CN209909919U - 一体化等离子炉排炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及工业废物处理设备，具体涉及一种一体化等离子炉排炉。本实用新型为气化、焚烧、熔融一体化炉型，包括反应部、等离子熔融部和二次燃烧部，二次燃烧部位于上部、反应部位于中部、等离子熔融部位于下部，二次燃烧部底部与反应部上部连通，反应部下部与等离子熔融部顶部连通，等离子熔融部还与二次燃烧部或反应部通过连接烟道连通。本实用新型设备简单，结构合理，能够对工业固体废物进行有效处理，处理彻底，不需要对产生的废渣和废气进行进一步处理，并且能够降低处理成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业废物处理设备，具体涉及一种一体化等离子炉排炉。
背景技术
炉排炉，是一种垃圾焚烧技术，炉排型焚烧炉形式多样，其应用占全世界垃圾焚烧市场总量的80％以上。该类炉型的最大优势在于技术成熟，运行稳定、可靠，适应性广，绝大部分固体垃圾不需要任何预处理可直接进炉燃烧。
炉排炉的燃烧温度在700-1000℃，在焚烧工业固体废物时，由于焚烧温度比较低，对于危险废物的处理达不到要求，需要对炉渣进行进一步的处理。炉渣的处理方法一般分为两种，直接填埋和进行等离子熔融处理。直接填埋易污染水源、大气、占地面积大，存在安全隐患，并且，目前我国用于填埋的土地资源紧张，污泥填埋渠道将很快没有出路。等离子熔融处理时，需要将降温后的炉渣再次升温至1400-1600℃再进行燃烧，一方面造成能源的浪费，增加了处理成本；另一方面等离子熔融产生的废气还需要进一步进行处理。此外，炉排炉产生的废气还需要进入另外设施进行处理。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种一体化等离子炉排炉，设备简单，结构合理，能够对工业固体废物进行有效处理，处理彻底，不需要对产生的废渣和废气进行进一步处理，并且能够降低处理成本。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供一种一体化等离子炉排炉，包括反应部、等离子熔融部和二次燃烧部，
反应部包括第一炉体，第一炉体内设有第一炉膛，第一炉体下部设置支撑板，所述第一炉膛内设有从进料口至支撑板呈现阶梯型布置的炉排，其中，在每级炉排上靠近进料口的边部处设有推料闸门，所述推料闸门能将该级炉排上的燃料从一边部推送至另一边部落入下级炉排上，第一级炉排上远离进料口的边部处设有提升闸门，第一炉体顶部设置烟气排放口，所述第一炉膛内部设置有第一燃烧器，第一燃烧器固定在第一炉体侧壁上，所述第一炉膛下部收缩与支撑板围成灰渣落料溜槽；
等离子熔融部包括第二炉体，第二炉体内设有第二炉膛，第二炉体顶部分别设置灰渣进料口和第一烟气出口，所述灰渣进料口通过进料管与反应部的灰渣落料溜槽相连通，第二炉膛内还设有等离子炬，等离子炬固定在第二炉体的顶壁上，第二炉体下部设排液口；
二次燃烧部包括第三炉体，第三炉体内设有第三炉膛，第三炉体顶部设置紧急排放烟囱，紧急排放烟囱与第三炉膛连通，所述第三炉膛内部设置有第二燃烧器，第二燃烧器固定在第三炉体侧壁上，第三炉体下部设置废气进口，所述废气进口与反应部的烟气排放口相连；
其中：
第一炉体或第三炉体侧壁上还设置有烟气进口，所述第一烟气出口通过连接烟道与烟气进口相连通。
所述炉排至少设置两级。
所述推料闸门包括推料板和推杆。所述推杆优选为采用液压驱动。
所述提升闸门包括提杆和挡料板。所述推杆优选为采用液压驱动。
所述第一燃烧器为天然气燃烧器、柴油燃烧器或等离子炬。
所述第一燃烧器设置为至少一个。
所述第二燃烧器为天然气燃烧器、柴油燃烧器或等离子炬。
所述第二燃烧器设置为至少一个。
所述二次燃烧部可以采用卧式结构，也可以采用立式结构。可根据现场情况设计，布置更灵活。
所述二次燃烧部为立式结构时，第三炉体侧壁上开设有第二烟气出口。正常烟气从第二烟气出口排出，遇到问题时将烟气从紧急排放烟囱排出。
