用于废物处理的等离子体熔融炉、系统及方法
【专利摘要】用于废物处理的等离子体熔融炉、系统及方法。公开的是用于通过热分解和熔融废物进行废物处理的等离子体熔融炉和使用该等离子体熔融炉的系统及方法。等离子体熔融炉(1)包括：废物入口(13)，其形成于等离子体熔融炉(1)的第一侧壁(10)以向等离子体熔融炉中给送废物(3)；排放气体出口(23)，其形成于面对第一侧壁(10)的第二侧壁(20)并且位于相对于与具有废物入口(13)的第一侧壁(10)正交的方向倾斜的对角线方向上，以便将等离子体熔融炉(1)中产生的排放气体(5)排出；和等离子体炬(100)，其安装于第三侧壁(30)，用于加热等离子体熔融炉(1)的内部，并且安装在比第一侧壁(10)靠近第二侧壁(20)的位置处以向排放气体中注入等离子体。
【专利说明】用于废物处理的等离子体熔融炉、系统及方法
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求于2013年4月11日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请 No. 10-2013-0039957的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
【技术领域】
[0003] 本发明涉及用于通过对废物进行热分解和熔融来进行废物处理的等离子体熔融 炉、包括该等离子体熔融炉的用于废物处理的等离子体熔融系统以及用于使用该等离子体 熔融炉通过对废物进行热分解和熔融来进行废物处理的方法。
【背景技术】
[0004] 在韩国，已知每年的废物数量超过了 300, 000吨，并且由于工业活动的增长使得 工厂废物持续增长。50%或更多的废物借助于填埋或焚烧来处置。在废物处置过程中产生 的诸如二噁英（dioxin)等的有毒物质引起的诸如空气污染及地下水和土壤污染等的环境 污染正在变成社会问题。而且，由于这种环境污染，安全填埋变得越来越难并且用于废物的 填埋和焚烧的社会成本持续增长。
[0005] 鉴于此，对能够减少废物处理过程中产生的环境污染的技术研发的需求增强。本 着这一精神，使用等离子体的废物处理技术在近来引起关注。
[0006] 使用等离子体的废物处理技术例如是如下的技术：其不仅不会造成环境污染，还 能够将废物作为能源再利用并且将无机物玻璃化以便作为建筑材料再使用。
[0007] 具体地，在使用等离子体的废物处理技术中，在等离子体熔融炉中于1400°C或更 高的高温下使废物热分解，使得与传统的焚烧处理技术相比二噁英等的产生最小化，还能 够通过去除S0 X、C1和挥发性金属成分（Pb、Hg、As等）创新性地减少环境污染。进一步地， 通过借助于高温等离子体对废物进行热分解和气化处理（gasification treatment),能够 产生包括一氧化碳和氢气的热分解气体，并且燃烧这些气体以用于发电或将这些气体分离 以生成能够被用在燃料电池中的氢和能够被用于工业目的的气体。而且，在通过等离子体 熔融炉进行废物处理的过程中产生的熔渣（slag)不会洗脱（elute)出有毒的重金属物质， 所以能够将熔渣用作建筑材料和建造材料。
[0008] 此外，在这种废物处理技术中使用的等离子体是热等离子体，其能够通过产生直 流或交流电弧放电的等离子体装置产生或通过高频等离子体装置利用高频磁场产生。热等 离子体是由电子、离子和中性粒子组成的部分离子化的气体。其保持局部热力学平衡状态 (local thermodynamic equilibrium state),使得所有组成物颗粒形成了具有从数千摄氏 度至数万摄氏度范围的均匀温度的高速射流焰形状。
[0009] 主要使用等离子体炬作为产生这种等离子体的装置。已知等离子体炬能够通过 向离子化的等离子体施加电弧来产生极端高温的等离子体射流，由此生成通常在4000°c至 7000°C范围内的高温气氛。
