专利名称：废物处理用等离子体炉的制作方法
技术领域：
本实用新型属于废物的焚毁领域，涉及一种采用等离子体技术处理废物用的等离子体炉。
背景技术：
城市固体废物和危险废物中存在各种有毒有害成分，如医疗废物携带的细菌病毒有极强的传染性，化学废物包含多氯联苯、二恶英等有机物，必须进行有效的处理，而那些不能生物降解的废物又是非常影响环境卫生。传统的废物处理一般采用填理法或用柴油焚烧法，不仅占用大量土地，还需在填埋前进行有效消毒，处理不当还会造成污染隐患，且液态危险废物不适用填埋法处置；柴油焚烧法不可避免地会产生二恶英(PCDDS)和大量有害气体，造成二次污染。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种体积小，密封可靠，运行稳定，自动起弧热效率高，利于环保的废物处理用等离子体炉。
本实用新型采用的技术方案一种废物处理用等离子体炉，主要包括炉体、烟气道、排渣通道、测量器、入料口、电极、等离子气氛及入口、电极驱动器及相关控制电路、三相工频交流、高频交流或直流电源，下炉体内设置有物料容器，排渣通道连通物料容器，电极至少为两个，对称安装在上炉体上。上炉体、下炉体外壁为钢制外壳，内壁为耐火材料，中间设置有隔热材料，上炉体设置有测温器、入料口、等离子气氛入口，下炉体设置有烟气道、排渣通道，排渣通道内设置有封堵。两电极与上炉体轴心线形成的夹角角度为30～150度，其中一电极设置在电极驱动器上，两电极之间自起弧与被处理物料接触，电极为非金属或耐高温金属电极。物料容器材质为石墨、陶瓷，物料容器与安装电极的炉内空间相连通。电极至少有两个是石墨电极或高温金属电极。等离子气氛选用氢、氩、氮非氧化气氛。
本实用新型所具有的积极有益效果1.采用交流或直流等离子体技术，使用还原或氧化性离子气氛，不需对处理废物进行专门处理，可以缩短工艺，降低成本，利于推广应用；
2.在等离子体气氛保护下进行热裂解，将被处理有机物快速完全分解为无害单质元素，将无机物熔炼成玻璃体和单质金属，彻底消灭细菌和病毒，并可破坏石棉的有害纤维结构，核废料可被封闭在玻璃体内，防止放射物质泄漏；3.自起弧等离子体炉，瞬间升温，处理温度高，反应速度快，热效率高，可作到骤冷，不产生二恶英类有害物质，实现无害化排放，对人体及环境不造成污染，尾气产生量仅为燃烧法的5％左右，被处理有机废物容积可减少到0.3％以下；4.结构简单，体积小，密封可靠，运行稳定，可处理固态、半固态、液态、气态等各种废弃物，可广泛适用于城市固体废物、医疗废物、电子工业废物、化学试剂、低放射性废物、化学武器毒剂及核废料等多种废物处理。
图1为本实用新型结构示意图的剖视图。
具体实施方式
参阅图1所示，一种废物处理用等离子体炉，主要包括上炉体1、烟气道2、下炉体3、物料容器4、排渣通道5、封堵6、被处理物料7、隔热材料8、测量器9、入料口10、电极11、等离子气氛入口12、电极驱动器13及相关控制电路等；其上炉体1、下炉体3外壁为钢制外壳，内壁为优质耐火材料，内、外壁中间设置有隔热材料8，下炉体3内设置有物料容器4，物料容器4可选用石墨、陶瓷等隔热材料制作成坩埚，下炉体3上部设置有烟气道2，底侧设置有排渣通道5并伸出下炉体3外，排渣通道5连通物料容器4并设置有封堵6，物料容器4内用于放置被处理物料7；上炉体1上部设置有测温器9、入料口10及电极11，顶部设置有等离子气氛入口12，供载气进入炉内，载气可选用非氧化气氛，如氢、氩、氮等，保证被处理物料7高温裂解，被处理物料7由入料口10进入炉内物料容器4，物料容器4与安装电极11的炉内空间相连通，电极11采用非金属或金属制作，可选用石墨电极或其它非金属或耐高温金属电极，用于接通电源，电源可根据需要输入不同频率交流或直流电流，炉内温度、压力由测量器9测量。所述的电极11至少为两个，对称安装在上炉体1预定位置上，电极11与上炉体1轴心线形成的夹角角度为30～150度，其中一电极11设置在电极驱动器13上，两电极11之间自起电弧与被处理物料7接触，电极驱动器13可控制电极11自动起弧及控制输入功率，电极驱动器13及相关控制电路采用现有技术。
