CN212329220U - 一种基于等离子体技术燃煤电厂废弃风机叶片处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了种基于等离子体技术燃煤电厂废弃风机叶片处理装置,包括贮存仓、破碎机、等离子体熔融炉、贮存罐、碱洗塔、燃煤锅炉、废渣收集仓、磨煤机、煤仓、第一鼓风机、第二鼓风机、第一冷却器、第二冷却器、第一电袋除尘器和第二电袋除尘器,等离子体熔融炉的内腔设置有交流电弧等离子体发生器,交流电弧等离子体发生器的出口处设置有扩散装置。本实用新型能够利用等离子体技术机结合燃煤电厂处理废弃的风机叶片,有机高分子材料经过等离子体热解产生可燃性气体,可用作燃煤锅炉补燃,煤渣、飞灰等含重金属的无机材料经过等离子体熔融产生玻璃体熔渣,重金属被固封在玻璃体熔渣中,可用作建筑材料,最终达到无害化处理。
Description
技术领域
本实用新涉及风机叶片无害化处理技术领域,特别涉及一种基于等离子体技术燃煤电厂废弃风机叶片处理装置。
背景技术
等离子体通常被认为是除固态、液态、气态之外的物质第四态,是含有能量的电离气体。它通过给气体施加足够的能量(通常是气体放电)而电离形成,将电子从中性气体分子和原子中分离。等离子体热解熔融处理废弃风机叶片的机理如下:从微观角度来说,由于外加电场的作用,介质会放电并产生大量高能电子,废弃物分子由于受到高能电子的强烈轰击而发生电离和激发,同时伴随着一系列复杂的物理和化学反应,是复杂有害的大分子废弃物转变为无害的小分子安全物质,废弃物因此得以降解和无害化去除。从宏观角度看,电弧放电产生温度很高的等离子体,将废弃物加热至很高的温度,从而迅速有效地摧毁固体废料,可燃的有机成分充分热解,转化为可燃性气体,用于能源回收,不可燃的无机组分等离子体经等离子体高温处理后变为无害渣体,可用作建筑材料。
等离子体热解,指在无氧或缺氧的条件下,易分解的有机废物发生热解断裂,生成小分子化合物。等离子体熔融,指无机废物在高温等离子体条件下发生熔融和压实,生成玻璃化物质,有害金属则封闭在玻璃化固体中。现有对风机叶片或太阳能电池板的处理方法一般直接进行焚烧,会有以下缺点:燃烧释放的大量有毒气体还将造成二次污染,不利于环境保护;焚烧后的灰分可能含有重金属,会污染土壤;燃烧产生的玻璃晶体颗粒会造成设备磨损,损坏设备。为此,我们提出了一种基于等离子体技术燃煤电厂废弃风机叶片处理装置。
实用新型内容
本实用新型提供了一种基于等离子体技术燃煤电厂废弃风机叶片处理装置,主要目的在于能够利用等离子体技术机结合燃煤电厂处理废弃的风机叶片和太阳能电池板,有机高分子材料经过等离子体热解产生可燃性气体,可用作燃煤锅炉补燃,煤渣、飞灰等含重金属的无机材料经过等离子体熔融产生玻璃体熔渣,重金属被固封在玻璃体熔渣中,可用作建筑材料,最终达到无害化处理。
为实现上述目的,本实用新型采取的技术方案为:
一种基于等离子体技术燃煤电厂废弃风机叶片处理装置,包括贮存仓、破碎机、等离子体熔融炉、贮存罐、碱洗塔、燃煤锅炉、废渣收集仓、磨煤机、煤仓、第一鼓风机、第二鼓风机、第一冷却器、第二冷却器、第一电袋除尘器和第二电袋除尘器,所述贮存仓的出料口与破碎机的进料口相连通,所述破碎机的出料端与等离子体熔融炉的进料端相连通,所述等离子体熔融炉的出气端与第一冷却器的进料端相连通,所述等离子体熔融炉的出料端与第二冷却器的进料端相连通,所述等离子体熔融炉的进料端分别与燃煤锅炉、第一电袋除尘器和第二电袋除尘器废料出口端相连通,所述贮存罐的出气端与等离子体熔融炉的进气端相连通,所述碱洗塔的出气端与燃煤锅炉相连通,所述碱洗塔的进气端与第一电袋除尘器的出气端相连通,所述燃煤锅炉的出气端与第二电袋除尘器相连通,所述燃煤锅炉的物料进口分别与磨煤机和第一冷却器相连通,所述废渣收集仓的进料端与第二冷却器的出料端相连通,所述磨煤机的进气端与第二冷却器相连通,所述磨煤机的进料端与煤仓相连通,所述第一鼓风机的出气端与第一冷却器的进气端相连通,所述第二鼓风机的出气端与第二冷却器的进气端相连通,所述第一冷却器的出气端与第一电袋除尘器相连通。
