專利名稱：通過等離子熔融使有毒材料失活的裝置和方法
技術領域：
在這些嘗試中，通過在大量的7jc硬粘結料中稀釋石棉纖維和石棉 粉塵，然后干燥這樣得到的整體，可以在卸出前加強(citer)穩(wěn)定化。但 是，該失活方法提出關于所獲得的材料的長期的穩(wěn)定性方面的問題，該穩(wěn) 定性是不確定的。
05]還通過專利EP 0 484 866和EP 0 344 563 了解到旨在通過在平均 溫度為500-卯0。C的溫度下處理使工業(yè)的石棉廢料失活的方法。但是這些 方法不能進一步確保來自處理的產(chǎn)品無害。事實上，只有熔融失活方法，即把含石棉的廢料帶到高溫的方法， 可以保證消除含石棉的材料的有害特征和致癌特征。粉碎爐料的連續(xù)輸入可以減少對耐火材料的壽命有害的熱沖擊。"要處理的粉碎爐料"是指成分是可玻璃化的粉碎爐料。粉碎爐料的粒度在100jam和200毫米之間。 —每個等離子體火舌與熔浴的碰撞區(qū)離開熔融室的壁一定距離，能夠避免在這些壁上產(chǎn)生熱點，該方法還可通過連續(xù)注入粉碎爐料并與注入常溫含氧氣態(tài)流即注入冷的氣體結合使氧化氮的產(chǎn)量最小，該連續(xù)注入導致生成流量穩(wěn)定的煙氣，冷空氣與其把氧固定氮上，還不如固定碳上。該等離子體火舌還保證將精煉和熔流室中的精煉浴保持在熔融溫度。
58在該裝置的不同的特殊實施方式中，每個實施方式具有它的特殊的并且可以是許多可能的技術組合的優(yōu)點 —熔融室包括注入含氧氣態(tài)流的注入孔，這些注入孔與注入所述含氧氣態(tài)流的注入管線連接，
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一這些注入孔沿一垂直軸線均勻或不均勻地分布，該垂直軸線置于熔融室的一等離子源與要處理的粉碎爐料輸入口之間，—等離子源安裝在開口上，使得由這些等離子源的每一個發(fā)出的等離子體火舌相對于水平面傾斜15。 -30°的一角度。
68本發(fā)明還涉及通過如上所述的有毒產(chǎn)品的等離子熔融失活方法得到的玻璃化的材料?！獔D2示意表示

圖1的失活裝置的俯視剖面圖；另外，當?shù)入x子體火舌(dards plasma) 15、 16投射到水平平面上時，等離子體火舌15、 16的每一傳播軸線17、 18組合相對于熔融室1的壁4的徑向分量21和切向分量22，以在熔浴的中心促使攪拌(brassage )。一方面通過用于調(diào)整每個非轉(zhuǎn)移弧式等離子炬槍(torches & plasma ^ arcnon transfer"的軸向位置的機械調(diào)節(jié)部件，另一方面通過兩個等離子體 火舌(dards plasma) 15、 16碰撞熔浴6的不對稱性可以優(yōu)化該攪拌。因 此所述傳播軸線17、 18中的每一個都具有自已的徑向分量21和切向分量 22，以便通過液相旋轉(zhuǎn)促使熔浴的攪拌。測量和控制部件可以通過壓力和溫度探測器獲取熔融室1中的壓 力和溫度，通過光學高溫計獲取熔浴的溫度，通過內(nèi)窺鏡(未示出)獲取
14粉碎爐料5的熔融的連續(xù)跟蹤。例如可以在一處理單元——例如為此編程 的微處理器一一的控制下使用這些測量，以測定等離子體炬槍8、 9的電功 率和/或要處理的粉碎爐料輸入熔浴6的流量，以控制并優(yōu)化熔融過程，特 別是控制和優(yōu)化粉碎爐料熔融所需的和足夠的等離子電功率。該精煉和熔流室26接受精煉浴27，并且包括優(yōu)選側向地置于該精 煉和熔流室的熔流孔28。熔流孔28具有優(yōu)選為截錐形的截面，并且被優(yōu) 選為錐形的冷卻的封閉件29封閉?！麄€精煉間/精煉室在一水平平面中的總長度約為4-5米； [106一液體浴高度為200-;300毫米。另外，顯然，高溫等離子體(焓約為6-7兆焦耳/千克)的使用通 過等離子體對該煙氣總流量的有限貢獻導致煙氣總流量最小。所有這些因
素有助于優(yōu)化通過出口 11從熔融室1提取的煙氣的處理。注入到熔融室1中的常溫含氧氣體流量在800-1200Nm7小時的范圍內(nèi)。煙氣的總流量在2500-3000NmV小時的范圍。在這些操作條件下， 排放到大氣中的氧化氮率(le taux d，oxyde d，azote )低于400mg/Nm3的要
求限值。
114要注意的是，能量平衡約為l千瓦時/千克。由于等離子炬槍本身 的效率約為80-85% (輸送的熱能與消耗的電能之間的比率)，考慮能量 平衡，可以得出本發(fā)明的等離子熔融失活方法的能量效率非常高的結論。
[115熔融造成的玻璃化產(chǎn)品——例如對每天40噸的處理能力為每天 20 — 25噸一一完全失活，特別是不能檢測出任何纖維狀態(tài)或粉塵狀態(tài)的石 棉痕跡。例如由于玻璃化產(chǎn)品的機械性能，所述玻璃化產(chǎn)品是一種用于實 施道路基礎的有價值的產(chǎn)品。