[0010] 在使用这种等离子体炬的等离子体熔融炉中，一个代表性的方法是如下方法：从 装置中的等离子体炬施加强大的等离子体射流，以使废物在高温下气化并将残留物质转换 成熔融的物质。作为示例，在韩国专利公报No. 2005-0104708中公开了一种循环型等离子 体热分解炉。
【发明内容】
[0011] 考虑到上述情况，本发明的一个目的是提供一种用于废物处理的等离子体熔融炉 以及使用该等离子体熔融炉的用于废物处理的系统和方法，其能够在用于废物处理的等离 子体熔融炉中稳定地处理废物。
[0012] 本发明的另一个目的是提供一种用于废物处理的等离子体熔融炉以及使用该等 离子体熔融炉的用于废物处理的系统和方法，以使得排出到用于废物处理的等离子体熔融 炉的外部的排放气体中的有害成分(例如，二噁英等）最小化。
[0013] 此外，本发明的另一个目的是提供一种用于废物处理的等离子体熔融炉以及使用 该等离子体熔融炉的用于废物处理的系统和方法，以通过增加排放气体在用于废物处理的 等离子体熔融炉中所流经的路径来充分进行废物的热分解和熔融。
[0014] 进一步地，本发明的另一个目的是提供一种用于废物处理的等离子体熔融炉以及 使用该等离子体熔融炉的用于废物处理的系统和方法，其能够持续地维持用于废物处理的 等离子体熔融炉的内部温度。
[0015] 进一步地，本发明的另一个目的是提供一种用于废物处理的等离子体熔融炉以及 使用该等离子体熔融炉的用于废物处理的系统和方法，其能够维持在用于废物处理的等离 子体熔融炉中产生的熔融熔渣的高温。
[0016] 为了实现前述目的，根据本发明的方面，提供一种用于废物处理的等离子体熔融 炉，其通过对废物进行热分解和熔融而进行所述废物处理，所述等离子体熔融炉包括：废物 入口，其形成于所述等离子体熔融炉的第一侧壁以向所述等离子体熔融炉中给送废物；排 放气体出口，其形成于面对所述第一侧壁的第二侧壁并且位于相对于与形成有所述废物入 口的所述第一侧壁正交的方向倾斜的对角线方向上，所述排放气体出口被形成为将所述等 离子体熔融炉中产生的排放气体排出；和等离子体炬，其安装于连接所述第一侧壁与所述 第二侧壁的第三侧壁以用于加热所述等离子体熔融炉的内部，并且所述等离子体炬安装在 比所述第一侧壁靠近所述第二侧壁的位置处以便在所述排放气体被排出之前将等离子体 注入所述排放气体中。
[0017] 这里，所述排放气体出口可以在所述等离子体熔融炉的底部附近形成于所述第二 侧壁，并且所述等离子体炬可以以如下方式安装于所述第三侧壁的中部的底部侧：借助于 从所述等离子体炬注入的等离子体使所述排放气体以非对称的环形在所述等离子体熔融 炉中循环。
[0018] 此外，所述等离子体炬可以以朝向所述等离子体熔融炉的所述底部倾斜地注入等 离子体的方式安装于所述第三侧壁。
[0019] 进一步地，用于排出熔融的熔渣的熔融熔渣出口可以在所述等离子体炬下方并且 在所述底部附近形成于所述第三侧壁，以便利用从所等离子体炬注入的等离子体维持所述 熔融的熔渣的熔融状态。
[0020] 进一步地，在所述第三侧壁上可以安装多个等离子体炬，并且从所述多个等离子 体炬中的任一个等离子体炬注入的等离子体可以倾斜地注入从所述多个等离子体炬中的 另一个等离子体炬注入的等离子体中，使得从所述多个等离子体炬中的两个或更多个等离 子体炬各自注入的等离子体变得更为聚集。
[0021] 而且，所述多个等离子体炬可以包括第一等离子体炬和第二等离子体炬，其中，所 述第一等离子体炬被构造成沿与所述第三侧壁正交的方向注入等离子体，所述第二等离子 体炬被构造成朝向所述第一侧壁倾斜地注入等离子体。