优选的,所述等离子体熔融炉的内腔设置有交流电弧等离子体发生器。
优选的,所述交流电弧等离子体发生器的等离子体出口设置有扩散装置,且扩散装置采用石墨材料制成的喇叭状等离子出料结构,经扩散装置的导流,产生的等离子体射向四周,增大了与废弃物的接触面积,会使热解反应进行得更加充分,会大大缩短了反应时间,提高废弃物处理效率,并且扩散装置的材质选择石墨材料,化学性质稳定、耐腐蚀、耐高温,提高了设备的稳定性。
优选的,所述贮存罐的内腔贮存的气体为氮气,且贮存罐的出气端管道位于交流电弧等离子体发生器的两电极之间。
优选的,所述碱洗塔采用低处进气高处出气的气流结构,且碱洗塔5用于喷淋的碱液采用石灰石或碳酸钠与水进行配置。
与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:
1.本实用新型对废弃风机叶片采用等离子体热解熔融技术处理,产生可燃性气体,可以用作能源,玻璃化熔渣可以固化重金属,避免对环境造成二次污染;
2.本实用新型通过与燃煤电厂相结合,燃煤锅炉炉膛产生的煤渣和除尘器产生的飞灰会含有重金属等有害物质,会对环境造成潜在的威胁,将其送入等离子体熔融炉中,进行无害化处理;
3.本实用新型在利用冷却器利用外界空气对熔渣和高温气体进行降温,在空气与熔渣和高温气体进行热量交换后,把加热升温后的热空气送入燃煤锅炉,为燃煤锅炉中的煤炭的燃烧提供氧气,并能加强气流的扰动,促进高温烟气的回流,促进可燃物与氧气充分混合,为完全燃烧提供条件,节约了煤炭资源。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型等离子体熔融炉的内部结构示意图;
图3为本实用新型扩散装置的结构示意图。
图中:1-贮存仓;2-破碎机;3-等离子体熔融炉;4-贮存罐;5-碱洗塔;6-燃煤锅炉;7-废渣收集仓;8-磨煤机;9-煤仓;10-第一鼓风机;11-第二鼓风机;12-第一冷却器;13-第二冷却器;14-第一电袋除尘器;15-第二电袋除尘器;16-交流电弧等离子体发生器;17-扩散装置。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
如图1-3所示的一种基于等离子体技术燃煤电厂废弃风机叶片处理装置,包括贮存仓1、破碎机2、等离子体熔融炉3、贮存罐4、碱洗塔5、燃煤锅炉6、废渣收集仓7、磨煤机8、煤仓9、第一鼓风机10、第二鼓风机11、第一冷却器12、第二冷却器13、第一电袋除尘器14和第二电袋除尘器15,等离子体熔融炉3的内腔设置有交流电弧等离子体发生器16,交流电弧等离子体发生器16的等离子体出口设置有扩散装置17,且扩散装置17采用石墨材料制成的喇叭状等离子出料结构,经扩散装置17的导流,产生的等离子体射向四周,增大了与废弃物的接触面积,会使热解反应进行得更加充分,会大大缩短了反应时间,提高废弃物处理效率,并且扩散装置17的材质选择石墨材料,化学性质稳定、耐腐蚀、耐高温,提高了设备的稳定性,贮存仓1的出料口与破碎机2的进料口相连通,破碎机2的出料端与等离子体熔融炉3的进料端相连通,等离子体熔融炉3