權利要求
1.通過等離子熔融使有毒產(chǎn)品失活的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟a)使要處理的可玻璃化的粉碎爐料(5)連續(xù)輸入到一熔浴(6)中，所述粉碎爐料(5)通過重力落到所述熔浴(6)中，所述熔浴(6)置于一熔融室(1)中，所述熔融室具有被至少部分地覆蓋有耐火組分的壁所限定的內(nèi)部體積b)將至少一等離子體火舌(15、16)直接輸送到所述熔浴(6)中，所述等離子體火舌此外沿一傳播軸線(17、18)被引導，所述傳播軸線(17、18)位于垂直平面(P)外，所述垂直平面(P)含有所述壁在所述傳播軸線(17、18)與所述壁(4)的交點(20)處的法線(19)，以便攪拌所述熔浴(6)，每個等離子體火舌(15、16)由安裝在所述熔融室(1)的一非轉(zhuǎn)移弧式等離子源(8，9)產(chǎn)生c)將至少一部分熔浴(6)輸送到精煉浴(27)，所述精煉浴(27)置于一精煉和熔流室(26)中，所述精煉和熔流室(26)在其上游部分與所述熔融室(1)連通，所述精煉和熔流室(26)具有被至少部分地覆蓋有耐火組分的壁所限定的內(nèi)部體積；d)將等離子體火舌(31)朝向與所述熔融室(1)連通的所述精煉和熔流室(26)的上游部分直接輸送到所述精煉浴(27)中，以將可能有的未熔融的組分重新推向所述熔浴(6)，所述等離子體火舌(31)由安裝在所述精煉和熔流室(26)的下游部分中的非轉(zhuǎn)移弧式等離子源(d)產(chǎn)生。
2. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，使由安裝在所述熔融室 (l)上的每個所述非轉(zhuǎn)移弧式等離子源(8、 9)所產(chǎn)生的等離子體火舌朝所述要處理的粉碎爐料落入的所述熔浴(6)中的區(qū)域的方向取向。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，每個所述等離子體火 舌與所述熔浴(6)碰撞的區(qū)域離開所述熔融室(1)的壁一能夠避免在所 述壁上產(chǎn)生熱點的距離。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述要處理的粉碎爐料(5 )在所述步驟a )之前通過粉碎廢料混合物形成，所述廢 料混合物的成分可以^吏混合物的熔融溫度最小。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，將安裝在 所述精煉和熔流室(26)的下游部分的所述等離子源(30)產(chǎn)生的所述等 離子體火舌(31)沿一軸線(33)輸送，所述軸線(33)在所述精煉和熔 流室(26)與所述熔融室(1)之間的連通孔上對中心。
6. 如權利要求l至5中任一項所述的方法，其特征在于，在所述熔 融室(1)的壁(4)的至少一部分上，以與所述熔融室(1)的壁(4)成 切線地注入常溫含氧氣態(tài)流。
7. 如權利要求6所述的方法，其特征在于，將所述含氧氣態(tài)流導向 所述要處理的粉碎爐料(5)輸入的所述熔融室(1)的部分。
8. 如權利要求6或7所述的方法，其特征在于，測量所述熔浴(6 ) 的溫度，并使安裝在所述熔融室(l)上的所述等離子源產(chǎn)生的等離子功率 最小，同時保持所述熔浴的熔融溫度。
9. 用于實施如權利要求1至8中任一項所述的通過等離子熔融使有 毒產(chǎn)品失活的方法的裝置，所述裝置包括具有被壁(4)所限定的內(nèi)部體積 的熔融室(1)，所述壁至少部分地覆蓋有耐火組分，所述熔融室包括輸入 要處理的可玻璃化的粉碎爐料(5)的一輸入口 (3)，其特征在于，所述 裝置包括—至少一用于產(chǎn)生等離子體火舌(15、 16)的非轉(zhuǎn)移弧式等離子源(8、 9)，所述非轉(zhuǎn)移弧式等離子源(8、 9)與所述熔融室(1)的一側向的開 口連接；—所述非轉(zhuǎn)移弧式等離子源(8、 9)安裝在所述熔融室(1)上，以便 由所述等離子源發(fā)出的所述等離子體火舌(15、 16)向用于接受熔浴(6) 的所述熔融室(1)的下部傾斜，并沿一傳播軸線(17、 18)傳播，以便攪 拌所述熔浴(6)，所述傳播軸線(17、 18)位于一垂直平面(P)外，所 述垂直平面(P)含有所述壁在所述傳播軸線(17、 18)與所述壁(4)的 交點(20)處的法線(19);一所述熔融室(1)與精煉和熔流室(26)的上游部分流體連通，所述 精煉和熔流室(26)具有被至少部分覆蓋有耐火組分的壁所限定的內(nèi)部體 積，所述精煉和熔流室(26)用于接受精煉浴(27);—所述精煉和熔流室(26)在其下游部分包括一開口， 一非轉(zhuǎn)移弧式 等離子源(30)與所述開口連接，所述等離子源安裝成發(fā)出向所述精煉和 熔流室(26)的下部傾斜的等離子體火舌(31)，以直接擊打所述精煉和 熔流室(26)的上游部分中的所述精煉浴(27)，以便將可能存在的未熔 組分重新推向熔浴(6)。
