CN111288457A - 一种具有进料装置的等离子体炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有进料装置的等离子体炉，涉及等离子体处理危废应用设备技术领域，解决了现有技术中炉盖进料存在的检修不便和密封性的问题，该具有进料装置的等离子体炉包括炉体、炉盖和物料输送设备；所述炉体的炉壁开设有贯通的进料窗口，所述物料输送设备与所述炉体的外壁密封连接，所述物料输送设备能向所述进料窗口输送物料。本发明与现有技术相比，能够解决炉盖进料存在的检修不便和密封性问题，具有检修方便和密封性较好的优点。

Description

一种具有进料装置的等离子体炉

技术领域

本发明涉及等离子体处理危废应用设备技术领域，具体的说，是一种具有进料装置的等离子体炉。

背景技术

危险废物也称有害固体废物，是指除放射性废物以外，具有毒性、反应性、腐蚀性、传染性的废物。按照我国的相关法规规定，危险废物一共有46类479种，其成分复杂，其污染具有潜在性和滞后性，对人类和环境构成严重威胁。等离子体处理废物技术，最早是应用于生化武器、剧毒危险废物的处理，用于处置毒性较高、化学性质稳定，并能长期存在于环境中的危险废物，特别适宜处置垃圾焚烧后的飞灰、粉碎后的电子垃圾、液态或气态有毒危险废弃物等。

国家危险废物名录(2016版)明确规定，危险废物等离子体、高温熔融等处置过程产生的非玻璃态物质不属于危险废物；欧盟废物名录明确规定危险废物处置后所产生的玻璃态残渣是一般固体废物；美国EPA出台危险废物玻璃化工程技术手册用于指导并鼓励危险废物玻璃化处置技术的应用和推广。等离子体技术是目前发达国家公认处理废物最好的技术。

在我国，随着国家对环保日益重视和广大民众对环保的呼声日益增强，我国在应用研究方面在近几年逐步兴起，已有一批单位开始研发等离子体处理废物技术，并逐渐尝试商业化应用。

在目前的等离子体炉的设计中，进料基本以人工从炉顶部的炉盖完成加料，少部分的以机械进料的进料系统通常都设计为从炉顶部的炉盖进料，从顶部炉盖进料的问题有如下：(1)因为炉盖经常要拆开以便进入炉膛检修，在拆除炉盖过程中，炉盖相关的连接也需要拆开，耗费大量的人力和时间，给检修带来不便；(2)等离子体炉是处理的危险废物，因而要求设备密封性能较严格，等离子体炉在运行过程中，为了将炉内的物料倒出炉外，会对炉体进行翻转倾倒，炉盖也会跟随炉体一起转动，同时也会受到高温侵蚀，顶部进料和炉盖之间的密封性难以实现，容易造成炉内高温烟气漏出炉外。(3)等离子体炉在运行过程中，会产生1300℃以上高温，对顶部的进料管线会产生高温辐射，对进料管的材质和寿命有很大影响。

发明内容

本发明的目的在于设计出一种具有进料装置的等离子体炉，能够解决炉盖进料存在的检修不便和密封性问题，具有检修方便和密封性较好的优点。

本发明通过下述技术方案实现：

一种具有进料装置的等离子体炉，包括炉体、炉盖和物料输送设备；

所述炉体的炉壁开设有贯通的进料窗口，所述物料输送设备与所述炉体的外壁密封连接，所述物料输送设备能向所述进料窗口输送物料。

采用上述设置结构时，在炉体的外壁，既侧壁处开设出进料窗口作为物料输送装置的连接口，将物料输送设备固定连接在炉体的进料窗口处，能够避免在炉盖处进料导致的检修不便和密封性问题，检修时不需要拆掉物料输送设备，同时也不受高温侵蚀，物料输送设备与炉体的密封可靠性较好。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述物料输送设备包括螺旋式输送机，所述螺旋式输送机包括电机、输送管和螺旋输送叶片，所述输送管的出料端密封连接所述炉体，所述输送管的出料口连通所述进料窗口，所述螺旋输送叶片活动安装于所述输送管内，所述螺旋输送叶片与所述电机连接。

采用上述设置结构时，螺旋式输送机运行时能连贯地输送物料，且叶片能够起到一定的隔离气流的功能，避免高温气流无障碍地传递到输送管的远端，降低高温对输送管寿命的影响。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述具有进料装置的等离子体炉还包括陶瓷管，所述陶瓷管安装于所述进料窗口内，所述陶瓷管的内径与所述输送管的内径相等，所述陶瓷管的进料口与所述输送管的出料口对接，所述螺旋输送叶片末端伸入所述陶瓷管内。