的出气端与第一冷却器12的进料端相连通,等离子体熔融炉3的出料端与第二冷却器13的进料端相连通,等离子体熔融炉3的进料端分别与燃煤锅炉6、第一电袋除尘器14和第二电袋除尘器15废料出口端相连通,贮存罐4的出气端与等离子体熔融炉3的进气端相连通,贮存罐4的内腔贮存的气体为氮气,且贮存罐4的出气端管道位于交流电弧等离子体发生器16的两电极之间,碱洗塔5的出气端与燃煤锅炉6相连通,碱洗塔5的进气端与第一电袋除尘器14的出气端相连通,碱洗塔5采用低处进气高处出气的气流结构,且碱洗塔5用于喷淋的碱液采用石灰石或碳酸钠与水进行配置,燃煤锅炉6的出气端与第二电袋除尘器15相连通,燃煤锅炉6的物料进口分别与磨煤机8和第一冷却器12相连通,废渣收集仓7的进料端与第二冷却器13的出料端相连通,磨煤机8的进气端与第二冷却器13相连通,磨煤机8的进料端与煤仓9相连通,第一鼓风机10的出气端与第一冷却器12的进气端相连通,第二鼓风机11的出气端与第二冷却器13的进气端相连通,第一冷却器12的出气端与第一电袋除尘器14相连通。
本实施例的一个具体应用为,本实用新型在使用过程中,废弃的风机叶片经切割机切割之后放在贮存仓1中,在进行处理时,首先经破碎机2进行破碎之后,破碎成细小块状固体,送入等离子体熔融炉3中,其中等离子体熔融炉3要保证良好的气密性,使其热解环境处于无氧或缺氧状态。然后将贮存罐4贮存的氮气通入交流电弧等离子体体发生器16的两电极之间,使其发生电离,产生明亮的火焰,当氮气气流足够大的时候,等离子体延伸到电极以外,形成等离子体射流,废弃物由于受到很高的温度,同时伴随着一系列复杂的物理和化学反应,使复杂有害的大分子废弃物转变为无害的小分子安全物质,可燃的有机成分充分热解,转化为可燃性气体,主要包括CO、H2、CO2、CH4和一些低碳烃类气体,不可燃的无机组分等离子体经等离子体高温处理后变为无害渣体。其中交流电弧等离子体发生器16的等离子体出口设置有扩散装置17,且扩散装置17采用石墨材料制成的喇叭状等离子出料结构,经扩散装置17的导流,产生的等离子体射向四周,增大了与废弃物的接触面积,会使热解反应进行得更加充分,会大大缩短了反应时间,提高废弃物处理效率,并且扩散装置17的材质选择石墨材料,化学性质稳定、耐腐蚀、耐高温,提高了设备的稳定性。之后,等离子体熔融炉3中产生的包括可燃性气体的废气进入第一冷却器12,经第一冷却器12降温之后,进入第一电袋除尘器14除去飞灰,再经碱洗塔5中喷淋的碱液除去酸性气体得到干净的可燃性气体,其中碱洗塔5的碱液可由石灰石或碳酸钠来进行配置。得到净化的可燃性气体通入燃煤锅炉6中,用作燃煤锅炉6的补燃原料,节约了煤炭资源,燃煤锅炉6在使用时燃烧煤炭产生的含灰废气进入第二电袋除尘器15进行除尘。其中第一电袋除尘器14和第二电袋除尘器15实现气体中分离飞灰作用收集到的固体残渣,以及燃煤锅炉6燃烧产生的煤渣会含有某些重金属,造成二次污染,为避免这种现象,可以将燃煤锅炉6、第一电袋除尘器14和第二电袋除尘器15中的煤渣或飞灰送到等离子体熔融炉3中进行熔融,然后进入第二冷却器13中进行冷却,重金属则被固封在无害渣体中,最后由废渣收集仓7收集废渣。其中为了利用通过等离子体熔融炉3进入第二冷却器13的熔融物质的热量,利用第二鼓风机11将空气送入第二冷却器13进行热量交换,在对熔融物质进行冷却的同时,受热的空气形成热风进入磨煤机8中,磨煤机8把通过煤仓9进入的煤炭磨成煤粉后,被热风送入燃煤锅炉6进行燃烧,采用热风送煤粉能供给煤粉中的挥发分着火燃烧所需的氧气,还具有对煤粉预热的作用;另外从等离子体熔融炉3出来的可燃性气体也具有很高的温度,为了防止第一电袋除尘器14的损坏以及提高除尘效率,在进入第一电袋除尘器14之前需要通过第一冷却器12降温,利用第一鼓风机10将空气送入第一冷却器12进行热量交换,对高温气体进行降温的同时,把受热后的空气直接送入燃煤锅炉6中,为燃煤锅炉6中的煤炭的燃烧提供氧气,并能加强气流的扰动,促进高温烟气的回流,促进可燃物与氧气充分混合,为完全燃烧提供条件。根据以上工艺从而最终实现废弃风机叶片的资源化、无害化、减量化处理。
