CN117685576B - 一种带有机械运动电极的转移弧等离子熔融飞灰设备 - Google Patents
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Abstract
本发明要解决的技术问题是提供一种带有机械运动电极的转移弧等离子熔融飞灰设备,实现电极间距随着设备运行各阶段的不同需求精确可调,可保证设备启动阶段稳定起弧的同时,又能保证正常运行阶段设备处于最佳的处理效率,同时飞灰熔融过程中进行搅拌加速熔融,其包括反应炉本体、下料系统和进料系统,所述进料系统安装在所述反应炉本体的顶部中心位置,所述下料系统安装在所述反应炉本体的底端;所述反应炉本体内上部设有阳极、下部设有能旋转和调节高度的阴极,所述阴极上设有搅拌杆。
Description
技术领域
本发明涉及飞灰焚烧处理技术领域,具体涉及一种带有机械运动电极的转移弧等离子熔融飞灰设备。
背景技术
飞灰是生活垃圾在高温(1300~1500℃)中燃烧、冷却而形成。一般呈灰色或深灰色粉末状,含水率很低,表面粗糙,呈多角质状,孔隙率较高,比表面积较大,其主要指在垃圾焚烧炉中烟气净化系统中收集到的细颗粒粉末物质。例如:在垃圾焚烧发电厂所得的飞灰中,主要组成元素为硅、钙、铝、镁,此外还含有锌、 铅、铜、铬、镍等多种有害重金属物质,二噁英和呋喃等有机污染物也将在飞灰载体中富集存在。飞灰对周围生态环境和人体健康构成了潜在的生态与健康风险,被列入《国家危险废物名录》(危废类别HW18)必须采取设除尘装置等措施予以除去。
为了处理飞灰,现在需要飞灰裂解设备,例如公告号为CN 107020293 A的发明专利公开开一种用于废弃物熔融的新型双电极直流电弧系统,包括熔融炉,设置飞 灰进料口和排渣口的熔融炉体,竖直插入到炉体内的双电极。此类设备能够良好的焚烧裂解飞灰,在炉体内通过阴极和阳极产生电弧,然后使炉体内升温对飞灰进行熔融裂解。然而该技术存在的缺陷是,由于阴极和阳极的起弧距离限制,炉体的高度受限,导致炉体处理飞灰的容量受限制,而且熔融过程缓慢。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种带有机械运动电极的转移弧等离子熔融飞灰设备,实现电极间距随着设备运行各阶段的不同需求精确可调,可保证设备启动阶段稳定起弧的同时,又能保证正常运行阶段设备处于最佳的处理效率,同时飞灰熔融过程中进行搅拌加速熔融。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种带有机械运动电极的转移弧等离子熔融飞灰设备,包括反应炉本体、下料系统和进料系统,所述进料系统安装在所述反应炉本体的顶部中心位置,所述下料系统安装在所述反应炉本体的底端;
所述反应炉本体内上部设有阳极、下部设有能旋转和调节高度的阴极,所述阴极上设有搅拌杆。
进一步的,还包括有能够旋转和升降的阴极支撑杆,所述阴极支撑杆从所述反应炉本体的底端往上贯穿并与所述阴极连接。
进一步的,所述反应炉本体的底端设置有圆形的下料口,所述阴极支撑杆的上端设置有与所述下料口配合封堵的安装柱,所述阴极的下端与所述安装柱的顶部中心位置连接,所述安装柱的顶面外圆周设有倒角斜面,所述阴极的左右两端设置有搅拌杆,所述搅拌杆竖直向上分布。
进一步的,所述反应炉本体由顶盖和炉膛上下配合组成,并在结合面进行密封处理。
进一步的,所述进料系统包括阳极支撑杆,所述阳极支撑杆贯穿所述顶盖,所述阳极支撑杆内设置有进料通道,所述进料通道的上端配合有能上下滑动的进料活塞,所述进料通道的上端侧壁连通有进料口,所述阳极支撑杆的下端两侧分别设有连通所述进料通道的卸料口。
进一步的,所述进料系统的下端与所述阳极螺纹连接。
进一步的,所述顶盖上在进料系统的两侧分别设置有进气口和排气口。
