CN219223295U - 一种危废等离子熔融密封进料系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种危废等离子熔融密封进料系统，包含进料仓、进料井、进料密封螺旋，所述进料仓包含输送机危废进料口、插板阀、拨料装置、出料管式螺旋输送机及风机，所述进料井包含上、下插板阀、料位计，进料口上部连通出料管式螺旋输送机，下部连通入炉管式螺旋输送机。通过上述三重装置的密封及相互连锁的控制方法，减少空气的带入及进入量，隔绝等离子熔融炉内热气通过进料螺旋处外泄。提高了熔融系统效率，减少了尾气的产生量，减轻了尾气处理设施的投资与运行负荷，降低了危废熔融项目的整体投资及运行成本。

Description

一种危废等离子熔融密封进料系统

技术领域

本实用新型涉及危废等离子熔融处理设备技术领域，尤其涉及一种危废等离子熔融密封进料系统。

背景技术

危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的固体废物。随着工业及社会经济的不断发展，企业在生产过程排放的危险废物也日益增多。2021年我国工业危废产量约为5755.56万吨，同比增长11.8%。伴随危废产生量不断增加的是，危废处理过程中与民争地、危废处理不够彻底、减量化效果差、易造成二次污染等问题。

采用等离子体熔融技术处理危险固体废弃物是指，使用直流电弧等离子体或等离子体炬将废物加热到上千摄氏度，最高可加热至10000℃以上，打破基本粒子间的化学键左右，重新使物质归于原子状态并丧失原有的活力，从而使危险废物转变为无害的物质，在此过程中无机物熔融成可冷却为熔融渣。尤其是对于无机物含量高的危废，在隔绝空气的情况下，采用等离子体熔融技术处置可以利用等离子体的瞬间高温，快速将危废物质高温裂解，产生少量气体及固态的熔融态无机物，其中的有机物特别是有毒有机物（二噁英和呋喃），在高温下分解为无毒的原子及简单分子，不产生二次污染，产生的废气量少，后续尾气处理设施简单，危废熔融物还可以作为建材用于筑路等，真正做到了危废的彻底无害化、经济化和资源化处置。

例如专利号CN202022826235.X废盐熔融炉封闭式进料结构，对于熔融前的废盐在进料通道中采用斜向封板密封，通道需用耐火砖砌筑，同时还要在顶闭上设置喷火枪。这种密封进料结构仅可减少进料过程中的空气输入，与炉内热气的外泄，但不能减少物料中带入的空气量，同时投资与运行成本较高，喷火枪的设计也增加可后续工艺的尾气处理量。

因此，综上对于无机物含量高的危废，如垃圾焚烧飞灰、危废焚烧炉渣等，本身含水率低、有机物及固定炭含量少，在无氧条件下进行熔融处置，有助于减少废气量的产生，减少后续的尾气处理设备和减轻其运行能耗，减少熔融炉内能量的外泄，降低危废等离子熔融处置的投资和运行成本，从而在危废的原料进料方面需要一种兼具经济性、便捷性的高效密封进料系统。

发明内容

本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种危废等离子熔融密封进料系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种危废等离子熔融密封进料系统，包括有皮带输送机、斗式提升机、进料仓、出料管式螺旋输送机、进料井、入炉管式螺旋输送机和等离子体熔融炉，所述的皮带输送机的出料端与斗式提升机的进料口对接，斗式提升机的出料口与进料仓的进料口之间通过进料管道密封连通，在进料管道上安装有进料插板阀，在进料仓上部还连接有抽气风机，在进料仓的内部底部安装有料仓拨料器，进料仓底端的出料口与出料管式螺旋输送机的进料口通过出料管道密封连通，所述进料井的进料口与出料管式螺旋输送机的出料口密封连通，进料井的出料口与入炉管式螺旋输送机的进料口密封连通，入炉管式螺旋输送机的出料口与等离子体熔融炉的进口密封连通，在所述进料井的内部上部和下部分别安装有进料井上插板阀和进料井下插板阀，在所述进料仓内安装有料仓料位计和料仓压力传感器，在进料井的上部和下部分别安装有进料井上料位计和进料井下料位计。