[0022] 根据本发明的另一方面，提供一种用于废物处理的等离子体熔融系统，其包括：上 述的用于废物处理的等离子体熔融炉，其中，从所述等离子体熔融炉的所述排放气体出口 排出的所述排放气体被输送至与所述等离子体熔融炉联接的气化炉。
[0023] 这里，所述气化炉可以被构造成通过给送蒸汽、碳和空气中的任一种来控制所述 排放气体的温度和气体成分。
[0024] 根据本发明的另一方面，提供一种用于废物处理的等离子体熔融方法，其通过对 废物进行热分解和熔融而进行所述废物处理，所述方法包括：通过形成于等离子体熔融炉 的第一侧壁的废物入口将废物输入到所述等离子体熔融炉中；在所述等离子体熔融炉中对 所述废物进行热分解和熔融；从安装于所述等离子体熔融炉的第三侧壁的等离子体炬将等 离子体注入到排放气体中以去除包含在所述排放气体中的杂质，其中所述第三侧壁连接所 述第一侧壁与面对所述第一侧壁的第二侧壁；和通过排放气体出口将去除了杂质的所述排 放气体排出，其中所述排放气体出口形成于所述第二侧壁并且位于相对于与形成有所述废 物入口的所述第一侧壁正交的方向倾斜的对角线方向上。
[0025] 这里，用于废物处理的等离子体熔融方法还可以包括使所述排放气体以非对称的 环形循环，该非对称的环形是由排放气体出口和等离子体炬产生的，排放气体出口在第二 侧壁的中部的等离子体熔融炉的底部侧形成于第二侧壁，并且等离子体炬以朝向等离子体 熔融炉的底部倾斜地注入等离子体的方式在等离子体熔融炉的底部附近安装于第三侧壁。
[0026] 根据本发明，能够使排出到用于废物处理的等离子体熔融炉的外部的排放气体的 有害成分(例如，二噁英等）最小化，并且能够通过增加排放气体在用于废物处理的等离子 体熔融炉中所流经的路径来充分进行废物的热分解和熔融。
[0027] 进一步地，根据本发明，还能够持续地维持用于废物处理的等离子体熔融炉的内 部温度，并维持在用于废物处理的等离子体熔融炉中产生的熔融的熔渣的高温。
[0028] 所以，根据本发明，能够在用于废物处理的等离子体熔融炉中稳定地处理废物。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 从下面结合附图的详细说明中，将可以更清楚地理解本发明的上述和其它目的、 特征和其它优点，附图中：
[0030] 图1是根据本发明的优选实施方式的用于废物处理的等离子体熔融炉的示意性 透视图；
[0031] 图2是从上方观察的根据本发明的优选实施方式的用于废物处理的等离子体熔 融炉的截面图；
[0032] 图3是从侧向观察的根据本发明的优选实施方式的用于废物处理的等离子体熔 融炉的截面图；
[0033] 图4是根据本发明的优选实施方式的用于废物处理的等离子体熔融系统的示意 图；和
[0034] 图5是根据本发明的优选实施方式的用于废物处理的等离子体熔融方法的流程 图。
【具体实施方式】
[0035] 以下，将参照附图对本发明的示例性实施方式进行说明。在此之前，在说明书和权 利要求中所用的术语和措词不应解释为局限于词汇意义，应当理解为发明人基于如下事项 而提出的适当概念：发明人能够定义术语以便以最佳方式向其他人说明其发明。因此，这里 描述的实施方式和附图仅是示例性的而非穷尽性的，应当理解，可以进行各种变型和等同 替换以代替下述实施方式。
[0036] 首先，将说明包括用于加热炉内部以便使废物热分解和熔融的等离子体炬的等离 子体烙融炉。
[0037] 图1至图3是根据本发明的优选实施方式的等离子体熔融炉的视图。特别地，图 1是根据本发明的优选实施方式的用于废物处理的等离子体熔融炉的示意性透视图；图2 是从上方观察的根据本发明的优选实施方式的用于废物处理的等离子体熔融炉的截面图； 图3是从侧向观察的根据本发明的优选实施方式的用于废物处理的等离子体熔融炉的截 面图。