10. 如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括兩個非轉(zhuǎn) 移弧式等離子源(8、 9)，每個所述非轉(zhuǎn)移弧式等離子源安裝在所述熔融 室(1)的一側向的開口上，所述非轉(zhuǎn)移弧式等離子源用于以不對稱方式發(fā) 出擊打所述熔浴(6)的等離子體火舌，以攪拌所述熔浴(6)。
11. 如權利要求9或IO所述的裝置，其特征在于，所述熔融室(l) 包括一些注入含氧氣態(tài)流的注入孔(24)，所述注入孔(24)與注入所述 含氧氣態(tài)流的注入管線連接。
12. 如權利要求ll所述的裝置，其特征在于，所述注入孔(24)被定 向成朝所述熔融室(1)的包括要處理的粉碎爐料(5)的輸入口 (3)的部 分的方向，按與所述熔融室的側壁(4)成切線地注入所述含氧氣態(tài)流。
13. 如權利要求11或12所述的裝置，其特征在于，所述注入孔(24 ) 均勻或不均勻地沿一垂直軸線(25)分布，所述垂直軸線(25)位于所述 熔融室(1)的所述等離子源(8、 9)之一與所述要處理的粉碎爐料(5) 的輸入口 (3)之間。
14. 如權利要求9至13中任一項所述的裝置，其特征在于，所述非轉(zhuǎn) 移弧式等離子源(8、 9)安裝在所述熔融室(1)上，使得由所述等離子源(8、 9)發(fā)出的所述等離子體火舌(15、 16)朝所述要處理的粉碎爐料落 入的所述熔浴(6)的區(qū)域的方向輸送。
15. 如權利要求9至14中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置 包括用于控制所述熔浴(6 )的測量儀器，以使至少一操作者可以實時操控由所述等離子源(8、 9)產(chǎn)生的等離子功率。
16. 如權利要求9至15中任一項所述的裝置，其特征在于，所述精煉和熔流室(26)置于所述要處理的粉碎爐料(5)的輸入口 (3)的對面。
17. 如權利要求9至16中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括與所述輸入口 ( 3 )連接的并用于連續(xù)輸入所述要處理的粉碎爐料(5 )的輸入部件(2 )。
18. 如權利要求9至17中任一項所述的裝置，其特征在于，所述等離子源(8、 9、 30)安裝在所述開口上，使得由每個所述等離子源發(fā)出的所述等離子體火舌相對于一水平面傾斜介于15。 -30。之間的一角度。
19. 如權利要求9至18中任一項所述的裝置，其特征在于，所述精煉和熔流室(26)包括由一封閉件(29)封閉的一熔流孔(28)。
20. 使用如權利要求9至19中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置用于處理包括石棉的廢料。
21. 通過如權利要求1至8中任一項所述的通過等離子熔融使有毒產(chǎn)品失活的方法得到的玻璃化的材料，其特征在于，所述玻璃化的材料包括小于或等于0.1%的質(zhì)量百分比的未熔融組分率。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過等離子熔融使有毒材料失活的方法和裝置，該裝置包括具有被壁所限定的內(nèi)部體積的熔融室(1)。根據(jù)本發(fā)明，該裝置包括至少一非轉(zhuǎn)移弧式等離子源(8、9)，所述不轉(zhuǎn)換等離子源用于產(chǎn)生向熔融室(1)的下部傾斜的等離子體火舌，該等離子體火舌沿傳播軸線(17、18)傳播，傳播軸線(17、18)位于垂直平面(P)外，所述垂直平面(P)包括所述壁在所述傳播軸線(17、18)與所述壁(4)交點(20)處的法線，以攪拌所述熔浴(6)。熔融室(1)與一精煉和熔流室(26)的上游部分流體連通。精煉和熔流室(26)在其下游部分包括一開口，一非轉(zhuǎn)移弧式等離子源(30)與該開口連接，該等離子源(30)安裝成發(fā)出直接擊打精煉和熔流室(26)的所述上游部分中的精煉浴(27)的等離子體火舌(31)，以便把未熔融的組分重新推向熔浴(6)。
文檔編號B09B3/00GK101652193SQ200780049376
公開日2010年2月17日 申請日期2007年11月21日 優(yōu)先權日2006年11月27日
發(fā)明者F·E·L·布呂內(nèi)托, J-P·羅伯特-阿爾努伊, L·克萊爾-羅克 申請人:歐羅等離子公司