CN110527559A - 一种等离子体气化熔融尾矿环保处理炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种等离子体气化熔融尾矿环保处理炉，包括基架、炉体、等离子反应系统和冷却系统，所述基架上设置炉体，所述炉体包括上部分的熔炼腔和下部分的保温腔，所述熔炼腔的顶部设置等离子反应系统，所述炉体上部设置废气出管、底部设置熔液排放口，所述炉体外部设置冷却系统。本发明是一种空气等离子体气化熔融技术，以空气为载体，由电子激发产生等离子体，等离子体中心温T10000K（9700多度），金属和非金属物质瞬间被融化，气体回收利用，做到零排放。等离子体气化熔融工艺是新一代危废处理手段，是目前国际上技术含量最高、效果最为突出的危废处理方式。整个系统是全自动监控模式下进行，系统运行十分安全可靠。
Description
技术领域
本发明属于环保设备技术领域，具体涉及一种高效、节能、环保的等离子体气化熔融尾矿环保处理炉。
背景技术
随着环保监管越来越严厉，等离子体技术正式列入危险废物处理可选技术路线。
以往的矿物分选方法是采用浮选、沸腾炉、回转炉焙烧后用药物浸出有价金属，尾矿处理方法是建大型尾砂库进行堆填，土地占用面积大，在选矿过程中大量的药物残留在尾矿中，没有作任何处理，造成二次污染，危险废物处理不彻底，对环境造成一定的影响。将等离子加热到极高温度并被高度电离的气体，将电弧功率将转移到目标物上，高热量使工件熔化并被吹掉，快速高校的破坏物体固有组织形态，快速燃烧融化，因此，研发一种等离子体气化熔融尾矿环保处理炉，具有重要实用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便的等离子体气化熔融尾矿环保处理炉。
本发明的目的是这样实现的：包括基架、炉体、等离子反应系统和冷却系统，所述基架上设置炉体，所述炉体包括上部分的熔炼腔和下部分的保温腔，所述熔炼腔的顶部设置等离子反应系统，所述炉体上部设置废气出管、底部设置熔液排放口，所述炉体外部设置冷却系统。
本发明是一种空气等离子体气化熔融技术，是新一代危废物处理技术，以空气为载体，由电子激发产生等离子体，等离子体中心温T10000K（9700多度），金属和非金属物质瞬间被融化，等离子体气化熔融固废处理技术，控制好温度，无机物可回收利用，药物氧化焚毁率可达99.99%，气体回收利用，做到零排放。等离子体气化熔融工艺是新一代危废处理手段，是目前国际上技术含量最高、效果最为突出的危废处理方式。等离子加热能耗成本是燃煤、燃油、燃气的15%-20%，因为它是用电来激发空气中的大量化学活性粒子，如原子（C、H、O）原子团（HO、H2、O2），离子（O2-、H-2、OH-、O-、H+）电子等，由空气中的粒子裂解产生能量，有关实验证明，等离子体能量高达250MW/l立方米，能量密度105W /cm,故用电量很少，做到真正的节能。本发明结构利用空气流将处理目标物从给料斗吹下，混合并在由等离子体喷咀处进行等离子反应，在集热管内充分反应、燃烧、融化，燃烧熔解物直流如下方的坩埚内，由坩埚钳上的保温线圈进行加热保温，使熔解物顺利流出，燃烧废气从锥形盖排除处理，炉体外壁上的冷水系统进行持续冷却，整个系统是全自动监控模式下进行，系统运行十分安全可靠。
附图说明
图1为本发明结构意图；
图2为图1中A部分放大示意图；
图中：1-气流喷咀，2-等离子生发咀，3-扩散咀座，4-给料斗，5-安装板，6-紧固螺钉，7-等离子体，8-废气处理物，9-集热管，10-水冷盖，11-基座，12-废气，13-废气出管，14-冷却水出水接头，15-密封缸套层，16-冷却外壳，17-保温隔热层，18-坩埚，19-加热线圈，20-电源，21-冷却水进水接头，22-废弃物熔体，23-排放口，24-锥形盖，a-熔炼腔，b-保温腔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不得以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
如图1~2所示，本发明包括基架11、炉体、等离子反应系统和冷却系统，所述基架11上设置炉体，所述炉体包括上部分的熔炼腔a和下部分的保温腔b，所述熔炼腔a的顶部设置等离子反应系统，所述炉体上部设置废气出管13、底部设置熔液排放口，所述炉体外部设置冷却系统。
所述等离子反应系统包括气流喷咀1、等离子生发咀2、扩散咀座3、给料斗4、安装板5和集热管9，所述安装板5上设置扩散咀座3且两者构成中间通孔的法兰结构，所述扩散咀座3上设置扩散咀，所述扩散咀处设置等离子生发咀2，所述法兰结构的中间通孔与给料斗4的下料出口段内外镶嵌配合，所述给料斗4上设置气流喷咀；所述安装板5的下面设置集热管9，所述集热管9、给料斗4及气流喷咀1三者的轴心在同一竖直线上。气流喷咀喷射压缩空气，空气压力0.6Mpa，利用高压气流与给料斗配合形成空气射流把物料射入炉腔，射入空气经过高温区时部分被裂解燃烧，加速物料气化或溶解。
由于等离子体T10000K的高温焰只是从集热管壁刷过，没有正对集热管，因此集热管选用耐T3000K左右高温材料制成即可。
