等離子體熱解熔融爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于一種危險廢物處理裝置，具體涉及一種等離子體熱解熔融爐。它包括爐體，爐體包括坩堝、耐火層、隔熱層和金屬外殼，其中，坩堝外設有耐火層，耐火層外上部設有隔熱層，下部設有金屬外殼，坩堝的上部設有進料口、觀測口、負壓測量及泄爆口和可燃氣出口，坩堝的下部設有等離子體炬和送氣口，坩堝的底部開有玻璃體出料口。本實用新型的優(yōu)點是：（1）采用直流非轉移電弧等離子體技術，還原氣氛，廢物無需分揀，熱解熔融同步完成，減小設備體積，縮短處理工藝；（2）廢物中有機成分徹底快速熱解，無機成分高溫熔融，產物穩(wěn)定；（3）高溫爐排將爐體分為熱解區(qū)和熔融區(qū)，可以減少重金屬的揮發(fā)。
【專利說明】等離子體熱解熔融爐
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于一種危險廢物處理裝置，具體涉及一種采用電弧等離子體處理危險廢物的熱解熔融爐。
【背景技術】
[0002]等離子體技術已經在機械、冶金、材料等領域廣泛應用，將等離子體技術應用于廢物處理是近二十年來發(fā)展起來的新工藝。
[0003]危險廢物是指與城市生活垃圾、一般工業(yè)廢物等相比，具有腐蝕性、反應性、浸出毒性、易燃易爆、傳染性和放射性等特性的特殊廢物，對其處理不當，會對人體健康和環(huán)境產生嚴重危害的廢棄物。目前對于危險廢物的處理主要包括回收、化學處理、焚燒等，尤其對于特殊危險廢物如醫(yī)療廢物、多氯聯(lián)苯(PCB)、焚燒飛灰、石棉等，由于其毒性大、環(huán)境風險高、難于管理、且不可回收，必須采用更為安全的處理方法。傳統(tǒng)焚燒方法可以實現(xiàn)廢物減容，但存在二噁英、爐渣穩(wěn)定性等問題，不適合特殊危險廢物的處理。
[0004]等離子體處理廢物技術是利用等離子體炬產生的高溫熱等離子體將廢物快速分解破壞，其中有機物熱解為可燃性的小分子物質，無機物被高溫熔融后生成類玻璃體殘渣。該技術具有反應速度快、二次污染小、適用范圍廣等特點，它克服了傳統(tǒng)處理技術如焚燒、化學處理等二次污染大、工藝復雜、對廢物有選擇性等缺點，特別適合于廢樹脂、石棉、焚燒飛灰等特殊危險廢物的環(huán)保處理。采用等離子體焚燒固化技術可獲得高于1500°C的高溫，不產生二惡因(Dioxin)類物質，處理更為徹底。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型的目的是提供一種等離子體熱解熔融爐，它能夠安全處理特殊危險廢物。
[0006]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，等離子體熱解熔融爐，它包括爐體，爐體包括坩堝、耐火層、隔熱層和金屬外殼，其中，坩堝外設有耐火層，耐火層外上部設有隔熱層，下部設有金屬外殼，坩堝的上部設有進料口、觀測口、負壓測量及泄爆口和可燃氣出口，坩堝的下部設有等尚子體炬和送氣口，i甘禍的底部開有玻璃體出料口。
[0007]所述的坩堝、耐火層、隔熱層和金屬外殼材料分別為電熔鋯剛玉、氧化鋁空心球、硅酸鋁纖維和不銹鋼。
[0008]所述的出料口外套有感應線圈。
[0009]所述的坩堝的中部設有高溫爐排。
[0010]所述的坩堝上設有3套等離子體炬，徑向120°布置。
[0011]本實用新型的優(yōu)點是，(I)采用直流非轉移電弧等離子體技術，還原氣氛，廢物無需分揀，熱解熔融同步完成，減小設備體積，縮短處理工藝；(2)廢物中有機成分徹底快速熱解，無機成分高溫熔融，產物穩(wěn)定；(3)高溫爐排將爐體分為熱解區(qū)和熔融區(qū)，可以減少重金屬的揮發(fā)?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型所提供的等離子體熱解熔融爐示意圖。
[0013]圖中，I進料口，2觀測口，3隔熱層，4負壓測量及泄爆口，5等離子體炬，6坩堝，7外殼，8玻璃體出料口，9感應線圈，10耐火層，11熔融區(qū)，12送氣口，13高溫爐排，14熱解區(qū)，15可燃氣出口。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細介紹:
[0015]如圖1所示，一種等離子體熱解熔融爐主要包括進料口 1、觀測口 2、隔熱層3、負壓測量及泄爆口 4、等離子體炬5、坩堝6、外殼7、玻璃體出料口 8、感應線圈9、耐火層10、熔融區(qū)11、送氣口 12、高溫爐排13、熱解區(qū)14、可燃氣出口 15。
[0016]爐體包括坩堝6、耐火層10、隔熱層3和金屬外殼7，材料分別為電熔鋯剛玉、氧化鋁空心球、硅酸鋁纖維和不銹鋼。其中，坩堝6外套有耐火層10，耐火層10外上部套有隔熱層3，下部套有金屬外殼7，坩堝6的上部還連接有進料口 1、觀測口 2、負壓測量及泄爆口 4和可燃氣出口 15，坩堝6的下部連接有等離子體炬5和送氣口 12，坩堝6的底部開有玻璃體出料口 8，出料口 8外套有感應線圈9，坩堝6的中部安裝有高溫爐排13。
[0017]爐體設有觀測口 2，用于監(jiān)測爐內熱解熔融情況，送氣口 12可送入水蒸氣或適量氧氣，去除熱解焦，負壓測量及泄爆口 4用于爐體負壓測量，與尾氣引風機聯(lián)動，泄爆口安裝安全閥，提高爐體安全性。玻璃體出料口 8設置感應加熱線圈9，用于玻璃體加熱及出料。熔融區(qū)設置3套等離子體炬5，徑向120°布置，下傾15°安裝，同時加熱熔融區(qū)的廢物，形成1500°C以上的均勻高溫環(huán)境同時加熱熔融區(qū)的廢物。
[0018]本實用新型的工作原理如下:
[0019]首先依次啟動3套等離子體炬5，預熱等離子體爐，將熔融區(qū)11的溫度加熱到1200°C以上。廢物經過預處理，通過進料裝置從爐體頂部進料口 I進入熱解區(qū)14，停留在高溫爐排13上，有機成分高溫分解，生成可燃性氣體，從可燃氣出口 15排出，進入后級燃燒室燃燒，無機成分掉落至熔融區(qū)11，經過等離子體高溫熔融成為可以流動的熔融物，重金屬與熔融物混合，需要出料時，感應線圈9將出料口 8加熱，熔融物流出后冷卻固化，形成穩(wěn)定的玻璃體產物。送氣口 12可以送入水蒸氣或適量氧氣，去除有機物熱解生成的熱解焦，產生可燃性氣體進入后級燃燒室。
[0020]本裝置的運行參數(shù)如下:
[0021](I)等離子體炬總功率100?300kW可調，工作氣體量為30Nm3/h。
[0022](2)等離子體熱解熔融爐處理能力50?100kg/h。
[0023](3)等離子體爐穩(wěn)定運行時，熔融區(qū)溫度大于1500°C，熱解區(qū)溫度大于800°C。
[0024]爐體安裝3套等離子體炬，在熔融區(qū)形成一個1500°C以上的均勻高溫環(huán)境，廢物從爐體頂部進入，停留在高溫爐排以上的熱解區(qū)，有機成分分解，生成可燃性氣體進入后級燃燒室，無機成分掉落至熔融區(qū)，經過等離子體高溫熔融，從感應加熱出料口排出，形成穩(wěn)定的玻璃體產物。等離子體工作氣體為氮氣，等離子體爐內為還原氣氛。
【權利要求】
1.等離子體熱解熔融爐，其特征在于:它包括爐體，爐體包括坩堝(6)、耐火層(10)、隔熱層(3)和金屬外殼(7)，其中，坩堝(6)外設有耐火層(10)，耐火層(10)外上部設有隔熱層(3)，下部設有金屬外殼(7)，坩堝(6)的上部設有進料口(I)、觀測口(2)、負壓測量及泄爆口(4)和可燃氣出口(15)，坩堝(6)的下部設有等離子體炬(5)和送氣口(12)，坩堝(6)的底部開有玻璃體出料口(8)。
2.如權利要求1所述的等離子體熱解熔融爐，其特征在于:所述的坩堝(6)、耐火層(10)、隔熱層(3)和金屬外殼(7)材料分別為電熔鋯剛玉、氧化鋁空心球、硅酸鋁纖維和不銹鋼。
3.如權利要求1所述的等離子體熱解熔融爐，其特征在于:所述的出料口(8)外套有感應線圈(9)。
4.如權利要求1所述的等離子體熱解熔融爐，其特征在于:所述的坩堝(6)的中部設有高溫爐排(13)。
5.如權利要求1所述的等離子體熱解熔融爐，其特征在于:所述的坩堝(6)上設有3套等離子體炬(5)，徑向120°布置。
【文檔編號】B09B3/00GK203494881SQ201320620438
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月9日 優(yōu)先權日:2013年10月9日
【發(fā)明者】蘭偉, 程昌明, 童洪輝 申請人:核工業(yè)西南物理研究院