所述排液口与由溢流管道围成的溢流腔连通，其中，溢流腔的最低点的高度高于排液口的最高点的高度。溢流式设计能够防止未变成液相的部分被冲带出去。
工作原理及过程：
工作时，待处理物料首先通过进料口进入第一级炉排，打开提升闸门，通过推料闸门推动待处理物料进入下一级炉排，有机物在炉排上进行气化或焚烧反应，产生烟气通过排放烟道排放至二次燃烧部进一步进行燃烧处理，保证烟气彻底变成CO2和H2O，无可燃气体排放。二次燃烧部设置紧急排放烟囱，保证系统安全。
物料气化或焚烧后产生的灰渣经推料闸门推动通过灰渣落料溜槽进入下部灰渣进料口后落入第二炉膛，熔融物料通过等离子炬产生的高温将灰渣熔融变成液相，通过排液口排放至后端进行冷却成玻璃体或制作产品。等离子熔融部将灰渣中残留有机成分彻底裂解，产生的气体通过连接烟道进入上部反应部再进行反应处理，实现了两个系统的渣和气的无缝连接，实现了灰渣和烟气的无害化处理。
所述炉排为多级时，待处理物料首先通过进料口进入第一级炉排，打开提升闸门，通过推料闸门推动待处理物料进入下一级炉排，有机物在炉排上进行气化或焚烧反应，残余物经推料闸门推动进入下一级炉排再进行处理，根据炉排的级数设计逐级向下推动处理，处理完成后，经推料闸门推动进入灰渣落料溜槽。
其中：
反应部可根据物料类型或者后端烟气处理需求设计为气化氛围或者焚烧氛围，可通过设置含氧量进行控制。
反应部形成的灰渣中残留的未彻底处理的残碳、有机物、重金属都可通过下部等离子熔融部高温熔融彻底无害化。
反应部和等离子熔融部互不干涉，保证整个系统运行稳定。
根据待处理物料处理量要求或者物理特性，所述炉排至少设置两级。
反应部温度700-1000℃，根据物料有机成分特性可调整，下等离子熔融部温度1400-1600℃，根据物料无机成分特性可调整。上部二次燃烧部温度为>1100℃。
本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本实用新型设备简单，结构合理，一体化结构设计，整个系统紧凑。
2、本实用新型中部反应部处理不彻底烟气可通过上部二次燃烧部燃烧充分，处理不彻底无机成分可进入下部等离子熔融部高温熔融玻璃化，下部等离子熔融部产生的烟气进入中部反应区或上部二次燃烧区，烟气处理彻底，并且将热量回收。
3、进入下部处理灰渣经过上部加热，热灰渣直接进入下部熔融区，省去了对降温后的灰渣进行升温的过程，有效降低底部灰渣处理成本。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是本实用新型实施例1的结构示意图；
图3是本实用新型实施例2的结构示意图；
图4是本实用新型实施例3的结构示意图；
图5是本实用新型实施例4的结构示意图；
图6是本实用新型实施例5的结构示意图；
图中：1、反应部；2、等离子熔融部；3、二次燃烧部；4、第一炉体；5、第一炉膛；6、进料口；7、支撑板；8、炉排；9、推料闸门；10、提升闸门；11、烟气排放口；12、第一燃烧器；13、灰渣落料溜槽；14、烟气进口；15、第二炉体；16、第二炉膛；17、灰渣进料口；18、第一烟气出口；19、进料管；20、连接烟道；21、等离子炬；22、排液口；23、溢流管道；24、溢流腔；25、第三炉体；26、第三炉膛；27、紧急排放烟囱；28、第二燃烧器；29、废气进口；30、第二烟气出口。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例1
如图1-2所示，所述的一体化等离子炉排炉，包括反应部1、等离子熔融部2和二次燃烧部3，
反应部1包括第一炉体4，第一炉体4内设有第一炉膛5，第一炉体4下部设置支撑板7，所述第一炉膛5内设有从进料口6至支撑板7呈现阶梯型布置的炉排8，其中，在每级炉排8上靠近进料口6的边部处设有推料闸门9，所述推料闸门9能将该级炉排8上的燃料从一边部推送至另一边部落入下级炉排8上，第一级炉排8上远离进料口6的边部处设有提升闸门10，第一炉体4顶部设置烟气排放口11，所述第一炉膛5内部设置有第一燃烧器12，第一燃烧器12固定在第一炉体4侧壁上，所述第一炉膛5下部收缩与支撑板7围成灰渣落料溜槽13；
