CN209893413U - 助熔等离子炉 - Google Patents

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毛丁
单博远
戴尚武
何军
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Shanghai Yicheng Environmental Protection Technology Co ltd
Zhejiang University ZJU
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Abstract

本实用新型公开了一种助熔等离子炉，包括熔融室及烟气处理室，所述熔融室设有进料口及出料口，所述熔融室的底部设有加热单元，所述熔融室的上部设有等离子炬，所述烟气处理室与所述熔融室上下一体连通。本实用新型的助熔等离子炉其结构简明，能充分克服现有技术缺失，确保熔融后的无机物始终处于流动状态，避免过厚凝固。

Description

助熔等离子炉
技术领域
本实用新型涉及一种助熔等离子炉。
背景技术
等离子体气化熔融炉用于危废处置领域，具有适用范围广、减量、无害等诸多优点。其原理是利用等离子炬作为热源，其产生的热等离子体使危中有机物气化生成合成气，无机物熔融后流出冷却为无毒无害的玻璃体。
目前，现有的等离子体炉通常采用顶插、侧插等离子体炬，其炉内熔浆液面低于等离子体炬。这种等离子体炉的主要缺点包括：a.熔浆仅能接受上部的热传导和热辐射，而熔浆的热导率低，对辐射的吸收率较低，致使炉子热效率较低；b.熔浆上下温差大，底部易析晶凝固，可能导致出浆中断甚至停产，且恢复生产困难。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种助熔等离子炉。
为实现以上目的，通过以下技术方案实现：
一种助熔等离子炉，所述等离子炉设置有熔融室及烟气处理室，所述熔融室与所述烟气处理室连通设置；所述熔融室设有进料口及出料口，所述熔融室的底部设有加热单元，所述熔融室的上部设有等离子炬。
优选地，所述熔融室与所述烟气处理室之间具有气化过渡段。
优选地，所述熔融室内具有容腔，所述烟气处理室的内腔与整个所述容腔上下贯通，所述出料口包括出浆口及出铁口，所述出浆口及出铁口分别由侧部及底部通向所述容腔。
优选地，所述烟气处理室的侧壁开设有补风口。
优选地，所述烟气处理室的顶部设有炉顶，所述炉顶开设有出烟口。
优选地，所述炉顶上设有紧急烟囱。
优选地，所述等离子炬及所述进料口分别设于所述气化过渡段。
优选地，所述加热单元包括相互间隔的多个助熔电极，所述助熔电极伸入所述熔融室内；所述助熔电极用于电源电连接进而为所述熔融室内的熔浆导电。
优选地，所述熔融室为非导体炉体或者所述熔融室的内壁设置有非导体层。
优选地，所述加热单元为电加热丝，所述电加热丝用于与电源电连接；所述电加热丝与电源电连接时可发热地设置。
优选地，所述熔融室设置有高导热层和低导热层，所述低导热层包覆于所述低导热层之外；所述高导热层导热系数大于所述低导热层导热系数；所述电加热丝埋设于所述高导热层内。
优选地，位于所述所述熔融室内的底部设有非导电层，所述非导电层的表面间隔嵌设有不同电极的导电块，所述导电块用于与电源电连接，所述导电块为位于所述熔融室内的熔浆导电、使熔浆中有电流通过；所述熔浆内有电流通过时发热。
本实用新型助熔等离子炉的有益效果包括：
1)熔融室的底部设有加热单元(包括助熔电极或电热棒)，配合位于气化过渡段的等离子炬，从而确保熔融后的无机物始终处于可流动的状态，防止熔融后的无机物过厚(特别是底部)凝固，如此，可以在原先厚度(假设5CM厚)的无机物处理量上增加一次性熔融的无机物处理量(可增加到10CM厚)，进而显著加大危险废料的一次性处理量(比如，原5吨的处理量增加到10吨的处理量)，亦或者是单位时间内、等量处理量的条件下显著提高处理效率且降低能耗；
2)位于炉体中部的气化过渡段可用于安装进料口以及等离子炬，更方便合成气顺利通入烟气处理室；
3)熔融室上设有一体连通有烟气处理室，有机物分解气化后的气体经过该烟气处理室，并通过补风口进风生成高品质的合成气或可进行二次燃烧，最后通过出烟口排出以待后处理，以此，烟气处理室可保证合成气具有充足的停留时间，可充分抑制有害物质的生成，进一步分解有机物及有害物质，形成高品质的合成气；