所述的抽气风机为常开状态。

所述的料仓料位计采用桨叶式或者超声波式，进料仓的进料高度超过料仓拨料器300-600mm。

所述的等离子体熔融炉为变螺距的管式螺旋输送机，中间段螺距比前后段螺距小10%-40%。

所述的等离子体熔融炉为直流电弧等离子体熔融炉，等离子体熔融炉顶部为石墨电极。

还包括有控制系统，所述的控制系统分别连接皮带输送机、斗式提升机、进料插板阀、料仓料位计、料仓压力传感器、抽气风机、料仓拨料器、出料管式螺旋输送机、进料井上料位计、进料井下料位计、进料井上插板阀、进料井下插板阀、入炉管式螺旋输送机和等离子体熔融炉。

垃圾焚烧飞灰是一种无机物含量较高的危险废弃物，采用等离子熔融处技术可以对其进行彻底的无害化及资源化处置。在处理过程中，首先将垃圾焚烧飞灰进行造粒，飞灰颗粒直径约为10mm。造粒后的飞灰颗粒通过皮带输送机运至斗式提升机内，再通过斗式提升机提升，经过进料管道进入进料仓的进料口，并由此被送入进料仓内。

飞灰颗粒从进料口落入进料仓后，落入进料仓下部。在进料仓下部的料仓拨料器的作用下，不断落入的飞灰颗粒被平摊在料仓底下部并不断升高。由于出料管道的进料口被埋于飞灰颗粒之下，且随着飞灰颗粒的增加料位不断升高并对其进行封闭，因此飞灰颗粒在进入底部出料管式螺旋输送机进料口的过程也是在一定的料封作用下进行，可以减少进入的空气量。同时，抽气风机开启并抽吸进料过程中带入的空气，被抽吸的空气经过后续的除尘净化系统过滤后排放。在整个过程中，料仓压力传感器用于监控及反馈进料仓内的压力情况。

当启动进料程序时，控制系统会先首先打开进料仓的进料插板阀，当进料插板阀开到位后，发送信号给控制系统。控制系统收到进料插板阀打开到位的反馈信号后，再控制依次开启斗式提升机、皮带输送机及料仓拨料器开始飞灰颗粒的进料进程。随着飞灰颗粒不断地被送入进料仓，进料仓内料位不断升高，安装在进料仓上部的料仓料位计不断测量飞灰颗粒的料位情况，并反馈回控制系统。当测得料位水平高于料仓拨料器500mm时，控制系统关闭进料设备及进料插板阀，同时开启抽气风机。当料仓料位计测得的料位与料仓拨料器相同时，控制系统关闭抽气风机，并依次打开进料插板阀、斗式提升机和皮带输送机，再次开启进料流程。

飞灰颗粒从进料仓内经拨料器推拨入下方出料管式螺旋输送机进料口后，被其送入进料井中。飞灰颗粒从进料口被推入出料管式螺旋输送机后，首先被送至进料井上插板阀上暂存后，进料井上插板阀打开并随即关闭。飞灰颗粒落于进料井下插板阀上暂存，在进料井上插板阀关闭后，进料井下插板阀再打开使飞灰颗粒落入下部入炉管式螺旋输送机中。在飞灰颗粒在整个进料井的进料过程中，进料井中始终保持进料井上、下插板阀中的一个处于关闭状态，以隔绝气流相通。

当进料井下料位计测得入炉管式螺旋输送无料报警时，控制系统自动连锁进料井上插板阀并将其打开，置于进料井上插板阀上的飞灰颗粒掉入进料井中部即进料井上插板阀和进料井下插板之间部位，待进料井上插板阀关闭后发送信号至控制系统。控制系统才自动打开进料井下插板阀，使飞灰颗粒落进下部入炉管式螺旋输送机的入口。同时，进料井下插板阀在完全打开后即自动关闭。待进料井下插板阀关闭到位后，将信号反馈给控制系统，控制系统连锁出料管式螺旋输送机启动，同时在出料管式螺旋输送机启动时控制系统也自动启动料仓拨料器，由料仓拨料器将料仓底部物料送入出料管式螺旋输送机，再由其送至进料井。待进料至进料井上料位计测得有料报警后，控制系统则连锁自动关闭出料管式螺旋输送机。

进料井上料位计用于监控并反馈出料管式螺旋输送机送至进料井的飞灰颗粒情况，其位于出料管式螺旋输送机和进料井上插板阀间；进料井下料位计用于监控并反馈入炉管式螺旋输送机进料情况，其位于进料井下插板阀和入炉管式螺旋输送机的进口之间。