[0038] 如图1至图3所示，根据本发明的优选实施方式的用于废物处理的等离子体熔融 炉包括在等离子体熔融炉1的第一侧壁10上形成的废物入口 13,以便向等离子体熔融炉1 内给送废物3。废物3从与废物入口 13相连的废物传输装置(未示出）输送到废物入口 13 附近，并接着沿箭头A的方向通过废物入口 13给送到等离子体熔融炉1中。例如，废物传 输装置将通过了废物破碎机并接着被收集到料斗等中的废物输送到废物入口 13。
[0039] 这里，如图2所示，废物入口 13以从等离子体熔融炉1的第一侧壁10的中心朝向 一侧定位的方式形成于等离子体熔融炉1的第一侧壁10。具体地，在图2中，废物入口 13 形成于等离子体熔融炉1的上侧，即、形成于第一侧壁10的中线10C的与第三侧壁30所在 侧相反的一侧。
[0040] 此外，给送到等离子体熔融炉1中的废物3经受热分解和熔融处理。具体地，废物 3在高温气氛下热分解并变得熔融。等离子体熔融炉1中的高温气氛是由通过预热空气入 口 53注入的预热空气和从安装于第三侧壁30的等离子体炬100注入的热等离子体而形成 的，其中，预热空气入口 53在侧壁50的中线50C的底部40侧附近形成于与第三侧壁30相 面对的侧壁50。在热分解和熔融处理过程中，在等离子体熔融炉1内形成排放气体5和作 为不气化不反应物质的烙渔。
[0041] 这里，如图2所示，通过形成于面对第一侧壁10的第二侧壁20的排放气体出口 23 将排放气体5排出到等离子体熔融炉1的外部。此外，如图3所示，通过形成于第三侧壁30 的熔融熔渣出口 43将留在底部40的熔融的熔渣W排出到等离子体熔融炉1的外部。虑及 于此，熔融熔渣出口 43可以形成在等离子体炬100下方，S卩、形成在底部4(H则。
[0042] 如图2所示，排放气体出口 23以从等离子体熔融炉1的第二侧壁20的中部朝向 一侧定位的方式形成于等离子体熔融炉1的第二侧壁20。具体地，在图2中，排放气体出口 23形成在等离子体熔融炉1的下侧，S卩、形成在第二侧壁20的中线20C的第三侧壁3(H则。 所以，废物入口 13和排放气体出口 23在等离子体熔融炉1中相对于彼此位于对角线方向 上。特别地，如图2所示，废物入口 13位于第一侧壁10的中线10C的上侧，排放气体出口 23位于第二侧壁20的中线20C的下侧，由此排放气体出口 23位于相对于与形成有废物入 口 13的第一侧壁10正交的方向倾斜的对角线方向上。换言之，从废物入口 13观察时，排 放气体出口 23位于如下的对角线方向上：该对角线方向相对于与第一侧壁10正交的方向 倾斜。排放气体出口 23相对于废物入口 13的这一位置可以被描述为废物入口 13位于相 对于与形成有排放气体出口 23的第二侧壁20正交的方向倾斜的对角线方向上。
[0043] 如上所述，由于废物入口 13和排放气体出口 23相对于彼此位于对角线方向上，使 得废物3从废物入口 13给送到等离子体熔融炉1中所流经的路径变长。所以，能够有足够 的时间使给送到等离子体熔融炉1中的废物3热分解并熔融。此外，由于废物入口 13和排 放气体出口 23能够被尽可能地彼此分开，所以由排放气体的温度降低导致的影响能够被 最小化，该温度降低可能是由于不充分加热而未被热分解或未变得熔融的废物成分所致并 由此影响通过排放气体出口 23排出的排放气体。
[0044] 等离子体炬100具有加热等离子体熔融炉1的内部以将等离子体熔融炉1的内部 维持在高温气氛下并确保熔融的熔渣处于均匀熔融状态的功能。等离子体炬100设置于第 三侧壁30,该第三侧壁30连接形成有废物入口 13的第一侧壁10和形成有排放气体出口 23的第二侧壁20。具体地，等离子体炬100以两个等离子体炬100插入到形成于第三侧壁 30的等离子体炬插孔33a和33b的方式安装于第三侧壁30。这里，等离子体炬100可以是 通过电弧放电产生热等离子体的炬。