等离子熔融部2包括第二炉体15，第二炉体15内设有第二炉膛16，第二炉体15顶部分别设置灰渣进料口17和第一烟气出口18，所述灰渣进料口17通过进料管19与反应部1的灰渣落料溜槽13相连通，第二炉膛16内还设有等离子炬21，等离子炬21固定在第二炉体15的顶壁上，第二炉体15下部设排液口22；
二次燃烧部3包括第三炉体25，第三炉体25内设有第三炉膛26，第三炉体25顶部设置紧急排放烟囱27，紧急排放烟囱27与第三炉膛26连通，所述第三炉膛26内部设置有第二燃烧器28，第二燃烧器28固定在第三炉体25侧壁上，第三炉体25下部设置废气进口29，所述废气进口29与反应部1的烟气排放口11相连；
第一炉体4侧壁上还设置有烟气进口14，所述第一烟气出口18通过连接烟道20与烟气进口14相连通。
其中：
所述炉排8设置两级。
所述推料闸门9包括推料板和推杆。
所述提升闸门10包括提杆和挡料板。
所述第一燃烧器12为天然气燃烧器。
所述第一燃烧器12设置为一个，固定在第一炉体4侧壁上。
所述排液口22与由溢流管道23围成的溢流腔24连通，其中，溢流腔24的最低点的高度高于排液口22的最高点的高度。溢流式设计能够防止未变成液相的部分被冲带出去。
所述第二燃烧器28为天然气燃烧器。
所述第二燃烧器28设置为两个，一个靠近废气进口29，另一个固定在第三炉体25中部。
所述二次燃烧部3采用卧式结构。
工作时，待处理物料首先通过进料口6进入第一级炉排8，打开提升闸门10，通过推料闸门9推动待处理物料进入下一级炉排8(即第二级)，有机物在炉排8上进行焚烧反应，产生烟气通过排放烟道排放至二次燃烧部3进一步进行燃烧处理，保证烟气彻底变成CO2和H2O，无可燃气体排放。二次燃烧部3设置紧急排放烟囱27，保证系统安全。
物料焚烧后产生的灰渣经推料闸门9推动通过灰渣落料溜槽13进入下部灰渣进料口17后落入第二炉膛16，熔融物料通过等离子炬21产生的高温将灰渣熔融变成液相，通过排液口22排放至后端进行冷却成玻璃体或制作产品。等离子熔融部2将灰渣中残留有机成分彻底裂解，产生的气体通过连接烟道20进入上部反应部1再进行反应处理，实现了两个系统的渣和气的无缝连接，实现了灰渣和烟气的无害化处理。
反应部1温度700-1000℃，根据物料有机成分特性可调整，下等离子熔融部2温度1400-1600℃，根据物料无机成分特性可调整。上部二次燃烧部3温度为>1100℃。
实施例2
所述的一体化等离子炉排炉，结构如图3所示，与实施例1类似，不同之处在于：
所述炉排8设置三级。
所述第一燃烧器12为柴油燃烧器。
所述第一燃烧器12设置为两个，均固定在第一炉体4侧壁上。
所述第二燃烧器28为柴油燃烧器。
所述第二燃烧器28设置为两个，一个靠近废气进口29，另一个固定在第三炉体25中部。
所述二次燃烧部3采用卧式结构。
工作时，待处理物料首先通过进料口6进入第一级炉排8，打开提升闸门10，通过推料闸门9推动待处理物料进入下一级炉排8(即第二级)，有机物在炉排8上进行焚烧反应，产生烟气通过排放烟道排放至二次燃烧部3进一步进行燃烧处理，保证烟气彻底变成CO2和H2O，无可燃气体排放。二次燃烧部3设置紧急排放烟囱27，保证系统安全。
物料焚烧后产生的灰渣经推料闸门9推动进入下一级炉排8(即第三级)，进一步进行气化或者焚烧，气化或焚烧后产生的灰渣经推料闸门9推动通过灰渣落料溜槽13进入下部灰渣进料口17后落入第二炉膛16，熔融物料通过等离子炬21产生的高温将灰渣熔融变成液相，通过排液口22排放至后端进行冷却成玻璃体或制作产品。等离子熔融部2将灰渣中残留有机成分彻底裂解，产生的气体通过连接烟道20进入上部反应部1再进行反应处理，实现了两个系统的渣和气的无缝连接，实现了灰渣和烟气的无害化处理。
