CN220567259U - 一种处置医疗废物的气化熔融炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种处置医疗废物的气化熔融炉，包含气化熔融炉炉体，气化熔融炉炉体上端设置有医疗废物进料口和合成气出口，气化熔融炉炉体熔池上侧设置有转移弧‑非转移弧复合型等离子体炬，转移弧‑非转移弧复合型等离子体炬设置有切换电路并由切换电路切换转移弧和非转移弧工作模式，气化熔融炉炉体的熔池侧面下端设置有出渣口，气化熔融炉炉体的熔池底部设置有导电耐火材料，接线端子固定在气化熔融炉炉体底部且接线端子上端贯穿气化熔融炉炉体底部与导电耐火材料连接。本实用新型采用切换电路控制转移弧‑非转移弧复合型等离子体炬的工作模式，解决了现有技术由于玻璃底料造成的转移弧起弧困难的技术问题。

Description

一种处置医疗废物的气化熔融炉

技术领域

本实用新型涉及一种气化熔融炉，特别是一种处置医疗废物的气化熔融炉，属于医废处理技术领域。

背景技术

目前医疗废物处置技术包括焚烧及非焚烧处置技术，焚烧处置技术可适应五类医疗废物，目前主要有回转窑焚烧、热解气化炉气化焚烧技术，上述所属技术处置医疗废物后会产生飞灰、底渣等固体废物，飞灰属于危险废物需经过二次处理，底渣需填埋处置。而采用等离子体气化熔融处置技术，只产生少量飞灰、安定玻璃体及金属，玻璃体可作为建筑用材料使用，金属可作为冶金行业原材料回收利用。此外，为了保证焦油等被充分燃烧，传统焚烧工艺需加入大量的空气。而等离子体炬的高温离子态气体可以加快焦油、二噁英等裂解焚烧，从而降低过量空气系数低，这样系统产生的烟气量少，向大气排放的污染物总量低，环境更友好。

一般医疗废物的热值较高，可以维持气化焚烧所需热量，无需额外增加热量。采用转移弧等离子体炬，与熔渣之间建立等离子体弧，熔池主要通过电流加热，相比与通过单纯的熔渣导热传递热量，其热流密度更高，可以最大限度的让等离子体炬能量加热熔渣，而非进入到气相后造成气化熔融炉出口合成气温度过高，整体能量利用率高。但是气化熔融炉在启动的时候，需要在熔池底部铺设玻璃等底料，而玻璃底料具有良好的绝缘性能，导致转移弧等离子体炬起弧困难。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种处置医疗废物的气化熔融炉，解决了现有技术转移弧等离子体炬处理医废时起弧困难的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种处置医疗废物的气化熔融炉，其特征在于：包含气化熔融炉炉体，气化熔融炉炉体上端设置有医疗废物进料口和合成气出口，气化熔融炉炉体熔池上侧设置有转移弧-非转移弧复合型等离子体炬，转移弧-非转移弧复合型等离子体炬设置有切换电路并由切换电路切换转移弧和非转移弧工作模式，气化熔融炉炉体的熔池侧面下端设置有出渣口，气化熔融炉炉体的熔池底部设置有导电耐火材料，接线端子固定在气化熔融炉炉体底部且接线端子上端贯穿气化熔融炉炉体底部与导电耐火材料连接。

进一步地，所述切换电路包含直流电源、第一开关SA1和第二开关SA2，转移弧-非转移弧复合型等离子体炬的阴极与直流电源的负极连接，第一开关SA1的一端和第二开关SA2的一端与直流电源的正极连接，第一开关SA1的另一端与转移弧-非转移弧复合型等离子体炬的阳极连接，第二开关SA2的另一端与接线端子连接。

进一步地，所述医疗废物进料口为上端带有进料料斗的竖直进料管道，医疗废物进料口固定在气化熔融炉炉体上端中心位置且医疗废物进料口的下端在气化熔融炉炉体的炉膛上端向下延伸。