所述炉体包括密封缸套层15及其内壁上设置的保温隔热层17，所述炉体上半部分的熔炼腔a为圆筒状的，熔炼腔a的顶部设置锥形盖24，锥形盖24的顶设置通孔与等离子反应系统的集热管9的外壁无缝连接，所述锥形盖24上还设置废气出管13，下半部份的保温腔b为漏斗状，所述保温腔b内沿内壁设置形状相适应的坩埚18，所述坩埚18外壁上环绕设置加热线圈19，所述坩埚18下部设置排放口23。加热线圈对坩埚持续进行供热，坩埚内的尾矿废物熔融后保持保持熔体的流动性，能够顺利排出。
所述冷却系统包括冷却外壳16和水冷盖10，所述水冷盖10设置为锥形与炉体的锥形盖相匹配，所述水冷盖10顶部连接等离子反应系统的安装板5，所述冷水盖10上设置冷却水出水接头14，冷却外壳16内壁与密封缸套层外壁保持等间隙，所述冷却外壳16的下部设置冷却水进水接头21。冷区系统下部进水，上部出水，使冷水进入后在冷却外壳与密封缸套之间后能充分混合并进行充分吸热。
所述扩散咀座3为圆环状柱形座，扩散咀座3上沿圆周方向均匀设置6个扩散咀。扩散咀座设计成圆环状，其上扩散咀内安装的等离子生发咀数量上的选择可以根据实际需要，即需要气化还是熔解，还有处理物的摄入密度进行。
所述集热管9中部为从上到下渐缩的锥形管，集热管9上部直径大于下部直径。具有逐渐集热的功能，使其内热量更集中，对废弃物的等离子熔解更充分。
所述保温隔热层17设置为高铝耐火砖。
本发明是一种空气等离子体气化熔融技术，是新一代危废物处理技术，以空气为载体，由电子激发产生等离子体，等离子体中心温T10000K（9700多度），金属和非金属物质瞬间被融化，等离子体气化熔融固废处理技术，控制好温度，无机物可回收利用，药物氧化焚毁率可达99.99%，气体回收利用，做到零排放。本发明结构利用空气流将处理目标物从给料斗吹下，混合并在由等离子体喷咀处进行等离子反应，在集热管内充分反应、燃烧、融化，燃烧熔解物直流如下方的坩埚内，由坩埚钳上的保温线圈进行加热保温，使熔解物顺利流出，燃烧废气从锥形盖排除处理，炉体外壁上的冷水系统进行持续冷却，系统运行十分安全可靠，本发明结构设计合理，顶部的等离子反应系统使用倒灌式充入空气流和废气尾矿，产生的热能能够集中于集热管内，使尾矿熔融反应能够更加充分，集热管反应后熔融物直接落到正下方的坩埚内，进行持续保温并输出，而产生的废气则从集热管下口排出后自由向上流动排出，继续进行净化处理，本结构布局合理，工艺流程连贯，不需要多余的能量输入，且产生的热能能够通过冷却水排出继续进行利用。本发明具有极高的利用和推广意义，对尾矿的处理高效，对环境的规划保护具有重要价值。
Claims (7)
1.一种等离子体气化熔融尾矿环保处理炉，其特征是：包括基架（11）、炉体、等离子反应系统和冷却系统，所述基架（11）上设置炉体，所述炉体包括上部分的熔炼腔（a）和下部分的保温腔（b），所述熔炼腔（a）的顶部设置等离子反应系统，所述炉体上部设置废气出管（13）、底部设置熔液排放口，所述炉体外部设置冷却系统。
2.根据权利要求1所述的等离子体气化熔融尾矿环保处理炉，其特征是：所述等离子反应系统包括气流喷咀（1）、等离子生发咀（2）、扩散咀座（3）、给料斗（4）、安装板（5）和集热管（9），所述安装板（5）上设置扩散咀座（3）且两者构成中间通孔的法兰结构，所述扩散咀座（3）上设置扩散咀，所述扩散咀处设置等离子生发咀（2），所述法兰结构的中间通孔与给料斗（4）的下料出口段内外镶嵌配合，所述给料斗（4）上设置气流喷咀；所述安装板（5）的下面设置集热管（9），所述集热管（9）、给料斗（4）及气流喷咀（1）三者的轴心在同一竖直线上。
3.根据权利要求1或2所述的等离子体气化熔融尾矿环保处理炉，其特征是：所述炉体包括密封缸套层（15）及其内壁上设置的保温隔热层（17），所述炉体上半部分的熔炼腔（a）为圆筒状的，熔炼腔（a）的顶部设置锥形盖（24），锥形盖（24）的顶设置通孔与等离子反应系统的集热管（9）的外壁无缝连接，所述锥形盖（24）上还设置废气出管（13），下半部份的保温腔（b）为漏斗状，所述保温腔（b）内沿内壁设置形状相适应的坩埚（18），所述坩埚（18）外壁上环绕设置加热线圈（19），所述坩埚（18）下部设置排放口（23）。
4.根据权利要求1或2所述的等离子体气化熔融尾矿环保处理炉，其特征是：所述冷却系统包括冷却外壳（16）和水冷盖（10），所述水冷盖（10）设置为锥形与炉体的锥形盖相匹配，所述水冷盖（10）顶部连接等离子反应系统的安装板（5），所述冷水盖（10）上设置冷却水出水接头（14），冷却外壳（16）内壁与密封缸套层外壁保持等间隙，所述冷却外壳（16）的下部设置冷却水进水接头（21）。
5.根据权利要求2所述的等离子体气化熔融尾矿环保处理炉，其特征是：所述扩散咀座（3）为圆环状柱形座，扩散咀座（3）上沿圆周方向均匀设置6个扩散咀。
6.根据权利要求5所述的等离子体气化熔融尾矿环保处理炉，其特征是：所述集热管（9）中部为从上到下渐缩的锥形管，集热管（9）上部直径大于下部直径。
7.根据权利要求3所述的等离子体气化熔融尾矿环保处理炉，其特征是：所述保温隔热层（17）设置为高铝耐火砖。
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