实施例3
所述的一体化等离子炉排炉，结构如图4所示，与实施例1类似，不同之处在于：
所述炉排8设置四级。
所述第一燃烧器12为等离子炬。
所述第一燃烧器12设置为两个，均固定在第一炉体4侧壁上。
所述第二燃烧器28为等离子炬。
所述第二燃烧器28设置为两个，一个靠近废气进口29，另一个固定在第三炉体25中部。
所述二次燃烧部3采用卧式结构。
工作时，待处理物料首先通过进料口6进入第一级炉排8，打开提升闸门10，通过推料闸门9推动待处理物料进入下一级炉排8即第二级，有机物在炉排8上进行焚烧反应，产生烟气通过排放烟道排放至二次燃烧部3进一步进行燃烧处理，保证烟气彻底变成CO2和H2O，无可燃气体排放。二次燃烧部3设置紧急排放烟囱27，保证系统安全。
物料焚烧后产生的灰渣经推料闸门9推动进入下一级炉排8(即第三级)，进一步进行气化或者焚烧，气化或焚烧后产生的灰渣经推料闸门9推动进入下一级炉排(即第四级)，进一步进行气化或者焚烧，气化或焚烧后产生的灰渣经推料闸门9推动通过灰渣落料溜槽13进入下部灰渣进料口17后落入第二炉膛16，熔融物料通过等离子炬21产生的高温将灰渣熔融变成液相，通过排液口22排放至后端进行冷却成玻璃体或制作产品。等离子熔融部2将灰渣中残留有机成分彻底裂解，产生的气体通过连接烟道20进入上部反应部1再进行反应处理，实现了两个系统的渣和气的无缝连接，实现了灰渣和烟气的无害化处理。
实施例4
如图5所示，所述一体化等离子炉排炉，包括反应部1、等离子熔融部2和二次燃烧部3，
反应部1包括第一炉体4，第一炉体4内设有第一炉膛5，第一炉体4下部设置支撑板7，所述第一炉膛5内设有从进料口6至支撑板7呈现阶梯型布置的炉排8，其中，在每级炉排8上靠近进料口6的边部处设有推料闸门9，所述推料闸门9能将该级炉排8上的燃料从一边部推送至另一边部落入下级炉排8上，第一级炉排8上远离进料口6的边部处设有提升闸门10，第一炉体4顶部设置烟气排放口11，所述第一炉膛5内部设置有第一燃烧器12，第一燃烧器12固定在第一炉体4侧壁上，所述第一炉膛5下部收缩与支撑板7围成灰渣落料溜槽13；
等离子熔融部2包括第二炉体15，第二炉体15内设有第二炉膛16，第二炉体15顶部分别设置灰渣进料口17和第一烟气出口18，所述灰渣进料口17通过进料管19与反应部1的灰渣落料溜槽13相连通，第二炉膛16内还设有等离子炬21，等离子炬21固定在第二炉体15的顶壁上，第二炉体15下部设排液口22；
二次燃烧部3包括第三炉体25，第三炉体25内设有第三炉膛26，第三炉体25顶部设置紧急排放烟囱27，紧急排放烟囱27与第三炉膛26连通，所述第三炉膛26内部设置有第二燃烧器28，第二燃烧器28固定在第三炉体25侧壁上，第三炉体25下部设置废气进口29，所述废气进口29与反应部1的烟气排放口11相连；
第三炉体25侧壁上还设置有烟气进口14，所述第一烟气出口18通过连接烟道20与烟气进口14相连通。
其中：
所述炉排8设置两级。
所述推料闸门9包括推料板和推杆。
所述提升闸门10包括提杆和挡料板。
所述第一燃烧器12为天然气燃烧器。
所述第一燃烧器12设置为一个，固定在第一炉体4侧壁上。
所述排液口22与由溢流管道23围成的溢流腔24连通，其中，溢流腔24的最低点的高度高于排液口22的最高点的高度。溢流式设计能够防止未变成液相的部分被冲带出去。
所述第二燃烧器28为天然气燃烧器。
所述第二燃烧器28设置为两个，一个靠近废气进口29，另一个固定在第三炉体25中部。
所述二次燃烧部3采用卧式结构。
工作时，待处理物料首先通过进料口6进入第一级炉排8，打开提升闸门10，通过推料闸门9推动待处理物料进入下一级炉排8(即第二级)，有机物在炉排8上进行焚烧反应，产生烟气通过排放烟道排放至二次燃烧部3进一步进行燃烧处理，保证烟气彻底变成CO2和H2O，无可燃气体排放。二次燃烧部3设置紧急排放烟囱27，保证系统安全。
