CN111102834A - 电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，包括一个反应室，它设有底、侧壁和盖、投料器和引出熔液设备，位于反应器的棒状电极按照相对反应室的纵轴成5‑7°倾斜角安装，且分布在距纵轴相同的距离上，彼此成等角度分布，保证了在熔液中的电极终端产生均匀的锥状耗损。本发明的反应室内安装了多个倾斜式电极，且加大了反应室的空间，多个电极对反应室内的固废颗粒，进行均匀加热、融化，提高了产出，此外对溶液和出渣口进行补充加热，可以连续或者周期性的倒出一定剂量的溶液流实施进一步的加工，就可制造出岩棉以及利用它制作出各种耐火材料。
Description
技术领域
本发明属于电热熔融领域，可用于熔化矿石材料和在凝聚态的状态下进行化学反应，特别是用于垃圾发电厂飞灰、炉渣、化工及其他有机或无机废料熔炼，以生产绝热材料，具体的说是电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器。
背景技术
现有的等离子熔化炉的反应器的缺点为：
1、炉体较小、能耗大、一次只能融化二三百斤的固废颗粒，工作效率低。
2、没有加热功能，所以不能对溶液和出渣口进行补充加热。从而保障不了溶液流出的稳定性和一定的流动性，无法提高纤维状绝热材料的质量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种结构简单，能耗低、产量高的，且能够持续对溶液和出渣口进行补充加热，从而得到高质量的纤维状材料的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案实现的：电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，包括一个反应室，它设有底、侧壁和盖、投料器和引出熔液设备，所述的反应室为圆柱体，其内部设置有两个或两个以上的棒状电极，所述棒状电极通过座架与盖连通固定，所述座架安装在盖的上表面；反应室的外部围绕有闭合状的磁轭电磁铁，它设有与电极个数相同，且对称分布的磁极接头，其上布置着串联线圈，通电流后可产生横向磁场，每个线圈的一端都与相应的电极相联，而另一端与电源相联，位于反应器的棒状电极按照相对反应室的纵轴成5-7°倾斜角安装，且分布在距纵轴相同的距离上，彼此成等角度分布，保证了在熔液中的电极终端产生均匀的锥状耗损；它们的电源是一个三项可调节的可控硅电源，在通电状态下工作。
前述的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，其特征在于：所述反应室内装有一个棒状的辅助电极，沿着纵轴立在反应室的中心，它的位置能够上下移动，既能够将它提起或者放下，当把它放下时引出熔液设备上的空洞被封闭，这时将对熔液补充加热。
前述的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，其特征在于：引出熔液的设备被安装在反应室底部的中心位置上，它是由安装在座架上的熔液导出口构成的；熔液导出口设置有水冷却的外壳，并用压板固定；通过改变流过附加棒状电极与熔液导流口之间熔液中电流的大小，就能调控由附加电源、和导流口构成的电路中的电流，从而调控导流口和从其中流出的熔液流的加热温度。因此可以借助附加的直流电源，调节从导流口出来的熔液流的稳定流动性。
前述的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，其特征在于：所述座架是由电极石墨制作而成的，导流口是由渗硅的致密石墨做成的。此外，座架和导流口上还涂有一层含有耐物和耐火成分的二氧化锆。
前述的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，其特征在于：所述反应室的底上装有由铬镁耐火砖砌成的内衬，由反应器内壁向底的中心倾斜。
本发明的多边形反应室内安装了多个倾斜式电极，且加大了反应室的空间，多个电极对反应室内的固废颗粒，进行均匀加热、融化，提高了产出，此外对溶液和出渣口进行补充加热，可以连续或者周期性的倒出一定剂量的溶液流实施进一步的加工，就可制造出岩棉以及利用它制作出各种绝热材料。
附图说明
图1为本发明的俯视图。
图2为本发明的侧视图。
1、反应室，2、底，3、侧壁，4、盖，5、投料器，6、引出熔液设备，7、棒状电极，8、磁轭电磁铁，9、磁极接头，10、串联线圈，11、电源，12、辅助电极，13、熔液导出口，14、水冷却的外壳，15、压板，16、座架，17、内衬。
具体实施方式
下面结合附图说明，对本发明做进一的阐述。
图1-图2为本发明的优选方式，其显示了电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，包括一个反应室，它设有底、侧壁和盖、投料器和引出熔液设备，所述的反应室为圆柱体，其内部设置有两个或两个以上的棒状电极，所述棒状电极通过座架与盖连通固定，所述座架安装在盖的上表面；反应室的外部围绕有闭合状的磁轭电磁铁，它设有与电极个数相同，且对称分布的磁极接头，其上布置着串联线圈，通电流后可产生横向磁场，每个线圈的一端都与相应的电极相联，而另一端与电源相联，位于反应器的棒状电极按照相对反应室的纵轴成5-7°倾斜角安装，且分布在距纵轴相同的距离上，彼此成等角度分布，保证了在熔液中的电极终端产生均匀的锥状耗损；它们的电源是一个三项可调节的可控硅电源，在通电状态下工作。
前述的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，其特征在于：所述反应室内装有一个棒状的辅助电极，沿着纵轴立在反应室的中心，它的位置能够上下移动，既能够将它提起或者放下，当把它放下时引出熔液设备上的空洞被封闭，这时将对熔液补充加热。
