CN201331066Y - 一种等离子垃圾焚烧炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种等离子垃圾焚烧炉，其炉体的底部和顶部设置电极，底部电极和顶部电极分别连接高压直流电源的正极和负极，顶部电极由电极夹持器夹持，通过电极升降装置驱动上下移动。工作时，将两电极与高压直流电源的导通，调节电极升降装置，使顶部电极下降与底部电极接触后再逐步拉开，使两电极间产生电弧柱，其电弧柱温度极高，中心温度可达20000℃，且受洛仑兹力的作用，电弧柱中等离子体有向中心收缩的趋势，产生抽吸效应，倒入炉膛的垃圾，在抽吸效应的作用下，能够迅速地被吸入电弧柱中焚烧，燃烧温度可达6000℃。其焚烧温度高、垃圾能充分燃尽，燃烧后减容率高，灰渣少且不含残存的未燃尽的物质，不会污染环境，灰渣处理方便，可适于处理危险品垃圾、医疗垃圾和放射性废物垃圾等。

Description

一种等离子垃圾焚烧炉

技术领域

本实用新型涉及一种垃圾焚烧装置，特别是一种利用等离子电弧焚烧垃圾的等离子垃圾焚烧炉。

技术背景

现有的垃圾焚烧炉通常主要有炉排式焚烧炉、炉床式焚烧炉、流化床式焚烧炉、和热解焚烧炉等，其通过燃烧法对垃圾进行焚烧，垃圾焚烧的温度较低，通常仅能达到1000℃左右，其垃圾难以完全烧尽，炉渣中会有残存未完全燃烧的物质，这些残存的物质随炉渣排除后，会再次溶出污染环境。同时，垃圾未能完全充分燃烧，也导致燃烧后的减容率较低，通常仅80％-90％，垃圾燃烧后产生的炉渣仍占较大体积，这些体积较大的残存有未完全燃烧物质的炉渣，有再次污染环境的可能，为了避免其对环境造成污染，通常需做掩埋处理，其炉渣的处理麻烦，且要占用专门的土地资源。

此外，垃圾不能完全烧尽，也使上述现有的各种垃圾焚烧炉在处理垃圾的种类上受到限制，对于危险品垃圾、医疗垃圾和放射性废物垃圾等只要残存极少量未被完全处理的物质就可能给环境带来极大影响。另外，上述现有垃圾焚烧炉，在处理垃圾时，垃圾燃烧升温的时间较长，升温的过程中会产生一定量对人体有害的二恶英等高毒性气体，会给操作人员的健康带来危害。

实用新型内容

本实用新型旨在给出一种等离子垃圾焚烧炉，其垃圾焚烧温度高、可完全燃尽，燃烧减容率高、炉渣处理方便，且处理垃圾种类不受限制，能够可靠地用于处理危险品垃圾、医疗垃圾和放射性废物垃圾。

一种等离子垃圾焚烧炉，包括炉体，炉体的上部设有垃圾进料口和废气排出口，炉体侧有灰渣流出口，其特征在于：炉体的底部设置有底部电极，炉体顶部设置有炉盖，顶部电极从炉盖插入炉膛，与炉盖间安装有电极密封圈，电极密封圈包括与电极接触的高温耐火材料层和其外侧的高温隔热材料层，底部电极和顶部电极分别连接高压直流电源的正极和负极，顶部电极由电极夹持器夹持，电极夹持装器一端夹持电极，另一端安装在电极升降装置上，由电极升降装置驱动上下移动，炉体从内到外依次包括内层的高温耐火材料层、中间的高温隔热材料层和外层的壳体，高温隔热材料层与壳体间安装有冷却水管。