进一步地，所述气化熔融炉炉体的熔池上侧的炉体设置有向中心倾斜收缩的拱腰结构，转移弧-非转移弧复合型等离子体炬倾斜固定在气化熔融炉炉体的拱腰结构上并且若干个转移弧-非转移弧复合型等离子体炬沿着拱腰结构的周向等间距分布。

进一步地，所述气化熔融炉炉体侧面由下至上依次设置有第一风口、第二风口和第三风口，第一风口设置在拱腰结构上向气化熔融炉炉体内熔池上侧供风，第二风口设置在气化熔融炉炉体侧壁向气化燃烧层供风，第三风口设置在气化熔融炉炉体侧壁向干燥层供风。

进一步地，所述第一风口倾斜固定在拱腰结构上并且若干个第一风口沿着拱腰结构的周向等间距分布，第一风口与水平面的倾角小于转移弧-非转移弧复合型等离子体炬与水平面的倾角。

进一步地，所述第一风口的供风量为气化熔融炉整体供风量的10-20%，第三风口的供风量为气化熔融炉整体供风量的10-20%，其余气化熔融炉所需供风量由第二风口提供。

进一步地，所述导电耐火材料包含上层耐火材料和下层耐火材料，上层耐火材料采用高耐火材质并且上层耐火材料均匀嵌设有导电材料，下层耐火材料采用高导电性能的耐火材料。

进一步地，所述接线端子的上端设置有导电圆盘，导电圆盘铺设在气化熔融炉炉体的熔池底部。

进一步地，所述气化熔融炉炉体底部设置有空冷箱。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、本实用新型采用切换电路控制转移弧-非转移弧复合型等离子体炬的工作模式，气化熔融炉启动的时候，采用非转移弧工作模式，使熔池内的物料和底部垫层熔融，然后切换到转移弧工作模式，解决了现有技术由于玻璃底料造成的转移弧起弧困难的技术问题；

2、本实用新型的气化熔融炉炉体熔池上方采用拱腰结构，避免物料下落阻挡等离子体炬射流，可以有效防止等离子体炬断弧，同时可以避免物料在第一风口和等离子体炬的炬口熔融黏附；

3、本实用新型第一风口靠近等离子体炬布置，一次风在该区域被预热后进入到气化燃烧层，有利于残碳的气化燃烧；并且第一风口的倾角略小于等离子体炬的倾角，从而一次风在等离子体炬射流上层形成阻挡效应，使得更多热量集中到熔池中，使熔池的加热效果更好。

附图说明

图1是本实用新型的一种处置医疗废物的气化熔融炉的示意图。

图2是本实用新型的切换电路的示意图。

具体实施方式

为了详细阐述本实用新型为达到预定技术目的而所采取的技术方案，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晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本实用新型的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型的一种处置医疗废物的气化熔融炉，包含气化熔融炉炉体1，气化熔融炉炉体1上端设置有医疗废物进料口2和合成气出口3，气化熔融炉炉体1熔池上侧设置有转移弧-非转移弧复合型等离子体炬4，转移弧-非转移弧复合型等离子体炬4设置有切换电路并由切换电路切换转移弧和非转移弧工作模式，气化熔融炉炉体1的熔池侧面下端设置有出渣口5，气化熔融炉炉体1的熔池底部设置有导电耐火材料，接线端子6固定在气化熔融炉炉体1底部且接线端子6上端贯穿气化熔融炉炉体1底部与导电耐火材料连接。

如图2所示，切换电路包含直流电源E、第一开关SA1和第二开关SA2，转移弧-非转移弧复合型等离子体炬4的阴极与直流电源E的负极连接，第一开关SA1的一端和第二开关SA2的一端与直流电源E的正极连接，第一开关SA1的另一端与转移弧-非转移弧复合型等离子体炬4的阳极连接，第二开关SA2的另一端与接线端子6连接。