入炉管式螺旋输送机中间为变螺距设计，比前后正常螺距段少20%。由于螺距变小，飞灰颗粒在从正常螺距段进入小螺距段后在此被压缩，从而形成螺旋输送机中的较为紧室的一层料封层，其隔绝了进料端与熔炉端的气流交换，从而达到阻止炉内气体外泄和进料端空气进入等离子体熔融炉。入炉管式螺旋输送机在进料进程开始按照设计的进料量连续运行。

本实用新型的优点是：本实用新型通过多重装置的密封，减少空气的带入及进入量，隔绝等离子熔融炉内热气通过进料螺旋处外泄，提高了熔融系统效率，减少了尾气的产生量，减轻了尾气处理设施的投资与运行负荷，降低了危废熔融项目的整体投资及运行成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型入炉管式螺旋输送机结构示意图。

图3为本实用新型实际工作流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、优势和相关技术方案更加清楚明晰，下面结合附图及实施例对本实用新型进行进一步说明。下面所描述的实施例仅用于阐述本实用新型，并不用于对本实用新型的限定。

一种危废等离子熔融密封进料系统，包括有皮带输送机1、斗式提升机2、进料仓3、出料管式螺旋输送机4、进料井5、入炉管式螺旋输送机6和等离子体熔融炉7，所述的皮带输送机1的出料端与斗式提升机2的进料口对接，斗式提升机2的出料口与进料仓3的进料口之间通过进料管道8密封连通，在进料管道8上安装有进料插板阀9，在进料仓3上部还连接有抽气风机10，在进料仓3的内部底部安装有料仓拨料器11，进料仓3底端的出料口与出料管式螺旋输送机4的进料口通过出料管道12密封连通，所述进料井5的进料口与出料管式螺旋输送机4的出料口密封连通，进料井5的出料口与入炉管式螺旋输送机6的进料口密封连通，入炉管式螺旋输送机6的出料口与等离子体熔融炉7的进口密封连通，在所述进料井5的内部上部和下部分别安装有进料井上插板阀13和进料井下插板阀14，在所述进料仓3内安装有料仓料位计18和料仓压力传感器17，在进料井5的上部和下部分别安装有进料井上料位计15和进料井下料位计16。

所述的抽气风机10为常开状态。

所述的料仓料位计18采用桨叶式或者超声波式，进料仓3的进料高度超过料仓拨料器11300-600mm。

所述的等离子体熔融炉7为变螺距的管式螺旋输送机，中间段螺距比前后段螺距小10%-40%。

所述的等离子体熔融炉7为直流电弧等离子体熔融炉7，等离子体熔融炉7顶部为石墨电极。

还包括有控制系统，所述的控制系统分别连接皮带输送机1、斗式提升机2、进料插板阀9、料仓料位计18、料仓压力传感器17、抽气风机10、料仓拨料器11、出料管式螺旋输送机4、进料井上料位计15、进料井下料位计16、进料井上插板阀13、进料井下插板阀14、入炉管式螺旋输送机6和等离子体熔融炉。

本实用新型就是针对目前危废等离子熔融领域，尤其是无机物含量较高的危废，在等离子熔融处理过程中能量在进料端易于外泄、产生的尾气量大的问题。从进料端通过三种密封方式进行密封，减少了空气带入量，减轻了尾气处理负荷，减少了尾气处理设施的投资及运行成本。

本实用新型要解决的具体技术问题在于，由于物料送入进料仓过程中，物料孔隙中及进料仓没有密封，导致大量空气带入进料仓中，造成后续等离子熔融处理过程中尾气量大的问题。

作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，针对上述中存在的问题，通过本实用新型中对进料仓在进料口加装进料插板阀9，在物料送入进料仓时打开进料。物料在进料仓中达到设定的料位后，进料自动停止并关闭进料插板阀9，并开启抽气风机10对进料仓3内气体进行抽吸，减少通过进料进程带入的空气量。同时，料位高度设计在一定高度，对进料仓下部物料出口起到料封的左右，最大程度上减少了进料仓阶段带入的空气量。