[0045] 这里，等离子体炬100可以在比第一侧壁10靠近第二侧壁20的位置处安装于第 三侧壁30。换言之，在图2中，等离子体炬100可以安装在第三侧壁30的中线30C的右侧， 艮P、安装在第二侧壁20侧。所以，等离子体炬100能够在排放气体5通过形成于第二侧壁 20的排放气体出口 23排出之前将高温等离子体P注入在等离子体熔融炉1中形成的排放 气体5中。如上所述，当排放气体5在排出之前暴露于等离子体时，可能残留在排放气体5 中的诸如二噁英等的有害气体成分被消除，由此能够使从等离子体熔融炉1泄漏有害气体 的危险最小化。
[0046] 此外，等离子体炬100可以在等离子体熔融炉1的第三侧壁30的中部的靠近等离 子体熔融炉1的底部40侧的位置被安装到第三侧壁30,具体地，在图3中为第三侧壁30的 中线30C的下侧，S卩、在底部40侧。所以，排放气体5经受由从等离子体炬100注入的等离 子体P所产生的旋转力（rotational force),使得排放气体5在等离子体烙融炉1中循环 (沿着图3中的fif头R)。
[0047] 因此，当排放气体5在等离子体熔融炉1中沿着箭头R循环时，能够尽可能地防止 可能包含在排放气体5中的飞灰从等离子体熔融炉1排出。
[0048] 也就是，当排放气体5在等离子体熔融炉1中沿着箭头R循环时，包含在排放气 体5中的飞灰经受径向离心力，使得飞灰移动靠近等离子体熔融炉1的内壁。所以，飞灰在 等离子体熔融炉1内连续移动或者附着至等离子体熔融炉1的内壁。结果，飞灰会留在等 离子体熔融炉1中，由此防止飞灰排出到等离子体熔融炉1外或者使飞灰到等离子体熔融 炉1外的排出最小化。根据本发明的优选实施方式，由于排放气体5在被排出到排放气体 出口 23外之前与从等离子体炬100注入的等离子体接触，所以即使被导向等离子体熔融炉 1的内部附近的飞灰流动到排放气体出口 23附近，也能防止飞灰的排出或使飞灰的排出最 小化，由此使飞灰再循环。所以，本发明的优选实施方式不需要诸如安装到排放气体出口 23 附近的用于防止飞灰通过排放气体出口 23排出的分隔件等的附加结构。因此，能够减少用 于安装分隔件或维护必须承受高温气氛的分隔件的成本。
[0049] 进一步地，依照根据本发明的优选实施方式的用于废物处理的等离子体熔融炉， 等离子体炬100在与第三侧壁30的中心隔开的、比第一侧壁10靠近第二侧壁20的位置处 安装于第三侧壁30。所以，被施加了旋转力的排放气体5通过与从等离子体炬100注入的 等离子体P接触而被导向关于与排放气体5的移动方向正交的方向对称的对称空间。进 一步地，由于两个空间、即在第一侧壁10的方向上的空间和在第二侧壁20的方向上的空间 在与排放气体5的移动方向正交的方向上彼此不对称，所以排放气体5以非对称的环形循 环，并由此在第一侧壁10侧的空间与第二侧壁20侧的空间之间形成非层流（non-laminar flow)。所以，沿着图3的箭头R循环的排放气体5在等离子体熔融炉1中以非对称的环 形截面流动，并且排放气体5在用于废物处理的等离子体熔融炉中所流经的路径的长度增 力口。进一步地，由于在等离子体熔融炉1中形成的排放气体5的紊流改善了在等离子体熔 融炉1中的气体的混合，使得能够均匀地维持等离子体熔融炉1的内部温度。
[0050] 此外，依照根据本发明的优选实施方式的用于废物处理的等离子体熔融炉，由于 等离子体炬100以朝向等离子体熔融炉1的底部40倾斜地注入等离子体P的方式设置，所 以能够增强施加至排放气体5的旋转力，并由此使排放气体5在等离子体熔融炉1中进一 步循环。
[0051] 这里，如图3所示，为了朝向等离子体熔融炉1的底部40从等离子体炬100倾斜 地注入等离子体P，在等离子体熔融炉1的第三侧壁30处以朝向底部40倾斜的方式形成 倾斜部35,并且等离子体炬100安装在与倾斜部35的倾斜方向正交地形成的等离子体炬 插孔33中。然而，本发明不限于此。例如，等离子体炬插孔33可以朝向等离子体熔融炉1 的底部40倾斜地形成于未形成倾斜部35的第三侧壁30,并且等离子体炬100以朝向底部 40倾斜地注入等离子体P的方式沿长度方向插入等离子体炬插孔33中。