等离子体气化熔融炉处于冷态启动时，熔池底部敷设有玻璃等固体物质，熔池内物质此时不导电，转移弧-非转移弧复合型等离子体炬4处于非转移弧工作制。打开第二开关SA2，关闭第一开关SA1，转移弧-非转移弧复合型等离子体炬4切换至非转移弧工作模式。此时，通过转移弧-非转移弧复合型等离子体炬4将熔池内冷态固体废物加热使其熔融导电。当熔池内固体处于熔融状态后（通过安装在熔池耐材内温度计温度判断），打开第一开关SA1，关闭第二开关SA2，转移弧-非转移弧复合型等离子体炬4切换至转移弧工作模式。

医疗废物进料口2为上端带有进料料斗的竖直进料管道，医疗废物进料口2固定在气化熔融炉炉体1上端中心位置且医疗废物进料口2的下端在气化熔融炉炉体1的炉膛上端向下延伸一段距离。医疗废物中有很多很轻的塑料等物质，进料口伸入炉内0.5-2m，可避免物料被出口气流夹带至二燃室。

气化熔融炉炉体1的熔池上侧的炉体设置有向中心倾斜收缩的拱腰结构，转移弧-非转移弧复合型等离子体炬4倾斜固定在气化熔融炉炉体1的拱腰结构上并且若干个转移弧-非转移弧复合型等离子体炬4沿着拱腰结构的周向等间距分布。在本实施例中，转移弧-非转移弧复合型等离子体炬4至少设置3个。本实用新型的气化熔融炉炉体熔池上方采用拱腰结构，避免物料下落阻挡等离子体炬射流，可以有效防止等离子体炬断弧，同时可以避免物料在第一风口和等离子体炬的炬口熔融黏附。

气化熔融炉炉体1为筒状竖式结构，由上至下分为气相空间、料层区、熔池区。料层区由上至下分别为干燥层、热解层及气化燃烧层。料层区域具有由上至下内部截面积逐渐变小的锥形区域，适应物料干燥、热解体积缩小，防止形成空洞，使空气从空洞处渗流导致物料加热、反应不均匀。

气化熔融炉炉体1侧面由下至上依次设置有第一风口7、第二风口8和第三风口9。第一风口7设置在拱腰结构上向气化熔融炉炉体1内熔池上侧供风，供风在高温射流加热作用下，达到熔池表面时已具备较高温度，可以强化熔池表面附近残炭的燃烧，同时不会造成该区域过冷。第二风口8设置在气化熔融炉炉体1侧壁向气化燃烧层供风，提供燃烧所需风量，控制燃烧层温度。第三风口9设置在气化熔融炉炉体1侧壁向干燥层供风，用于控制干燥层温度，促进干燥，使合成气中焦油、碳氢化合物在气相空间进一步裂解等，降低焦油量。在本实施例中，第一风口7设置有至少2个，第二风口8和第三风口9设置有至少4个。

第一风口7倾斜固定在拱腰结构上并且若干个第一风口7沿着拱腰结构的周向等间距分布，第一风口7与水平面的倾角略小于转移弧-非转移弧复合型等离子体炬4与水平面的倾角。本实用新型第一风口靠近等离子体炬布置，一次风在该区域被预热后进入到气化燃烧层，有利于残碳的气化燃烧；并且第一风口的倾角略小于等离子体炬的倾角，从而一次风在等离子体炬射流上层形成阻挡效应，使得更多热量集中到熔池中，使熔池的加热效果更好。

第一风口7的供风量为气化熔融炉整体供风量的10-20%，保证残炭所需空气量同时不会使熔池熔渣过冷，第三风口9的供风量为气化熔融炉整体供风量的10-20%，防止物料流化，其余气化熔融炉所需供风量由第二风口8提供。

导电耐火材料包含上层耐火材料10和下层耐火材料11，上层耐火材料10采用高耐火材质并且上层耐火材料10均匀嵌设有导电材料，上层耐火材料10直接与熔池接触，需要良好的耐火性能，很难保证其导电性，因此选用高耐火材料并在其内均匀嵌入导电材料，从而保证其导电性能。下层耐火材料11采用高导电性能的耐火材料，下层耐火材料11由于有上侧耐火材料10的阻隔，其耐火要求相对降低，可以整体选用具有良好的导电性能的耐火材料。