本实用新型要解决的具体技术问题在于，由于物料在进料通道中前后不密封，造成的空气带入及热气由此外泄的问题。

作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，针对上述中存在的问题，通过本实用新型中，对连接出料管式螺旋输送机4和将物料送入等离子体熔融炉7内的入炉管式螺旋输送机6间的进料井进行密封设计并加装相关插板阀门，做到在进料过程中始终保持有一个插板阀处于关闭状态，从而保证在物料通过进料井的过程中空气不会由进料仓3直接进入等离子体熔融炉7内，同时熔融炉内的高温气体也不会从此外泄。

本实用新型要解决的具体技术问题在于，由于熔融炉高温气体从入炉管式螺旋输送机6中外泄，或空气从未满料的入炉管式螺旋输送机6中外泄，导致后续尾气量大或炉体从此散热导致能耗升高的问题。

作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，针对上述中存在的问题，通过本实用新型中，在入炉管式螺旋输送机6中采用了变螺距的螺旋输送机，在螺距较小的部分物料在此被压紧，从而隔绝了进料端与熔炉端的气流交换，从而达到阻止炉内气体外泄和进料端空气进入熔融炉。

本实用新型要解决的具体技术问题在于，进料系统各部分间需相互协调，部分操作还需人工进行，自动控制性能较差的问题。

作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，针对上述中存在的问题，通过本实用新型中，各部分中传感器对物料运行情况的实施反馈，按照设定的控制程序无需人工操作，进料过程全部由控制系统自动控制完成。

本实用新型从进料端开始通过三种密封方式，分别在进料仓、进料井和入炉管式螺旋输送机6进行密封，减少了空气带入量，减轻了尾气处理负荷，同时杜绝在等离子熔融处理过程中，高温气体从进料端外泄，减少了尾气处理设施的投资及等离子熔融系统的运行成本，减少了人工劳动。

所述进料仓段的密封是：主要成分为无机物的危废物料经过皮带输送机1送至斗式提升机2后，由斗式提升机2提升至进料仓3进料口。在进料仓3进料时，进料插板阀9处于打开状态，物料由此被斗式提升机2送入进料仓。在进料过程中，通过进料仓3底部的料仓拨料器11将进料仓3内的物料推拨，并且由进料仓3内安装的料仓料位计18进行进料仓内料位的测量，在达到设定的料位高度以便在出料口形成一定的料封后，进料系统自动关闭。同时关闭进料插板阀9，开启抽气风机10，抽吸进料过程中带入的空气，送入后续除尘净化系统处理后排放。

所述进料仓段密封的连锁控制过程为：当启动进料程序时，控制系统会先打开进料仓3的进料插板阀9，当进料插板阀9开到位后，发送信号给控制系统。控制系统收到进料插板阀9打开到位的反馈信号后，再打开斗式提升机2、皮带输送机1及料仓拨料器11开始物料进料进程。随着物料不断地被送入进料仓3，进料仓内3料位不断升高，升高的料位对于进料仓3下部的出料口即出料管式螺旋输送机4的入口形成一定的料封效果，隔绝料仓内的空气进入下部的出料管式螺旋输送机4。

当控制系统监测到料位至所设定的料位后，控制系统自动关闭皮带输送机1、斗式提升机2和进料插板阀9及料仓拨料器11。待控制系统收到进料插板阀9关闭的反馈信号后，自动开启抽气风机10，以减少进料阶段带入料仓3内的空气量。

当控制系统监测到料位至所设定的低料位后，控制系统会关闭抽气风机10，打开进料插板阀9后，开启斗式提升机2和皮带输送机1进行进料。

所述进料仓段是由：进料井上插板阀13、进料井5、进料井下插板阀14相连组成，同时辅以进料井上料位计15和进料井下料位计16监控及传输料位数据进行控制。

所述进料井段的密封是：物料从进料仓内经料仓拨料器11推拨入下方出料管式螺旋输送机4进料口后，被其送入进料井5中。物料从进料口被送入出料管式螺旋输送机4后，首先被输送至进料井上插板阀13上暂存后，进料井上插板阀13打开并随即关闭。物料便落于进料井下插板阀14上暂存，在进料井上插板阀13关闭后，进料井下插板阀14再打开使物料落入下部入炉管式螺旋输送机6中。在物料在整个进料井的进料过程中，进料井5中始终保持有一个插板阀处于关闭状态。