物料焚烧后产生的灰渣经推料闸门9推动通过灰渣落料溜槽13进入下部灰渣进料口17后落入第二炉膛16，熔融物料通过等离子炬21产生的高温将灰渣熔融变成液相，通过排液口22排放至后端进行冷却成玻璃体或制作产品。等离子熔融部2将灰渣中残留有机成分彻底裂解，产生的气体通过连接烟道20进入二次燃烧部3再进行反应处理，实现了两个系统的渣和气的无缝连接，实现了灰渣和烟气的无害化处理。
实施例5
所述的一体化等离子炉排炉，结构如图6所示，与实施例1类似，不同之处在于：
所述二次燃烧部3采用立式结构。第三炉体25侧壁上开设有第二烟气出口30。正常烟气从第二烟气出口30排出，遇到问题时将烟气从紧急排放烟囱27排出。
所述第二燃烧器28设置为两个，均设置在第三炉体25的下部，两个相对设置。
以上出现的“第一”、“第二”等限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
Claims (9)
1.一种一体化等离子炉排炉，其特征在于：包括反应部(1)、等离子熔融部(2)和二次燃烧部(3)，
反应部(1)包括第一炉体(4)，第一炉体(4)内设有第一炉膛(5)，第一炉体(4)下部设置支撑板(7)，所述第一炉膛(5)内设有从进料口(6)至支撑板(7)呈现阶梯型布置的炉排(8)，其中，在每级炉排(8)上靠近进料口(6)的边部处设有推料闸门(9)，所述推料闸门(9)能将该级炉排(8)上的燃料从一边部推送至另一边部落入下级炉排(8)上，第一级炉排(8)上远离进料口(6)的边部处设有提升闸门(10)，第一炉体(4)顶部设置烟气排放口(11)，所述第一炉膛(5)内部设置有第一燃烧器(12)，第一燃烧器(12)固定在第一炉体(4)侧壁上，所述第一炉膛(5)下部收缩与支撑板(7)围成灰渣落料溜槽(13)；
等离子熔融部(2)包括第二炉体(15)，第二炉体(15)内设有第二炉膛(16)，第二炉体(15)顶部分别设置灰渣进料口(17)和第一烟气出口(18)，所述灰渣进料口(17)通过进料管(19)与反应部(1)的灰渣落料溜槽(13)相连通，第二炉膛(16)内还设有等离子炬(21)，等离子炬(21)固定在第二炉体(15)的顶壁上，第二炉体(15)下部设排液口(22)；
二次燃烧部(3)包括第三炉体(25)，第三炉体(25)内设有第三炉膛(26)，第三炉体(25)顶部设置紧急排放烟囱(27)，紧急排放烟囱(27)与第三炉膛(26)连通，所述第三炉膛(26)内部设置有第二燃烧器(28)，第二燃烧器(28)固定在第三炉体(25)侧壁上，第三炉体(25)下部设置废气进口(29)，所述废气进口(29)与反应部(1)的烟气排放口(11)相连；
其中：
第一炉体(4)或第三炉体(25)侧壁上还设置有烟气进口(14)，所述第一烟气出口(18)通过连接烟道(20)与烟气进口(14)相连通。
2.根据权利要求1所述的一体化等离子炉排炉，其特征在于：所述炉排(8)至少设置两级。
3.根据权利要求1所述的一体化等离子炉排炉，其特征在于：所述推料闸门(9)包括推料板和推杆。
4.根据权利要求1所述的一体化等离子炉排炉，其特征在于：所述提升闸门(10)包括提杆和挡料板。
5.根据权利要求1所述的一体化等离子炉排炉，其特征在于：所述第一燃烧器(12)为天然气燃烧器、柴油燃烧器或等离子炬。
6.根据权利要求1所述的一体化等离子炉排炉，其特征在于：所述排液口(22)与由溢流管道(23)围成的溢流腔(24)连通，其中，溢流腔(24)的最低点的高度高于排液口(22)的最高点的高度。
7.根据权利要求1所述的一体化等离子炉排炉，其特征在于：所述第二燃烧器(28)为天然气燃烧器、柴油燃烧器或等离子炬。
8.根据权利要求1所述的一体化等离子炉排炉，其特征在于：所述二次燃烧部(3)为卧式或立式结构。
9.根据权利要求8所述的一体化等离子炉排炉，其特征在于：所述二次燃烧部(3)为立式结构时，第三炉体(25)侧壁上开设有第二烟气出口(30)。
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