[0052] 进一步地，如图2所示，根据本发明的优选实施方式的等离子体熔融炉1可以包括 多个等离子体炬1〇〇。例如，当等离子体熔融炉1包括两个等离子体炬1〇〇时，第二等离子 体炬100b以相对于第一等离子体炬100a成角度的方式安装，由此使来自第二等离子体炬 l〇〇b的等离子体P相对于来自第一等离子体炬100a的等离子体P倾斜地注入，使得从第一 等离子体炬100a注入的等离子体P和从第二等离子体炬100b注入的等离子体P能够在与 第三侧壁30正交的方向上聚集到一点。所以，能够使从根据本发明的优选实施方式的等离 子体熔融炉1获得的等离子体效果最大化。例如，能够均匀地维持熔融的熔渣的熔融状态 并且最大程度地去除包含在排放气体5中的杂质。
[0053] 进一步地，等离子体熔融炉1可以以来自等离子体炬100的等离子体P的注入方 向能够受控的方式包括多个等离子体炬1〇〇。在此情况中，排放气体5在等离子体熔融炉1 中流经的路径的长度增加，由此能够最大程度地去除包含在排放气体5中的杂质并且能够 均匀地维持等离子体熔融炉1的内部温度。这里，多个等离子体炬100可以包括第一等离 子体炬100a和第二等离子体炬100b，其中，第一等离子体炬100a用于沿与第三侧壁30正 交的方向注入等离子体P，第二等离子体炬l〇〇b用于以相对于从第一等离子体炬100a注入 的等离子体P成角度的方式注入等离子体P，以便在与第三侧壁30正交的方向上聚集到一 点。
[0054] 为此，具体地说明等离子体熔融炉1包括两个等离子体炬100的示例。如图2所 示，第一等离子体炬l〇〇a沿与第三侧壁30大致正交的方向注入等离子体P，而第二等离子 体炬100b沿与第三侧壁30大致正交的方向朝向第一侧壁10倾斜地注入等离子体P。
[0055] 这样，如果第二等离子体炬100b朝向第一侧壁10成角度地注入等离子体P，则面 对等离子体P的排放气体5不仅经受在与第三侧壁30正交的方向上的力，还经受朝向第一 侧壁10侧的力，由此使排放气体5旋转并流向第一侧壁10侧(沿图2中的箭头R)。因此， 排放气体5越远离形成于第二侧壁20的排放气体出口 23移动，排放气体5在排出之前在 等离子体熔融炉1中的流动路径的长度越增加。所以，能够充分地去除包含在排放气体5 中的杂质，并有效且均匀地维持等离子体熔融炉1的内部温度。
[0056] 此外，根据本发明的优选实施方式的等离子体熔融炉1可以进一步包括用于排出 在等离子体熔融炉1中产生的熔融的熔渣W的熔融熔渣出口 43。等离子体熔融炉1中的诸 如不会气化的无机物质等的熔渣由于等离子体熔融炉1的高温而形成熔融的熔渣W。如图 3所示，熔融熔渣出口 43可以形成于第三侧壁30的在等离子体炬100下方的位置，以便定 位在等离子体炬100附近。所以，由于从等离子体炬100注入的等离子体P，熔融的熔渣W 至少在熔融熔渣出口 43的周围被恰当地维持在熔融状态。由于恰当地维持在熔融状态的 熔融的熔渣W能够通过熔融熔渣出口 43容易地排出，所以能够基本防止由诸如熔融的熔渣 W的凝固等造成的熔融熔渣出口 43的堵塞问题。当然，结果是能够减少由诸如熔融熔渣出 口 43的堵塞问题等引起的用于等离子体熔融炉1的维护和修理的成本。
[0057] 进一步地，在根据本发明的优选实施方式的等离子体熔融炉1中，由于熔融熔渣 出口 43定位在等离子体炬100附近，所以熔融熔渣出口 43被定位成远离形成于第一侧壁 10的废物入口 13。通过此配置，布置在熔融熔渣出口 43周围的熔融的熔渣W可以充分地 与从废物入口 13新输入的废物3分开，由此能够避免在熔融的熔渣W流动过程中由熔融的 烙渔W的冷却或凝固引起的问题。