本实用新型的等离子垃圾焚烧炉，其炉顶和炉底分别设置有电极，两电极分别与高压直流电源的正极或者负极导通后，通过调节电极升降装置，使顶部电极下降与底部电极接触或者通过预先置于炉膛内的废钢料与底部电极接触后再逐步拉开，使两电极间产生电弧柱，电弧柱呈等离子状态，电流在其中流动，形成电流通路。电弧柱的温度极高、炉膛内预置的废钢料能够很快熔化形成底部熔池，熔池为高温熔融状态的钢水，其温度可达1600℃。电弧柱的中心温度可达20000℃，电弧柱内电流通路的等离子体受指向中心的洛仑兹力的作用，其使等离子体有向中心收缩的趋势，产生抽吸效应。垃圾进料口倒入的垃圾，在等离子体的抽吸效应的作用下，能够迅速地被吸入电弧柱中焚烧，其焚烧温度可达6000℃。由于电弧柱面积有限，电弧柱的抽吸效应也有限，垃圾进料口倒入的垃圾有时不可避免的会有部分没有被抽吸到电弧柱中，这些未抽吸入电弧柱中燃烧的垃圾会直接落入熔池中，在温度同样极高的熔池中焚烧。其垃圾焚烧温度远高于现有的垃圾焚烧炉，垃圾可完全燃尽，燃烧减容率高，通常可达99％以上，燃烧后产生的灰渣少且不含残存的未燃尽的物质，不会对环境带来再次污染，其灰渣处理十分方便。同时，其燃烧温度高和可充分燃尽的优点也使本实用新型的等离子垃圾焚烧炉能够可靠地用于处理处理危险品垃圾、医疗垃圾和放射性废物垃圾。此外，电弧柱的熔池温度高，垃圾焚烧过程温升速度快，不会产生二恶英等高毒性气体，其使操作环境也得到了改善。另外，炉体由内到外，依次有高温耐火材料层、高温隔热材料层、冷却水管和壳体组成，其耐火材料能承受极高的温度，高温隔热材料可减少炉膛向外部炉壳传递的热量，而冷却水则能够吸收经高温隔热材料散发的热量，从而保证炉体外壳的温度较低，使操作安全。

附图说明

图1一种等离子垃圾焚烧炉的结构示意图；

图2一种等离子垃圾焚烧炉的结构示意图。

具体实施方式

一种等离子垃圾焚烧炉，如图1、图2，包括炉体1，炉体1上部有垃圾进料口2和废气排出口3，炉体侧面有炉渣流出口4，炉体底部设置有底部电极5，炉体顶部有炉盖6，顶部电极7从炉盖插入炉膛，与炉盖间安装有电极密封圈8，电极密封圈包括与电极接触的高温耐火材料层81和其外侧的高温隔热材料层82，底部电极和顶部电极分别连接高压直流电源的正极和负极，其顶部电极由电极夹持器10夹持，电极夹持装器一端夹持电极，另一端安装在电极升降装置9上，由电极升降装置驱动上下移动，炉体从内到外依次包括内层的高温耐火材料层101、中间的高温隔热材料层102和外层的壳体103，高温隔热材料层102与壳体103间安装有冷却水管104。

电极夹持器9可为由液压缸驱动张开和闭合的两个机械手指，通过驱动液压缸，使机械手指张开或者并拢，从而实现对电极的夹持或者放开。电极夹持器也可以为弹性的夹持件，类似于夹子、鳄鱼夹等。

所述电极升降装置9可为液压缸结构，液压缸的底部直接或者通过底座固定在基础面上，液压缸的活塞直接连接或者通过连接件连接电极夹持器。电极升降装置9为可伸缩的双层套的柱状结构，如图1，其包括底部与基础面固定的外层套柱901和插于外层套柱内的中心立柱902，中心立柱的底部有置于外层套柱中的液压缸903，液压缸的活塞连接中心立柱，可驱动中心立柱沿外层套柱上下移动，从而带动安装于其上的电极夹持器上下移动。

焚烧炉使用过程中，其电极会不断耗损，电极长时间使用后会变短，使两电极间的距离会发生变化，引起电弧柱的长度的变化，使弧电压和功率发生变化，给焚烧炉的工作带来一定影响。电极夹持器安装在电极升降装置上，电极升降装置能根据弧电压和功率的变化，驱动电极夹持器上下运动，从而调整电极高度，使电极间的距离基本恒定，弧电压和功率保持稳定，使焚烧炉始终能够保持在稳定的焚烧状态，从而保证垃圾处理的效果和稳定性。