本实用新型的工作原理本实用新型与现有废物处理用的封闭加料装置、尾气冷却净化装置、排放集尘器等成套设备配套使用，采用现有三相工频交流、高频交流或直流等离子技术，使用还原或氧化性等不同的等离子体气氛对被处理物料加入能量，可在微正压到微负压的炉膛压力范围内稳定运行，在等离子体气氛保护下进行热裂解，将被处理物料分解为元素。
当各种形态的被处理物料通过封闭加料装置间歇或连续加入自起弧等离子体炉，电源接通后电极驱动器13带动炉内的电极11端部形成电弧，电弧在两电极11之间自动起弧形成，不依赖炉内被处理物料的导电特性，被处理物料与等离子体电弧接触，在工作温度1500-4000K下彻底裂解，使有机物在炉内快速完全裂解为无害单质，裂解尾气由第一排放口即烟气道2排出进入尾气冷却净化装置，排放的气体可以是氢气、一氧化碳、甲烷、二氧化碳及裂解的碳黑即纳米级碳黑等，得到可利用燃气，可燃气燃烧后放空，也可利用高温余热产生热水或发电，裂解残渣及金属由排渣通道5排出，可得到碳黑、金属、可燃气等副产品再利用。使无机物在石墨物料容器4内熔炼成金属层和熔渣层，彻底消灭细菌和病毒，作到无害化，对于自身难以生成玻璃体的含重金属等有害元素的废物，通过添加含硅、钙、钠等金属氧化物及铁，可以生成玻璃体，将有害元素固定在玻璃体内，不会浸出，并能彻底破坏石棉的有害纤维结构，使之成为非纤维化的无害炉渣，由第二排放口即排渣通道5排出，通过排渣通道5口部安装的布袋集尘器收集微小的固态颗粒，如碳黑等，使定期排出的金属和熔渣可回收再利用，裂解尾气仍由烟气道2排出进入尾气冷却净化装置达到无污染排放。
权利要求1.一种废物处理用等离子体炉，主要包括炉体、烟气道、排渣通道、测量器、入料口、电极、等离子气氛及入口、电极驱动器及相关控制电路、三相工频交流、高频交流或直流电源，其特征在于下炉体(3)内设置有物料容器(4)，排渣通道(5)连通物料容器(4)，电极(11)至少为两个，对称安装在上炉体(1)上。
2.根据权利要求1所述的废物处理用等离子体炉，其特征在于上炉体(1)、下炉体(3)外壁为钢制外壳，内壁为耐火材料，中间设置有隔热材料(8)，上炉体(1)设置有测温器(9)、入料口(10)、等离子气氛入口(12)，下炉体(3)设置有烟气道(2)、排渣通道(5)，排渣通道(5)内设置有封堵(6)。
3.根据权利要求1所述的废物处理用等离子体炉，其特征在于两电极(11)与上炉体(1)轴心线形成的夹角角度为30～150度，其中一电极(11)设置在电极驱动器(13)上，两电极(11)之间自起弧与被处理物料(7)接触，电极(11)为非金属或耐高温金属电极。
4.根据权利要求1所述的废物处理用等离子体炉，其特征在于物料容器(4)材质为石墨、陶瓷，物料容器(4)与安装电极(11)的炉内空间相连通。
5.根据权利要求1或3所述的废物处理用等离子体炉，其特征在于电极(11)至少有两个是石墨电极或高温金属电极。
6.根据权利要求1所述的废物处理用等离子体炉，其特征在于等离子气氛选用氢、氩、氮非氧化气氛。
专利摘要本实用新型属于废物的焚毁领域，涉及一种采用等离子体技术处理废物用的等离子体炉。包括炉体、烟气道、排渣通道、测量器、入料口、电极、等离子气氛及入口、电极驱动器及相关控制电路、三相工频交流、高频交流或直流电源，其下炉体内设置有物料容器，排渣通道连通物料容器，电极至少为两个，对称安装在上炉体上；在等离子体气氛保护下进行热裂解，将被处理有机物快速完全分解为无害单质元素，将无机物熔炼成玻璃体和单质金属，彻底消灭细菌和病毒，并可破坏石棉的有害纤维结构，核废料可被封闭在玻璃体内，防止放射物质泄漏，不产生二恶英类有害物质，实现无害化排放，可广泛适用于城市固体废物、医疗、工业、化学试剂及低放射性等多种废物处理。
文档编号F23G5/00GK2662087SQ200320122028
公开日2004年12月8日 申请日期2003年11月19日 优先权日2003年11月19日
发明者王子元, 赵传军, 王为人, 盛宏至, 曹永仙, 徐永香 申请人:王子元, 赵传军, 王为人