进一步的,所述阳极支撑杆为导电材质,阳极支撑杆与顶盖配合间隙上设有绝缘套。
进一步的,所述下料系统包括下料斗,所述下料斗安装在反应炉本体的底部包围所述下料口,所述下料口的末端设有卸料口。
进一步的,所述阴极的下端与所述安装柱的顶部中心位置螺纹连接。
本发明与现有技术相比所取得的有益效果如下:
1、设备开始运作时,将阴极上升,缩短阴极与阳极的间距,从而缩短起弧距离,方便快速起弧;当电弧稳定时,下降阴极拉大电弧增加反应效率,从而使炉膛内温度升高,然后通过进料系统加入飞灰,对飞灰进行熔融,阴极能够旋转充当搅拌杆,加速飞灰熔融,提高熔融效率;
2、阴极支撑杆从外部控制阴极旋转和升降,避免被高温损伤,保证使用寿命,安装柱的倒角斜面与下料口的位置不同,形成不同尺寸的下料间隙,从而控制熔浆下料速度;
3、阴极和阳极采用螺纹连接的方式,当阴极和阳极损耗过大时,能够方便替换;
4、从进气口通入惰性气体,将产生的废气从排气口一同排出,能够持续的排出废气,保证进料稳定。
附图说明
图1为本发明所述带有机械运动电极的转移弧等离子熔融飞灰设备主视剖面示意图;
图2为本发明所述反应炉本体俯视剖面示意图;
图中:1、反应炉本体,11、顶盖,12、炉膛,2、阳极,3、阴极,4、阴极支撑杆,5、下料系统,51、下料口,52、第二卸料口,53、下料斗,6、进料系统,61、进料活塞,62、进料口,63、阳极支撑杆,64、第一卸料口,7、绝缘套,81、进气口,82、排气口,9、搅拌杆。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
如图1所示,本实施例公开一种带有机械运动电极的转移弧等离子熔融飞灰设备,包括反应炉本体1、阴极3、阴极支撑杆4、阳极2、下料系统5和进料系统6。
反应炉本体1由顶盖11和炉膛12上下配合组成,并在结合面进行密封处理。炉膛12与顶盖11独立设计,采用高强度、耐高温、高化学稳定性和表面光滑的材质制造。在保证反应炉本体1可靠性、满足全部功能的同时减少飞灰熔浆挂壁,延长设备保养周期,区别于现有的技术方案,装配时嵌入制作好的保温层中,炉膛12与顶盖11都可以根据使用情况进行单独更换而不需要破坏保温层,减少维护成本。
进料系统6安装在反应炉本体1的顶部中心位置,进料系统6包括阳极支撑杆63,阳极支撑杆63贯穿顶盖11,阳极支撑杆63为导电材质,阳极支撑杆63与顶盖11配合间隙上设有绝缘套7。阳极支撑杆63内的轴心位置加工有进料通道,在进料通道的上端配合有能上下滑动的进料活塞61,进料活塞61由外部机构控制上下移动。在进料通道的上端侧壁连通有进料口62,进料口62与进料活塞61都位于反应炉本体1的外部。在阳极支撑杆63的下端两侧分别加工有连通进料通道的第一卸料口64。将阳极2螺纹连接在阳极支撑杆63的下端,使阳极位于反应炉本体1内的上部位置,通过阳极支撑杆63为阳极通电。当设备运行到一定周期,阳极损耗到无法使用时,则可将进料系统6提出反应炉本体1对阳极进行更换,无需打开反应炉本体1,大大降低了设备维护的难度,并且由于阳极为分体式设计,更换时仅需更换阳极,无需和阳极支撑杆63一起整体更换,降低了维护成本。
阴极3位于反应炉本体1内的下部,阴极3的左右两端加工有搅拌杆9,搅拌杆9竖直向上分布,阴极3和搅拌杆9整体呈U形,搅拌杆9的运动轨迹外径略小于反应炉本体1的内径,在反应炉本体1的底端加工有圆形的下料口51,如图2所示,阴极3横截面为类似椭圆形的异形结构,阴极3无法完全封堵下料口51,因此,在阴极支撑杆4的上端设置有与下料口51配合封堵的安装柱,安装柱的顶面外圆周设有倒角斜面,阴极支撑杆4从反应炉本体1的底端往上贯穿,将阴极3的下端与安装柱的顶部中心位置螺纹连接。由于阴极支撑杆4由外部控制设备控制其旋转和升降。上述阴极采用高导电性、高化学稳定性、高强度材料制造,并且通过螺纹等方式固定在阴极支撑杆4上端,当设备运行到一定周期,阴极损耗到无法使用时,则可打开反应炉本体1上盖,通过控制指令,阴极支撑杆4自动升到最高处突出反应炉本体1,便于手动更换,大大降低了设备维护的难度,并且由于阴极为分体式设计,更换时仅需更换阴极,无需和阴极支撑杆4一起整体更换,降低了维护成本,除此之外阴极支撑杆4还作为阴极的接地导线。