向电极升降装置的液压缸提供液压的液压站上可安装有电液比例阀，通过电液比例阀控制液压缸内的流量，从而控制电极升降装置的上升和下降速度。电液比例阀能够根据弧电压调整液压缸的流量，控制电极升降装置的升降速度，从而控制弧电压及功率。当弧电压偏低时，电液比例阀控制液压缸使电极升降装置带动电极夹持器向下移动，缩短两电极间的间距，使弧电压升高增大功率；而当弧电压偏高时，电液比例阀控制液压缸使电极升降装置带动电极夹持器向上移动，增大两电极间的间距，使弧电压降低。其通过电液比例阀可自动控制弧电压的稳定，从而保证了焚烧炉的性能。同时，通过电液比例阀控制液压缸其能根据弧电压的变化快速及时地反映，使电极升降装置反应快捷、灵敏，电极升降速度快，稳定性好，可避免断路器的频繁跳闸和电流电压的过大波动。

炉体侧的炉渣流出口4可为向下倾斜的斜坡式通道，如图1，当炉膛内炉渣高度超出通道底部时，超出部分的炉渣可以顺着炉口沿斜坡下滑出，从而控制炉膛内炉渣的高度。

炉体1也可置于底部的炉座11上，炉座11的底部与固定于地面基础上的铰接座12铰接，其一侧安装有压力缸13，通过铰接座和压力缸共同支撑炉座，如图2。当焚烧炉工作一段时间，炉内炉渣积累一定数量时，可通过伸缩压力缸使底座倾斜，带动炉体倾侧，将炉膛内的炉渣从炉渣流出口倒出。其通过整体倾斜炉体倒渣，对炉渣的排除能够更加顺畅。

穿过炉盖的顶部电极7通常使用石墨电极，其适应温度范围大，能够承受阴极斑点高温，且在高温条件下强度十分高。

炉体底部的电极5可以采用栅格状结构，其栅格顶部从底部炉体的高温耐火材料层101和保温隔热材料层102伸出，露出于炉膛的底部，其能够增强导电性能，更有利于电弧柱的拉出与形成，同时也能使电弧柱的温度更高。

Claims (6)

1、一种等离子垃圾焚烧炉，包括炉体(1)，炉体上部设有垃圾进料口(2)和废气排出口(3)，炉体侧有灰渣流出口(4)，其特征在于：炉体的底部设置有底部电极(5)，炉体顶部设置有炉盖(6)，顶部电极(7)从炉盖插入炉膛，与炉盖间安装有电极密封圈(8)，电极密封圈包括与电极接触的高温耐火材料层(801)和其外侧的高温隔热材料层(802)，底部电极和顶部电极分别连接高压直流电源的正极和负极，顶部电极由电极夹持器(10)夹持，电极夹持装器一端夹持电极(7)，另一端安装在电极升降装置(9)上，由电极升降装置驱动上下移动，炉体从内到外依次包括内层的高温耐火材料层(101)、中间的高温隔热材料层(102)和外层的壳体(103)，高温隔热材料层与壳体间安装有冷却水管(104)。

2、根据权利要求1所述的等离子垃圾焚烧炉，其特征在于：所述电极升降装置(9)为液压缸结构，液压缸的底部直接或者通过底座固定在基础面上，液压缸的活塞直接连接或者通过连接件连接电极夹持器。

3、根据权利要求2所述的等离子拉圾焚烧炉，其特征在于：所述液压缸的供液管路上安装有电液比例阀，通过电液比例阀控制液压缸内的液压。

4、根据权利要求1所述的等离子拉圾焚烧炉，其特征在于：炉体(1)置于底部的炉座(11)上，炉座的底部与固定于地面基础上的铰接座(12)铰接，其一侧安装有压力缸(13)，通过铰接座和压力缸共同支撑炉座。

5、根据权利要求1所述的等离子垃圾焚烧炉，其特征在于：其灰渣流出口(4)为向下倾斜的斜坡式通道。

6、根据权利要求1所述的等离子垃圾焚烧炉，其特征在于：炉体底部的电极(5)为栅格状，栅格的顶部从炉体底部的高温耐火材料层和保温隔热材料层伸出，露出于炉膛的底部。