采用上述设置结构时，进料窗口位于炉体外壁和内壁之间，陶瓷管可耐受高温，将进入炉体内部的管道由传统的螺旋式输送机的金属材质的输送管替换为陶瓷材质的输送管，可以使该部分耐受更高的温度侵蚀，提高整体的使用寿命。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述陶瓷管的出料口不超出所述炉体的炉膛内壁。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述螺旋输送叶片的末端不超出所述炉体的炉膛内壁。

采用上述设置结构时，螺旋输送叶片的末端离炉膛内壁具有一段距离，在输送料过程中，该段距离内的原料不会直接进入炉膛，会暂时停留堆积在这个空间内，这部分的物料可以隔离炉膛内1300℃以上高温辐射，保护物料输送设备。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述螺旋输送叶片的末端与所述炉体的炉膛壁具有150-300mm的间距。

采用上述设置结构时，因为炉膛内的温度为基本维持在1300℃以上，那么至少需要150mm厚的物料作为最基本的绝热保温的物料层，如果小于150mm，那么高温会传导到后面的设备上并损坏设备。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述物料输送设备还包括星型给料器，所述星型给料器的出料口连接所述输送管的进料口。

采用上述设置结构时，星型给料器起到均匀给料的作用，能防止螺旋式输送机因进料量大而卡死，且有一定的隔离高温气流的功能。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述星型给料器的进料口连接原料仓。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述输送管的管壁开设有至少一个进气孔，所述进气孔连接冷却气体气源。

采用上述设置结构时，在输送管的管壁开设进气孔，运行时，可向进气孔内通入用于冷却的空气或者氮气，冷却气体进入输送管内对其中的物料进行降温，同时冷却气体会随着物料前进并最终进入炉膛，可起到隔离炉膛内高温气体的作用。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述进气孔临近所述输送管的出料口设置。

采用上述设置结构时，临近输送管的出料口设置具有更佳的冷却和隔离高温气体的作用。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述输送管外壁套设有冷却密封环，所述冷却密封环具有环形的内部流道，所述冷却密封环具有与所述内部流道连通的一个进气口和至少两个排气口，所述冷却密封环的排气口与所述输送管的进气孔连通，所述冷却密封环的进气口连接所述冷却气体气源。

采用上述设置结构时，冷却密封环的设置可以使冷却气体更佳均匀地从所有的排气口排出。

本发明具有以下优点及有益效果：

本发明中，在炉体的外壁，既侧壁处开设出进料窗口作为物料输送装置的连接口，将物料输送设备固定连接在炉体的进料窗口处，能够避免在炉盖处进料导致的检修不便和密封性问题，检修时不需要拆掉物料输送设备，同时也不受高温侵蚀，物料输送设备与炉体的密封可靠性较好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是具有进料装置的等离子体炉的结构示意图；

图2是冷却密封环侧面开设排气口的结构示意图；

图中标记为：

1、炉体；2、炉盖；31、电机；32、输送管；33、螺旋输送叶片；4、陶瓷管；5、星型给料器；6、原料仓；7、冷却密封环。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

一种具有进料装置的等离子体炉，能够解决炉盖进料存在的检修不便和密封性问题，具有检修方便和密封性较好的优点，如图1、图2所示，特别设置成下述结构：

基本的，包括炉体1、炉盖2和配套的物料输送设备；炉盖2设置于炉体1的顶部。在炉体1的炉壁开设有贯通的进料窗口，进料窗口将炉体1外和炉膛连通起来，物料输送设备能将物料经进料窗口送入炉膛内，物料输送设备与炉体1的外壁需要密封连接。物料输送设备可以使皮带输送机，但本实施例中，物料输送设备优选为螺旋式输送机，因为螺旋式输送机的叶片能够带来隔离气流的效果。该螺旋式输送机包括电机31、输送管32和螺旋输送叶片33，输送管32为具有进料端和出料端的直圆管，输送管32的进料端具有进料口，输送管32的出料端具有出料口，为了能与炉体1连接，在输送管32的出料口处焊接固定有一法兰盘，该法兰盘与炉体1的外壁法兰连接，在法兰盘与炉体1之间设置有密封件，连接后，该输送管32最好水平设置且与进料窗口的轴线同轴。螺旋输送叶片33活动安装于输送管32内，螺旋输送叶片33与电机31连接，输送管32的出料口连通进料窗口以使物料能被运行的螺旋输送叶片33送入炉膛内。