所述进料井密封的连锁控制过程为：当进料井下料位计16测得入炉管式螺旋输送无料报警时，控制系统自动连锁进料井上插板阀13将其打开，置于进料井上插板阀13上的物料掉入进料井5中部，待进料井上插板阀13关闭后发送信号至控制系统。控制系统才自动打开进料井下插板阀14，使物料落进下部入炉管式螺旋输送机6的入口。同时，进料井下插板阀14在完全打开后即自动关闭。待进料井下插板阀14关闭到位后，将信号反馈给控制系统，控制系统连锁出料管式螺旋输送机4启动，同时在出料管式螺旋输送机4启动时控制系统也自动启动料仓拨料器11，由料仓拨料器11将进料仓底部物料送入出料管式螺旋输送机4，再由其送至进料井。待进料至进料井上料位计15测得有料报警后，控制系统则连锁自动关闭出料管式螺旋输送机4和料仓拨料器11。进料井上料位计15用于监控并反馈出料管式螺旋输送机4送至进料井的物料情况，进料井下料位计16用于监控并反馈入炉管式螺旋输送机6进料情况。

所述入炉输送机段为入炉管式螺旋输送机6，中间为变螺距设计。由于螺距变小，物料在小螺距处被压缩，形成螺旋输送机中的较为紧室的一层料封层，其隔绝了进料端与熔炉端的气流交换，从而达到阻止炉内气体外泄和进料端空气进入熔融炉。入炉管式螺旋输送机6在进料进程开始后按照设计的进料量连续运行。

因此，本实用新型提供了一种危废等离子熔融密封进料系统，通过多种密封方式与设备的应用，配合相应的控制方法，减少了空气带入量，减轻了尾气处理负荷，同时杜绝在等离子熔融处理过程中，高温气体从进料端外泄，减少了尾气处理设施的投资及等离子熔融系统的运行成本，减少了人工劳动。

应当理解的是，对于本领域的技术人员来说，可以根据上述说明进行改进和变换，而所有这些改进和变换也应属于本实用新型的范围之内。

Claims (6)

1.一种危废等离子熔融密封进料系统，其特征在于：包括有皮带输送机、斗式提升机、进料仓、出料管式螺旋输送机、进料井、入炉管式螺旋输送机和等离子体熔融炉，所述的皮带输送机的出料端与斗式提升机的进料口对接，斗式提升机的出料口与进料仓的进料口之间通过进料管道密封连通，在进料管道上安装有进料插板阀，在进料仓上部还连接有抽气风机，在进料仓的内部底部安装有料仓拨料器，进料仓底端的出料口与出料管式螺旋输送机的进料口通过出料管道密封连通，所述进料井的进料口与出料管式螺旋输送机的出料口密封连通，进料井的出料口与入炉管式螺旋输送机的进料口密封连通，入炉管式螺旋输送机的出料口与等离子体熔融炉的进口密封连通，在所述进料井的内部上部和下部分别安装有进料井上插板阀和进料井下插板阀，在所述进料仓内安装有料仓料位计和料仓压力传感器，在进料井的上部和下部分别安装有进料井上料位计和进料井下料位计。

2.根据权利要求1所述的一种危废等离子熔融密封进料系统，其特征在于：所述的抽气风机为常开状态。

3.根据权利要求1所述的一种危废等离子熔融密封进料系统，其特征在于：所述的料仓料位计采用桨叶式或者超声波式，进料仓的进料高度超过料仓拨料器300-600mm。

4.根据权利要求1所述的一种危废等离子熔融密封进料系统，其特征在于：所述的等离子体熔融炉为变螺距的管式螺旋输送机，中间段螺距比前后段螺距小10%-40%。

5.根据权利要求1所述的一种危废等离子熔融密封进料系统，其特征在于：所述的等离子体熔融炉为直流电弧等离子体熔融炉，等离子体熔融炉顶部为石墨电极。

6.根据权利要求1所述的一种危废等离子熔融密封进料系统，其特征在于：还包括有控制系统，所述的控制系统分别连接皮带输送机、斗式提升机、进料插板阀、料仓料位计、料仓压力传感器、抽气风机、料仓拨料器、出料管式螺旋输送机、进料井上料位计、进料井下料位计、进料井上插板阀、进料井下插板阀、入炉管式螺旋输送机和等离子体熔融炉。

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