4)紧急烟囱用于在紧急情况下排放烟气；
5)出料口分设有两个，其中，出浆口可用于排出玻璃液，出铁口用于排出金属液。
附图说明
图1为本实用新型助熔等离子炉的侧面结构示意图。
图2为对应图1的俯视结构示意图。
图3为本实用新型助熔等离子炉的内部结构示意图。
图4为在图3基础上加热单元的第二种设置方式示意图。
图5为对应图3其炉体底部位置加热单元的第三种设置方式示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细的描述：
如图1和图2所示，一种助熔等离子炉，该等离子炉设置有熔融室1及烟气处理室3，所述熔融室1设有进料口5及出料口，所述熔融室1的底部设有加热单元，所述熔融室1的上部设有等离子炬6，竖置的所述烟气处理室3与整个所述熔融室1上下一体连通地设置进而形成圆形柱状体的炉体，所述烟气处理室3用于形成合成气。
如图1所示，所述熔融室1与所述烟气处理室3之间具有气化过渡段2。所述等离子炬6及所述进料口5分别设于所述气化过渡段2。其中，所述熔融室1内具有容腔11，所述烟气处理室3的内腔12与整个所述容腔11上下贯通，结合图3所示，所述出料口包括出浆口8及出铁口8a，所述出浆口8及出铁口8a分别由侧部及底部通向所述容腔11。进而，在炉内熔浆中，金属液因密度比玻璃液更大而沉淀至底部出铁口流出；而烟气部分则进入炉体中部位置的气化过渡段2。
另一方面，所述烟气处理室3的侧壁开设有补风口9。所述烟气处理室3的顶部设有炉顶4，所述炉顶4开设有出烟口13。同时，所述炉顶4上设有紧急烟囱10。
对于加热单元，本申请有三种设置方式：
结合图1和图3所示，加热单元包括相互间隔的多个助熔电极7，所述助熔电极7由外壁伸入所述熔融室1内进而可直接与熔浆接触加热；所述助熔电极7用于电源电连接进而为所述熔融室1内的熔浆导电。
再者，如图4所示，所述熔融室1为非导体炉体或者所述熔融室1的内壁设置有非导体层。位于所述熔融室1的底层中填充有耐火材料14，所述加热单元包括相邻的多个硅碳材质或其他适合材料的高温电热棒(或为电加热丝，所述电加热丝用于与电源电连接；所述电加热丝与电源电连接时可发热地设置)，所述高温电热棒7a设于所述耐火材料14中，所述耐火材料14包括导热上层140以及隔热下层142进而在所述熔融室内分别形成高导热层140和低导热层142，所述低导热层包覆于所述低导热层之外；所述高导热层导热系数大于所述低导热层导热系数；所述电加热丝7a埋设于所述高导热层140内，其中，导热上层140可选用碳化硅材料。其中，电热棒采用自动调压控制以维持炉底耐火材料恒温，电热棒产生的热量既可以弥补炉底热损失，又可为炉子额外补充一部分能量。进而，在热等离子体和炉底电热棒保温的作用下，炉内熔浆可以保持较小的温差和良好的流动性并顺畅的流出出浆口。
又或者，如图5所示，位于所述熔融室1的底部设有非导电层15，所述非导电层15的表面间隔嵌设有正负两极的导电块7b，所述导电块7b用于与电源电连接，所述导电块7b为位于所述熔融室1内的熔浆导电、使熔浆中有电流通过；所述熔浆99内有电流通过时发热，以此，通过导电块7b直接接触助熔炉内的熔浆99(特别是熔浆底部)。
在具有上述结构特征后，结合图1和图2，本实用新型可按以下过程实施：
危险废料由进料口5进入炉内，在等离子炬6、电极7的双层作用下，无机物熔融后经出浆口和出铁口8流出；
有机物分解、气化后的合成气经烟气处理室3并由补风口9配风后生成高品质合成气，合成气经炉顶4烟气出口排出，后可接二燃室再次燃烧或净化后用于发电等。
本实用新型所提供的助熔等离子炉，使炉内熔浆受上部热离子体传热、底部加热单元(包括电极助熔或电热棒)的双重作用，从而保证熔浆上下温度均匀、上下温差小、流动性好，提高炉子热效率、保证稳定生产、降低成本；而充足的烟气停留时间和还原氛围可使降低烟气的有害成分。
以下通过具体的数据对比，以体现本申请所具有的实际有益效果：
处置相同单位物料加电极等离子体熔融炉的优势(与不加电极相比)
耗电量节约 10％
玻化率 ＞98％
耐火材料寿命延长 20％
耐材维护费用节省 25％
此外，处置相同单位物料时加电极等离子体熔融炉内的温度变化范围更小，本专利的炉型提高了处置过程中温度的稳定性。
本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (12)