前述的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，其特征在于：引出熔液的设备被安装在反应室底部的中心位置上，它是由安装在座架上的熔液导出口构成的；熔液导出口设置有水冷却的外壳，并用压板固定；通过改变流过附加棒状电极与熔液导流口之间熔液中电流的大小，就能调控由附加电源、和导流口构成的电路中的电流，从而调控导流口和从其中流出的熔液流的加热温度。因此可以借助附加的直流电源，调节从导流口出来的熔液流的稳定流动性。
前述的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，其特征在于：所述座架是由电极石墨制作而成的，导流口是由渗硅的致密石墨做成的。此外，座架和导流口上还涂有一层含有耐物和耐火成分的二氧化锆。
前述的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，其特征在于：所述反应室的底部的上方装有由铬镁耐火砖砌成的内衬，由反应器内壁向底的中心倾斜。
前述的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，其特征在于：反应室的侧壁用非磁性材料或不锈钢板制成，并且外壁设有绝缘的水冷却外壳；调控总集水箱上的阀门，分别由软管从下面注入冷却水；反应室的底和盖上各有两个进水管和一个出水管。
本发明工作是按照如下步骤进行的：
通过投料口的管道向反应室投入被物碎的物料---粉状或颗料的物料。首先在反应室中心部分的物料颗粒表面层之间造成了一个由凝散状的导电材料小颗粒构成的平面层。例如使用能够接通3个或6个棒状电极的石墨粉。然后接通能够被调控的三项可控硅电源这时传导电流穿过石墨层，将其加热。并把电流产生的热传递给与石墨层相接连的物料本体，最终反应室中形成了工作熔池。
为了从反应室里导出熔液，需要抬起附加的固定棒状电极，打开导流口上的孔洞,当溶液的流动性足以保障从导流口流出的溶流能自由流动时，附加的固定棒状电极应停在反应室内溶液里的稍微抬起的位置上。如果熔液流不能从导流口自由的流出，那时附加的固定棒状电极就应放下来，将导流口的中心孔洞封上。由主电源继续对溶池加热。
如果在从反应室倒处溶液的过程中，从导流口流出的熔液流改变了直径，或者成断续的状态时，就应当启动附加的固定电源这时开始在有附加的固定电极、溶液和导流口构成的电路中有电流通过，对溶液和导流口进行补充加热。因而，从安装在倒出反应室溶液设备上的导流孔流出的熔液流温度、流动性和粘滞性都会增加。
实验工作表明；只有熔流的正常温度等于1400到1500°时熔流才能稳定地流出，在装有导流口的水冷套座架上设置了高温计和热电偶，用以确定熔流温度；当熔流的流出达到稳定状态时，辅助电源应当关闭；空载电压是140伏，电流值可从零开始一直调到300安培。在反应室内溶液收集的平均时间长为10到15分钟，导流口的直径为8到13毫米，倒出溶液的时间是5-15分钟；每次可以导出熔液600到900公斤。
Claims (7)
1.电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，包括一个反应室，它设有底、侧壁和盖、投料器和引出熔液设备，所述的反应室为圆柱体，其内部设置有两个或两个以上的棒状电极，所述棒状电极通过座架与盖连通固定，所述座架安装在盖的上表面；反应室的外部围绕有闭合状的磁轭电磁铁，它设有与电极个数相同，且对称分布的磁极接头，其上布置着串联线圈，通电流后可产生横向磁场，每个线圈的一端都与相应的电极相联，而另一端与电源相联，位于反应器的棒状电极按照相对反应室的纵轴成5-7°倾斜角安装，且分布在距纵轴相同的距离上，彼此成等角度分布，保证了在熔液中的电极终端产生均匀的锥状耗损；它们的电源是一个三项可调节的可控硅电源，在通电状态下工作。
2.根据权利要求1所述的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，其特征在于：所述反应室内装有一个棒状的辅助电极，沿着纵轴立在反应室的中心，它的位置能够上下移动，既能够将它提起或者放下，当把它放下时引出熔液设备上的空洞被封闭，这时将对熔液补充加热。
3.根据权利要求1所述的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，其特征在于：引出熔液的设备被安装在反应室底部的中心位置上，它是由安装在座架上的熔液导出口构成的；熔液导出口设置有水冷却的外壳，并用压板固定；通过改变流过附加棒状电极与熔液导流口之间熔液中电流的大小，就能调控由附加电源、和导流口构成的电路中的电流，从而调控导流口和从其中流出的熔液流的加热温度
根据权利要求3所述的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，其特征在于：所述座架是由电极石墨制作而成的，导流口是由渗硅的致密石墨做成的。
4.此外，座架和导流口上还涂有一层含有耐物和耐火成分的二氧化锆。
5.根据权利要求1所述的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，其特征在于：所述反应室的底上装有由铬镁耐火砖砌成的内衬，由反应器内壁向底的中心倾斜。
6.根据权利要求1所述的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，其特征在于：反应室的侧壁用非磁性材料不锈钢板制成，并且外壁设有绝缘的水冷却外壳；调控总集水箱上的阀门，分别由软管从下面注入冷却水；反应室的底和盖上各有两个进水管和一个出水管。
7.根据权利要求1至6任意所述的电极倾斜式的圆柱体电磁等离子熔融反应器，其特征在于：熔流的温度1400到1500°时熔流才能稳定地流出；空载电压是140伏，电流值0-300安培；在反应室内溶液收集的平均时间长为10到15分钟，导流口的直径为10到11毫米，倒出溶液的时间是4-5分钟；每次可以导出熔液600到900公斤。
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