在炉体1的外壁，既侧壁处开设出进料窗口作为物料输送装置的连接口，将物料输送设备固定连接在炉体1的进料窗口处，能够避免在炉盖2处进料导致的检修不便和密封性问题，检修时不需要拆掉物料输送设备，同时也不受高温侵蚀，物料输送设备与炉体1的密封可靠性较好。螺旋式输送机运行时能连贯地输送物料，且叶片能够起到一定的隔离气流的功能，避免高温气流无障碍地传递到输送管32的远端，降低高温对输送管32寿命的影响。

作为本实施例中采用螺旋式输送机的优选方案，该具有进料装置的等离子体炉还包括一段陶瓷管4，该陶瓷管4同样为直圆管，且该陶瓷管4的内径与输送管32的内径一致，陶瓷管4安装于进料窗口内，陶瓷管4的进料口与输送管32的出料口密封对接在一起，可采用焊接的方式实现密封对接。其中，螺旋输送叶片33末端伸入到陶瓷管4内但不伸出陶瓷管4。进料窗口位于炉体1外壁和内壁之间，陶瓷管4可耐受高温，将进入炉体1内部的管道由传统的螺旋式输送机的金属材质的输送管替换为陶瓷材质的输送管，可以使该部分耐受更高的温度侵蚀，提高整体的使用寿命。

陶瓷管4的出料口一般不超出炉体1的炉膛内壁，最好陶瓷管4的出料口与炉体1的炉膛内壁平齐，让螺旋输送叶片33的末端不超出炉体1的炉膛内壁，这样，螺旋输送叶片33的末端离炉膛内壁就具有一段距离，在输送物料的过程中，该段距离内的物料不会直接被送入炉膛，而是会在后方物料的持续挤压下进入炉膛，那么该距离内的物料会暂时停留堆积在这个空间内，这部分的物料可以有效隔离炉膛内1300℃以上的高温辐射，保护物料输送设备。因为炉膛内的温度为基本维持在1300℃以上，根据炉膛内的温度以及生产经验得出，至少需要150mm厚的物料作为最基本的绝热保温的物料层，那么螺旋输送叶片33的末端与炉体1的炉膛壁最小需要具有150mm的间距，且该间距可在150-300mm之间，如果小于150mm，那么高温会传导到后面的设备上并损坏设备。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：

该物料输送设备还包括星型给料器5，星型给料器5整体设置在螺旋式输送机的上方位置，星型给料器5的出料口连接输送管32的进料口，星型给料器5起到均匀给料的作用，能防止螺旋式输送机因进料量大而卡死，且有一定的隔离高温气流的功能。同时，星型给料器5的上方位置还设置有原料仓6，星型给料器5的进料口连接原料仓6，该连接关系可为固定连接也可为活动连接。

实施例3：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：

在输送管32的管壁开设有至少一个进气孔，进气孔通过管道连接有冷却气体气源，比如每个进气孔均连接一根气管，每个进气孔分别通过单独的气管连接至冷却气体气源或通过总管连接至冷却气体气源。

输送管32的进气孔最好是开设在临近输送管32的出料口的位置，以便冷却气体能直接有效地作用在高温区域。在输送管32的管壁开设进气孔，运行时，可向进气孔内通入用于冷却的空气或者氮气，冷却气体进入输送管32内对其中的物料进行降温，同时冷却气体会随着物料前进并最终进入炉膛，可起到隔离炉膛内高温气体的作用，临近输送管32的出料口设置具有更佳的冷却和隔离高温气体的作用。

作为本实施例输送冷却气体的优选方案，在输送管32外壁套设一个冷却密封环7，该冷却密封环7整体为圆环形，且具有环形的内部流道，冷却密封环7的内环面或侧面开设有与内部流道连通的至少两个排气口，冷却密封环7的外环面开设有一个进气口，进气口通过气管连接至冷却气体气源，至少两个排气口均匀地沿冷却密封环7的开设面分布。

当排气口开设于冷却密封环7的内环面处，冷却密封环7可直接焊接固定在输送管32的外壁处，同时冷却密封环7的排气口可以与输送管32的进气孔直接对接连通。当排气口开设于冷却密封环7的侧面，则冷却密封环7可直接焊接固定在输送管32的外壁处，冷却密封环7的排气口与输送管32的进气孔通过对接的气管一一连通，冷却密封环7的设置可以使冷却气体更佳均匀地从所有的排气口排出。