1.一种助熔等离子炉，其特征在于，所述等离子炉设置有熔融室及烟气处理室，所述熔融室与所述烟气处理室连通设置；所述熔融室设置有进料口及出料口，所述熔融室的底部设有加热单元，所述熔融室设有等离子炬。
2.根据权利要求1所述的助熔等离子炉，其特征在于，所述熔融室与所述烟气处理室之间具有气化过渡段。
3.根据权利要求1所述的助熔等离子炉，其特征在于，所述熔融室内具有容腔，所述烟气处理室的内腔与整个所述容腔上下贯通，所述出料口包括出浆口及出铁口，所述出浆口及出铁口分别由侧部及底部通向所述容腔。
4.根据权利要求1所述的助熔等离子炉，其特征在于，所述烟气处理室的侧壁开设有补风口。
5.根据权利要求1所述的助熔等离子炉，其特征在于，所述烟气处理室的顶部设有炉顶，所述炉顶开设有出烟口。
6.根据权利要求5所述的助熔等离子炉，其特征在于，所述炉顶上设有紧急烟囱。
7.根据权利要求2所述的助熔等离子炉，其特征在于，所述等离子炬及所述进料口分别设于所述气化过渡段。
8.根据权利要求1所述的助熔等离子炉，其特征在于，所述加热单元包括相互间隔的多个电极，所述电极伸入所述熔融室内；所述电极用于电源电连接进而为所述熔融室内的熔浆导电。
9.根据权利要求8所述的助熔等离子炉，其特征在于，所述熔融室为非导体炉体或者所述熔融室的内壁设置有非导体层。
10.根据权利要求1所述的助熔等离子炉，其特征在于，所述加热单元为电加热丝，所述电加热丝用于与电源电连接；所述电加热丝与电源电连接时可发热地设置。
11.根据权利要求10所述的助熔等离子炉，其特征在于，所述熔融室设置有高导热层和低导热层，所述低导热层包覆于所述低导热层之外；所述高导热层导热系数大于所述低导热层导热系数；所述电加热丝埋设于所述高导热层内。
12.根据权利要求1所述的助熔等离子炉，其特征在于，位于所述熔融室内的底部设有非导电层，所述非导电层的表面间隔嵌设有导电块，所述导电块用于与电源电连接，所述导电块为位于所述熔融室内的熔浆导电、使熔浆中有电流通过；所述熔浆内有电流通过时发热。
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CB03 Change of inventor or designer information
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Inventor before: Shan Boyuan

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