沿径向方向设置有多个衬里层，所述多个衬里层由不同的衬里材料制成。

12.根据权利要求1所述的固废处理装置，其特征在于，所述固废处理装置还包括用于输送所述固废的螺旋进料器，所述螺旋进料器通过固废输送管道与所述固废接收室连通。

13.根据权利要求1所述的固废处理装置，其特征在于，所述固废处理装置还包括位于所述固废接收室上方的烟气管道，所述烟气管道包括与所述固废接收室连通的第三通道，以使所述气体能够排出。