等离子体炉进料过程描述为：当物料被送到原料仓6后，在原料仓6内储存，如果需要进料，星型给料器5和螺旋式输送机同时启动，物料通过星型给料器5均匀地通过螺旋式输送机进料口送到螺旋式输送机的输送管32内，再由螺旋输送叶片33将物料送到等离子体炉炉体1的炉膛内，物料在离炉膛内壁150-300mm时，脱离螺旋输送叶片33的直接推送，堆积在陶瓷管4内，由于后来送过来的物料推挤作用，在前的物料被推落入炉膛，在螺旋式输送机和炉膛内壁之间，始终有150-300mm厚的物料没有落入炉中，这段物料可以起到隔离炉内高温辐射，保护螺旋式输送机的作用。在等离子体炉的炉体1外壁，装有一个冷却密封环7，在运行期间通有空气或氮气，冷却气体通过冷却密封环7上的排气口进入输送管32内，并随物料一起流入炉内，起到冷却作用，并防止炉内高温气体返入螺旋式输送机。等离子体炉的进料接口设计在炉体1的侧面，而不是通常的炉盖2上，这样避免了炉膛检修过程中拆卸炉盖2时的不便，同时也保护了进料管线不受高温侵蚀。在炉体1的进料窗口内用一段陶瓷管4替代螺输式送机的金属输送管32，相对于金属，陶瓷管可以耐更高的温度，且价格更加便宜，因而可延长螺旋输送机使用寿命。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有进料装置的等离子体炉，其特征在于：包括炉体(1)、炉盖(2)和物料输送设备；

所述炉体(1)的炉壁开设有贯通的进料窗口，所述物料输送设备与所述炉体(1)的外壁密封连接，所述物料输送设备能向所述进料窗口输送物料。

2.根据权利要求1所述的一种具有进料装置的等离子体炉，其特征在于：所述物料输送设备包括螺旋式输送机，所述螺旋式输送机包括电机(31)、输送管(32)和螺旋输送叶片(33)，所述输送管(32)的出料端密封连接所述炉体(1)，所述输送管(32)的出料口连通所述进料窗口，所述螺旋输送叶片(33)活动安装于所述输送管(32)内，所述螺旋输送叶片(33)与所述电机(31)连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有进料装置的等离子体炉，其特征在于：还包括陶瓷管(4)，所述陶瓷管(4)安装于所述进料窗口内，所述陶瓷管(4)的内径与所述输送管(32)的内径相等，所述陶瓷管(4)的进料口与所述输送管(32)的出料口对接，所述螺旋输送叶片(33)末端伸入所述陶瓷管(4)内。

4.根据权利要求3所述的一种具有进料装置的等离子体炉，其特征在于：所述陶瓷管(4)的出料口不超出所述炉体(1)的炉膛内壁。

5.根据权利要求4所述的一种具有进料装置的等离子体炉，其特征在于：所述螺旋输送叶片(33)的末端不超出所述炉体(1)的炉膛内壁。

6.根据权利要求5所述的一种具有进料装置的等离子体炉，其特征在于：所述螺旋输送叶片(33)的末端与所述炉体(1)的炉膛壁具有150-300mm的间距。

7.根据权利要求2-6任一项所述的一种具有进料装置的等离子体炉，其特征在于：所述物料输送设备还包括星型给料器(5)，所述星型给料器(5)的出料口连接所述输送管(32)的进料口。

8.根据权利要求7所述的一种具有进料装置的等离子体炉，其特征在于：所述星型给料器(5)的进料口连接原料仓(6)。

9.根据权利要求2-6任一项所述的一种具有进料装置的等离子体炉，其特征在于：所述输送管(32)的管壁开设有至少一个进气孔，所述进气孔连接冷却气体气源。

10.根据权利要求9所述的一种具有进料装置的等离子体炉，其特征在于：所述输送管(32)外壁套设有冷却密封环(7)，所述冷却密封环(7)具有环形的内部流道，所述冷却密封环(7)具有与所述内部流道连通的一个进气口和至少两个排气口，所述冷却密封环(7)的排气口与所述输送管(32)的进气孔连通，所述冷却密封环(7)的进气口连接所述冷却气体气源。

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