[0058] 接下来，将参照图4说明根据本发明的优选实施方式的用于废物处理的等离子体 熔融系统。根据本发明的优选实施方式的用于废物处理的等离子体熔融系统包括以上具体 提及的等离子体熔融炉1，并且从形成在等离子体熔融炉1中的排放气体出口 23排出的排 放气体被输送至经由连接管23a与等离子体熔融炉1相连的气化炉2。气化炉2能够被用 于通过给送蒸汽、碳或空气等来控制排放气体的温度和气体成分。这样，在根据本发明的优 选实施方式的用于废物处理的等离子体熔融系统中，等离子体熔融炉1和气化炉2彼此分 离，由此能够独立地进行对废物的热分解和熔融的控制以及对排放气体的流动的控制。因 此，能够容易地实现对用于废物处理的等离子体熔融系统的整体控制。
[0059] 进一步地，将参照图5说明使用以上具体提及的等离子体熔融炉1的用于废物处 理的等离子体熔融方法。根据本发明的优选实施方式的用于废物处理的等离子体熔融方法 包括：通过形成于等离子体熔融炉1的第一侧壁10的废物入口 13将废物输入等离子体熔 融炉1中（步骤S1)，和在等离子体熔融炉1中对输入的废物进行热分解和熔融(步骤S2)。 此外，本发明的用于废物处理的等离子体熔融方法包括：将等离子体P从安装于等离子体 熔融炉1的第三侧壁30的等离子体炬100注入到排放气体5中以去除包含在排放气体5 中的杂质(步骤S3)，其中第三侧壁30连接第一侧壁10与面对第一侧壁10的第二侧壁20。 本发明的用于废物处理的等离子体熔融方法还包括：通过形成于第二侧壁20并且位于相 对于与形成有废物入口 13的第一侧壁10正交的方向倾斜的对角线方向上的排放气体出口 23将去除了杂质的排放气体5排出（步骤S4)。如上所述，由于排放气体5在排出之前暴露 于等离子体P，所以在排出前消除了包含在排放气体5中的诸如有害气体等的杂质，并由此 能够防止可能从等离子体熔融炉1流出的杂质或者使从等离子体熔融炉1流出的杂质最小 化。
[0060] 本发明的用于废物处理的等离子体熔融方法还可以包括：在步骤S2中使废物热 分解和熔融之后，通过形成于第三侧壁30的熔融熔渣出口 43将等离子体熔融炉1的底部 40的熔融的熔渣W排出（步骤S5)。
[0061] 此外，作为在步骤S3之后或与步骤S3同步执行的附加步骤，本发明的用于废物处 理的等离子体熔融方法还包括使排放气体5沿着箭头R以非对称的环形循环的步骤。排放 气体5的非对称循环是由排放气体出口 23和等离子体炬100产生的，其中，排放气体出口 23在第二侧壁20的中部的等离子体熔融炉1的底部40侧形成于第二侧壁20,等离子体炬 100以朝向等离子体熔融炉1的底部40倾斜地注入等离子体P的方式在等离子体熔融炉1 的底部40附近安装于第三侧壁30。所以，能够最大程度地去除包含在排放气体5中的杂质 并均匀地维持等离子体熔融炉1的内部温度。
[0062] 虽然结合示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本说明并非意在将发明 限制于这些示例性实施方式。相反，本发明意在不仅覆盖示例性实施方式，还覆盖可以包括 在由所附的权利要求限定的发明的精神和范围内的各种替代、变型、等同及其他实施方式。 [0063] 例如，为了使从等离子体炬注入的等离子体聚集，等离子体熔融炉包括多个等离 子体炬以便将等离子体的注入方向控制成在与第三侧壁正交的方向上聚集到一点，然而， 等离子体炬的位置不限于本发明的上述实施方式的构造。
[0064] 此外，应当明白，术语"中线"和"中部"不仅包括在任一侧壁的正中位置处与该 侧壁正交的线及其部分，还包括在任一侧壁的中心附近的位置处与该侧壁正交的线及其部 分。
【权利要求】
