等离子体热解熔融炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于一种危险废物处理装置，具体涉及一种等离子体热解熔融炉。它包括炉体，炉体包括坩埚、耐火层、隔热层和金属外壳，其中，坩埚外设有耐火层，耐火层外上部设有隔热层，下部设有金属外壳，坩埚的上部设有进料口、观测口、负压测量及泄爆口和可燃气出口，坩埚的下部设有等离子体炬和送气口，坩埚的底部开有玻璃体出料口。本实用新型的优点是：（1）采用直流非转移电弧等离子体技术，还原气氛，废物无需分拣，热解熔融同步完成，减小设备体积，缩短处理工艺；（2）废物中有机成分彻底快速热解，无机成分高温熔融，产物稳定；（3）高温炉排将炉体分为热解区和熔融区，可以减少重金属的挥发。
【专利说明】等离子体热解熔融炉
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种危险废物处理装置，具体涉及一种采用电弧等离子体处理危险废物的热解熔融炉。
【背景技术】
[0002]等离子体技术已经在机械、冶金、材料等领域广泛应用，将等离子体技术应用于废物处理是近二十年来发展起来的新工艺。
[0003]危险废物是指与城市生活垃圾、一般工业废物等相比，具有腐蚀性、反应性、浸出毒性、易燃易爆、传染性和放射性等特性的特殊废物，对其处理不当，会对人体健康和环境产生严重危害的废弃物。目前对于危险废物的处理主要包括回收、化学处理、焚烧等，尤其对于特殊危险废物如医疗废物、多氯联苯(PCB)、焚烧飞灰、石棉等，由于其毒性大、环境风险高、难于管理、且不可回收，必须采用更为安全的处理方法。传统焚烧方法可以实现废物减容，但存在二噁英、炉渣稳定性等问题，不适合特殊危险废物的处理。
[0004]等离子体处理废物技术是利用等离子体炬产生的高温热等离子体将废物快速分解破坏，其中有机物热解为可燃性的小分子物质，无机物被高温熔融后生成类玻璃体残渣。该技术具有反应速度快、二次污染小、适用范围广等特点，它克服了传统处理技术如焚烧、化学处理等二次污染大、工艺复杂、对废物有选择性等缺点，特别适合于废树脂、石棉、焚烧飞灰等特殊危险废物的环保处理。采用等离子体焚烧固化技术可获得高于1500°C的高温，不产生二恶因(Dioxin)类物质，处理更为彻底。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种等离子体热解熔融炉，它能够安全处理特殊危险废物。
[0006]本实用新型是这样实现的，等离子体热解熔融炉，它包括炉体，炉体包括坩埚、耐火层、隔热层和金属外壳，其中，坩埚外设有耐火层，耐火层外上部设有隔热层，下部设有金属外壳，坩埚的上部设有进料口、观测口、负压测量及泄爆口和可燃气出口，坩埚的下部设有等尚子体炬和送气口，i甘祸的底部开有玻璃体出料口。
[0007]所述的坩埚、耐火层、隔热层和金属外壳材料分别为电熔锆刚玉、氧化铝空心球、硅酸铝纤维和不锈钢。
[0008]所述的出料口外套有感应线圈。
[0009]所述的坩埚的中部设有高温炉排。
[0010]所述的坩埚上设有3套等离子体炬，径向120°布置。
[0011]本实用新型的优点是，(I)采用直流非转移电弧等离子体技术，还原气氛，废物无需分拣，热解熔融同步完成，减小设备体积，缩短处理工艺；(2)废物中有机成分彻底快速热解，无机成分高温熔融，产物稳定；(3)高温炉排将炉体分为热解区和熔融区，可以减少重金属的挥发。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型所提供的等离子体热解熔融炉示意图。
[0013]图中，I进料口，2观测口，3隔热层，4负压测量及泄爆口，5等离子体炬，6坩埚，7外壳，8玻璃体出料口，9感应线圈，10耐火层，11熔融区，12送气口，13高温炉排，14热解区，15可燃气出口。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细介绍:
[0015]如图1所示，一种等离子体热解熔融炉主要包括进料口 1、观测口 2、隔热层3、负压测量及泄爆口 4、等离子体炬5、坩埚6、外壳7、玻璃体出料口 8、感应线圈9、耐火层10、熔融区11、送气口 12、高温炉排13、热解区14、可燃气出口 15。
[0016]炉体包括坩埚6、耐火层10、隔热层3和金属外壳7，材料分别为电熔锆刚玉、氧化铝空心球、硅酸铝纤维和不锈钢。其中，坩埚6外套有耐火层10，耐火层10外上部套有隔热层3，下部套有金属外壳7，坩埚6的上部还连接有进料口 1、观测口 2、负压测量及泄爆口 4和可燃气出口 15，坩埚6的下部连接有等离子体炬5和送气口 12，坩埚6的底部开有玻璃体出料口 8，出料口 8外套有感应线圈9，坩埚6的中部安装有高温炉排13。
[0017]炉体设有观测口 2，用于监测炉内热解熔融情况，送气口 12可送入水蒸气或适量氧气，去除热解焦，负压测量及泄爆口 4用于炉体负压测量，与尾气引风机联动，泄爆口安装安全阀，提高炉体安全性。玻璃体出料口 8设置感应加热线圈9，用于玻璃体加热及出料。熔融区设置3套等离子体炬5，径向120°布置，下倾15°安装，同时加热熔融区的废物，形成1500°C以上的均匀高温环境同时加热熔融区的废物。
[0018]本实用新型的工作原理如下:
[0019]首先依次启动3套等离子体炬5，预热等离子体炉，将熔融区11的温度加热到1200°C以上。废物经过预处理，通过进料装置从炉体顶部进料口 I进入热解区14，停留在高温炉排13上，有机成分高温分解，生成可燃性气体，从可燃气出口 15排出，进入后级燃烧室燃烧，无机成分掉落至熔融区11，经过等离子体高温熔融成为可以流动的熔融物，重金属与熔融物混合，需要出料时，感应线圈9将出料口 8加热，熔融物流出后冷却固化，形成稳定的玻璃体产物。送气口 12可以送入水蒸气或适量氧气，去除有机物热解生成的热解焦，产生可燃性气体进入后级燃烧室。
[0020]本装置的运行参数如下:
[0021](I)等离子体炬总功率100?300kW可调，工作气体量为30Nm3/h。
[0022](2)等离子体热解熔融炉处理能力50?100kg/h。
[0023](3)等离子体炉稳定运行时，熔融区温度大于1500°C，热解区温度大于800°C。
[0024]炉体安装3套等离子体炬，在熔融区形成一个1500°C以上的均匀高温环境，废物从炉体顶部进入，停留在高温炉排以上的热解区，有机成分分解，生成可燃性气体进入后级燃烧室，无机成分掉落至熔融区，经过等离子体高温熔融，从感应加热出料口排出，形成稳定的玻璃体产物。等离子体工作气体为氮气，等离子体炉内为还原气氛。
【权利要求】
1.等离子体热解熔融炉，其特征在于:它包括炉体，炉体包括坩埚(6)、耐火层(10)、隔热层(3)和金属外壳(7)，其中，坩埚(6)外设有耐火层(10)，耐火层(10)外上部设有隔热层(3)，下部设有金属外壳(7)，坩埚(6)的上部设有进料口(I)、观测口(2)、负压测量及泄爆口(4)和可燃气出口(15)，坩埚(6)的下部设有等离子体炬(5)和送气口(12)，坩埚(6)的底部开有玻璃体出料口(8)。
2.如权利要求1所述的等离子体热解熔融炉，其特征在于:所述的坩埚(6)、耐火层(10)、隔热层(3)和金属外壳(7)材料分别为电熔锆刚玉、氧化铝空心球、硅酸铝纤维和不锈钢。
3.如权利要求1所述的等离子体热解熔融炉，其特征在于:所述的出料口(8)外套有感应线圈(9)。
4.如权利要求1所述的等离子体热解熔融炉，其特征在于:所述的坩埚(6)的中部设有高温炉排(13)。
5.如权利要求1所述的等离子体热解熔融炉，其特征在于:所述的坩埚(6)上设有3套等离子体炬(5)，径向120°布置。
【文档编号】B09B3/00GK203494881SQ201320620438
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】兰伟, 程昌明, 童洪辉 申请人:核工业西南物理研究院