下料系统5包括下料斗53,下料斗53安装在反应炉本体1的底部包围下料口51,下料口51的末端设有第二卸料口52。通过控制阴极支撑杆4的升降位置,使安装柱的倒角斜面与下料口51的位置不同,形成不同尺寸的下料间隙,熔浆物料通过下料间隙流淌进入下料斗内。
在顶盖11上在进料系统6的两侧分别设置有进气口81和排气口82,分别与进气系统和排气系统(附图中未列出)相连通。进气系统在设备运行时时刻为所述反应炉本体1充入惰性气体,减少烟气的同时保护电极等零部件,所述排气系统在设备运行时及时排出飞灰熔融时产生的大量烟气,并进行进一步无害处理。
本实施例所述的带有机械运动电极的转移弧等离子熔融飞灰设备工作原理如下:
设备开始运作时,通过阴极支撑柱将阴极上升,缩短阴极与阳极的间距,从而缩短起弧距离,方便快速起弧;当电弧稳定时,根据反应效率的需要下降阴极到合适高度,从而使炉膛12内温度升高,然后通过进料系统6加入飞灰,对飞灰进行熔融,阴极能够旋转充当搅拌杆,加速飞灰熔融,提高熔融效率;进气口充入惰性气体,减少烟废气浓度的同时保护电极等零部件,使废气持续的从排气口排出。
当飞灰熔融成熔浆时,控制阴极支撑杆4的升降,使安装柱的倒角斜面与下料口51的位置不同,形成不同尺寸的下料间隙,从而控制熔浆下料速度。
Claims (8)
1.一种带有机械运动电极的转移弧等离子熔融飞灰设备,其特征在于,包括反应炉本体、下料系统和进料系统,所述进料系统安装在所述反应炉本体的顶部中心位置,所述下料系统安装在所述反应炉本体的底端;
所述反应炉本体内上部设有阳极、下部设有能旋转和调节高度的阴极,所述阴极上设有搅拌杆;
还包括有能够旋转和升降的阴极支撑杆,所述阴极支撑杆从所述反应炉本体的底端往上贯穿并与所述阴极连接;
所述反应炉本体的底端设置有圆形的下料口,所述阴极支撑杆的上端设置有与所述下料口配合封堵的安装柱,所述阴极的下端与所述安装柱的顶部中心位置连接,所述安装柱的顶面外圆周设有倒角斜面,所述阴极的左右两端设置有搅拌杆,所述搅拌杆竖直向上分布。
2.根据权利要求1所述的转移弧等离子熔融飞灰设备,其特征在于,所述反应炉本体由顶盖和炉膛上下配合组成,并在结合面进行密封处理。
3.根据权利要求2所述的转移弧等离子熔融飞灰设备,其特征在于,所述进料系统包括阳极支撑杆,所述阳极支撑杆贯穿所述顶盖,所述阳极支撑杆内设置有进料通道,所述进料通道的上端配合有能上下滑动的进料活塞,所述进料通道的上端侧壁连通有进料口,所述阳极支撑杆的下端两侧分别设有连通所述进料通道的卸料口。
4.根据权利要求3所述的转移弧等离子熔融飞灰设备,其特征在于,所述进料系统的下端与所述阳极螺纹连接。
5.根据权利要求2所述的转移弧等离子熔融飞灰设备,其特征在于,所述顶盖上在进料系统的两侧分别设置有进气口和排气口。
6.根据权利要求3所述的转移弧等离子熔融飞灰设备,其特征在于,所述阳极支撑杆为导电材质,阳极支撑杆与顶盖配合间隙上设有绝缘套。
7.根据权利要求1所述的转移弧等离子熔融飞灰设备,其特征在于,所述下料系统包括下料斗,所述下料斗安装在反应炉本体的底部包围所述下料口,所述下料口的末端设有卸料口。
8.根据权利要求1所述的转移弧等离子熔融飞灰设备,其特征在于,所述阴极的下端与所述安装柱的顶部中心位置螺纹连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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