1. 一种用于废物处理的等离子体熔融炉，其通过对废物进行热分解和熔融而进行所述 废物处理，所述等离子体熔融炉包括 ： 废物入口，其形成于所述等离子体熔融炉的第一侧壁以向所述等离子体熔融炉中给送 废物； 排放气体出口，其形成于面对所述第一侧壁的第二侧壁，并且位于相对于与形成有所 述废物入口的所述第一侧壁正交的方向倾斜的对角线方向上，所述排放气体出口被形成为 将所述等离子体熔融炉中产生的排放气体排出；和 等离子体炬，其安装于连接所述第一侧壁与所述第二侧壁的第三侧壁以用于加热所述 等离子体熔融炉的内部，并且所述等离子体炬安装在比所述第一侧壁靠近所述第二侧壁的 位置处以便在所述排放气体被排出之前将等离子体注入所述排放气体中。
2. 根据权利要求1所述的用于废物处理的等离子体熔融炉，其特征在于，所述排放气 体出口在所述等离子体熔融炉的底部附近形成于所述第二侧壁，并且所述等离子体炬以如 下方式安装于所述第三侧壁的中部的底部侧：借助于从所述等离子体炬注入的等离子体使 所述排放气体以非对称的环形在所述等离子体熔融炉中循环。
3. 根据权利要求2所述的用于废物处理的等离子体熔融炉，其特征在于，所述等离子 体炬以朝向所述等离子体熔融炉的所述底部倾斜地注入等离子体的方式安装于所述第三 侧壁。
4. 根据权利要求2所述的用于废物处理的等离子体熔融炉，其特征在于，用于排出熔 融的熔渣的熔融熔渣出口在所述等离子体炬下方并且在所述底部附近形成于所述第三侧 壁，以便利用从所等离子体炬注入的等离子体维持所述熔融的熔渣的熔融状态。
5. 根据权利要求1至4中的任一项所述的用于废物处理的等离子体熔融炉，其特征在 于， 在所述第三侧壁上安装多个等离子体炬，并且 从所述多个等离子体炬中的任一个等离子体炬注入的等离子体倾斜地注入从所述多 个等离子体炬中的另一个等离子体炬注入的等离子体中，使得从所述多个等离子体炬中的 两个或更多个等离子体炬各自注入的等离子体变得聚集。
6. 根据权利要求5所述的用于废物处理的等离子体熔融炉，其特征在于，所述多个等 离子体炬包括第一等离子体炬和第二等离子体炬，其中，所述第一等离子体炬被构造成沿 与所述第三侧壁正交的方向注入等离子体，所述第二等离子体炬被构造成相对于所述第一 等离子体炬的注入方向倾斜地朝向所述第一侧壁注入等离子体。
7. -种用于废物处理的等离子体熔融系统，其包括： 根据权利要求1至4中的任一项所述的用于废物处理的等离子体熔融炉， 其中，从所述等离子体熔融炉的所述排放气体出口排出的所述排放气体被输送至与所 述等离子体熔融炉联接的气化炉。
8. 根据权利要求7所述的用于废物处理的等离子体熔融系统，其特征在于，所述气化 炉被构造成通过给送蒸汽、碳和空气中的任一种来控制所述排放气体的温度和气体成分。
9. 一种用于废物处理的等离子体熔融方法，其通过对废物进行热分解和熔融而进行所 述废物处理，所述方法包括： 通过形成于等离子体熔融炉的第一侧壁的废物入口将废物给送到所述等离子体熔融 炉中； 在所述等离子体熔融炉中对所述废物进行热分解和熔融； 从安装于所述等离子体熔融炉的第三侧壁的等离子体炬将等离子体注入到排放气体 中以去除包含在所述排放气体中的杂质，其中所述第三侧壁连接所述第一侧壁与面对所述 第一侧壁的第二侧壁；和 通过排放气体出口将去除了杂质的所述排放气体排出，其中所述排放气体出口形成于 所述第二侧壁并且位于相对于与形成有所述废物入口的所述第一侧壁正交的方向倾斜的 对角线方向上。
10.根据权利要求9所述的用于废物处理的等离子体熔融方法，还包括：使所述排放气 体以非对称的环形循环。
【文档编号】B09B3/00GK104096706SQ201410144261
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2013年4月11日
【发明者】黄淳谟, 金永奭, 都喆镇, 李珍昊, 俞炳周 申请人:Gs普兰斯特有限公司