接线端子6的上端设置有导电圆盘12，导电圆盘12铺设在气化熔融炉炉体1的熔池底部。气化熔融炉炉体1底部设置有空冷箱13，通过空冷给气化熔融炉炉体1的底部进行降温。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种处置医疗废物的气化熔融炉，其特征在于：包含气化熔融炉炉体，气化熔融炉炉体上端设置有医疗废物进料口和合成气出口，气化熔融炉炉体熔池上侧设置有转移弧-非转移弧复合型等离子体炬，转移弧-非转移弧复合型等离子体炬设置有切换电路并由切换电路切换转移弧和非转移弧工作模式，气化熔融炉炉体的熔池侧面下端设置有出渣口，气化熔融炉炉体的熔池底部设置有导电耐火材料，接线端子固定在气化熔融炉炉体底部且接线端子上端贯穿气化熔融炉炉体底部与导电耐火材料连接。

2.根据权利要求1所述的一种处置医疗废物的气化熔融炉，其特征在于：所述切换电路包含直流电源、第一开关SA1和第二开关SA2，转移弧-非转移弧复合型等离子体炬的阴极与直流电源的负极连接，第一开关SA1的一端和第二开关SA2的一端与直流电源的正极连接，第一开关SA1的另一端与转移弧-非转移弧复合型等离子体炬的阳极连接，第二开关SA2的另一端与接线端子连接。

3.根据权利要求1所述的一种处置医疗废物的气化熔融炉，其特征在于：所述医疗废物进料口为上端带有进料料斗的竖直进料管道，医疗废物进料口固定在气化熔融炉炉体上端中心位置且医疗废物进料口的下端在气化熔融炉炉体的炉膛上端向下延伸。

4.根据权利要求1所述的一种处置医疗废物的气化熔融炉，其特征在于：所述气化熔融炉炉体的熔池上侧的炉体设置有向中心倾斜收缩的拱腰结构，转移弧-非转移弧复合型等离子体炬倾斜固定在气化熔融炉炉体的拱腰结构上并且若干个转移弧-非转移弧复合型等离子体炬沿着拱腰结构的周向等间距分布。

5.根据权利要求4所述的一种处置医疗废物的气化熔融炉，其特征在于：所述气化熔融炉炉体侧面由下至上依次设置有第一风口、第二风口和第三风口，第一风口设置在拱腰结构上向气化熔融炉炉体内熔池上侧供风，第二风口设置在气化熔融炉炉体侧壁向气化燃烧层供风，第三风口设置在气化熔融炉炉体侧壁向干燥层供风。

6.根据权利要求5所述的一种处置医疗废物的气化熔融炉，其特征在于：所述第一风口倾斜固定在拱腰结构上并且若干个第一风口沿着拱腰结构的周向等间距分布，第一风口与水平面的倾角小于转移弧-非转移弧复合型等离子体炬与水平面的倾角。

7.根据权利要求5所述的一种处置医疗废物的气化熔融炉，其特征在于：所述第一风口的供风量为气化熔融炉整体供风量的10-20%，第三风口的供风量为气化熔融炉整体供风量的10-20%，其余气化熔融炉所需供风量由第二风口提供。

8.根据权利要求1所述的一种处置医疗废物的气化熔融炉，其特征在于：所述导电耐火材料包含上层耐火材料和下层耐火材料，上层耐火材料采用高耐火材质并且上层耐火材料均匀嵌设有导电材料，下层耐火材料采用高导电性能的耐火材料。

9.根据权利要求8所述的一种处置医疗废物的气化熔融炉，其特征在于：所述接线端子的上端设置有导电圆盘，导电圆盘铺设在气化熔融炉炉体的熔池底部。

10.根据权利要求9所述的一种处置医疗废物的气化熔融炉，其特征在于：所述气化熔融炉炉体底部设置有空冷箱。