其中需要注意的是,碱洗塔5的构造可参照燃煤电厂脱硫塔的构造进行设计,第一电袋除尘器14和第二电袋除尘器15的设计也可参照燃煤电厂的电袋除尘器进行设计,由于已有现有具体结构可供参考,本实用新型内容未做具体介绍。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (5)
1.一种基于等离子体技术燃煤电厂废弃风机叶片处理装置,其特征在于:包括贮存仓(1)、破碎机(2)、等离子体熔融炉(3)、贮存罐(4)、碱洗塔(5)、燃煤锅炉(6)、废渣收集仓(7)、磨煤机(8)、煤仓(9)、第一鼓风机(10)、第二鼓风机(11)、第一冷却器(12)、第二冷却器(13)、第一电袋除尘器(14)和第二电袋除尘器(15),所述贮存仓(1)的出料口与破碎机(2)的进料口相连通,所述破碎机(2)的出料端与等离子体熔融炉(3)的进料端相连通,所述等离子体熔融炉(3)的出气端与第一冷却器(12)的进料端相连通,所述等离子体熔融炉(3)的出料端与第二冷却器(13)的进料端相连通,所述等离子体熔融炉(3)的进料端分别与燃煤锅炉(6)、第一电袋除尘器(14)和第二电袋除尘器(15)废料出口端相连通,所述贮存罐(4)的出气端与等离子体熔融炉(3)的进气端相连通,所述碱洗塔(5)的出气端与燃煤锅炉(6)相连通,所述碱洗塔(5)的进气端与第一电袋除尘器(14)的出气端相连通,所述燃煤锅炉(6)的出气端与第二电袋除尘器(15)相连通,所述燃煤锅炉(6)的物料进口分别与磨煤机(8)和第一冷却器(12)相连通,所述废渣收集仓(7)的进料端与第二冷却器(13)的出料端相连通,所述磨煤机(8)的进气端与第二冷却器(13)相连通,所述磨煤机(8)的进料端与煤仓(9)相连通,所述第一鼓风机(10)的出气端与第一冷却器(12)的进气端相连通,所述第二鼓风机(11)的出气端与第二冷却器(13)的进气端相连通,所述第一冷却器(12)的出气端与第一电袋除尘器(14)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种基于等离子体技术燃煤电厂废弃风机叶片处理装置,其特征在于:所述等离子体熔融炉(3)的内腔设置有交流电弧等离子体发生器(16)。
3.根据权利要求2所述的一种基于等离子体技术燃煤电厂废弃风机叶片处理装置,其特征在于:所述交流电弧等离子体发生器(16)的等离子体出口设置有扩散装置(17),且扩散装置(17)采用石墨材料制成的喇叭状等离子出料结构。
4.根据权利要求1所述的一种基于等离子体技术燃煤电厂废弃风机叶片处理装置,其特征在于:所述贮存罐(4)的内腔贮存的气体为氮气,且贮存罐(4)的出气端管道位于交流电弧等离子体发生器(16)的两电极之间。
5.根据权利要求1所述的一种基于等离子体技术燃煤电厂废弃风机叶片处理装置,其特征在于:所述碱洗塔(5)采用低处进气高处出气的气流结构,且碱洗塔(5)用于喷淋的碱液采用石灰石或碳酸钠与水进行配置。
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