[0001]
本实用新型涉及环保领域，尤其是涉及一种电阻式熔融炉。
背景技术：[0002]
目前在发达国家的环保领域，电阻式熔融炉常被用于无机类废弃物、核废料的玻璃固化处理。电阻式熔融炉起炉是通过外部热源对原料加热形成导电的液态熔池，浸没在熔池内的电极通电对原料进行焦耳加热，最终形成玻璃态。常规用到的外部热源通常是硅碳棒或者硅钼棒等电阻发热管塞在原料中逐步对原料升温，其升温速度缓慢，热交换效率很低。外部热源还有就是利用燃料的燃烧产生高温火焰，通常在空气作为助燃剂的情况下，温度在2000摄氏度以下，这种燃烧方式外焰温度较高，内焰温度较低，且火焰范围较大，容易烧蚀电极及炉体耐火内衬。由于其热量不集中，大量的热量随烟气带走，参与加热原料的能量较少。因此通常方式，电阻式熔融炉从冷态起炉需要消耗大量的能量，升温速率缓慢，需要5天以上的时间才能形成熔池。也造成其适用于长时间运行环境，避免间歇式运行及频繁停炉。
技术实现要素：[0003]
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种电阻式熔融炉，使电阻式熔融炉起炉效率更高，方式更加灵活，节省能源。
[0004]
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电阻型熔融炉，该电阻型熔融炉包括炉体，所述炉体两侧设有进料口和排料口，炉体上部设有炉盖，所述炉盖上设有供第一电极、第二电极和等离子火炬穿过的通孔，第一电极、第二电极和等离子火炬穿过通孔伸入到炉体内。
[0005]
进一步，所述第一电极和第二电极以炉体中心圆周均匀分布。
[0006]
进一步，所述第一电极和第二电极与炉体底部的间距相等。
[0007]
进一步，所述第一电极与炉体底部的间距小于等离子体火炬与炉体底部的间距。
[0008]
进一步，所述炉体底部铺设有原料，所述原料为颗粒状。
[0009]
进一步，所述原料为硅酸盐玻璃颗粒，所述硅酸盐玻璃颗粒的粒径为3mm~8mm。
[0010]
进一步，所述第一电极和第二电极插入到原料中，所述等离子火炬距离原料50mm~150mm。
[0011]
进一步，所述第一电极和第二电极距离炉体底部60mm~140mm。
[0012]
一种电阻式熔融炉起炉方法，包括如下步骤：
[0013]
第一步，在炉体底部铺设一层原料，原料需要高于第一电极和第二电极的底部；
[0014]
第二步，将炉盖盖上，调整等离子火炬的高度，使火炬底部距离原料顶部50mm以上；
[0015]
第三步，启动等离子火炬，使用高压气体作为载体介质气体，气体压力0.01~2.0mpa，气体气量100l/min~5000l/min；
[0016]
第四步，等离子体火炬产生高温对原料进行加热，逐步形成玻璃液熔池，控制炉体升温速率在2℃/小时~100℃/小时；
[0017]
第五步，随着等离子体火炬的运行，玻璃液熔池的范围不断扩大，最终玻璃液熔池与第一电极与第二电极接触，在第一电极与第二电极两端接入的电阻测量装置显示两个电极之间的电阻为0.1欧姆~20欧姆之间时，断开电阻测量装置；
[0018]
第六步，逐步降低等离子体火炬的运行功率直至断开输入电压，同时启动第一电极与第二电极之间的电源，控制炉体升温速率在2℃/小时-100℃/小时；
[0019]
第七步，调整第一电极和第二电极之间的电压，电压调节范围50v-1000v，从而调节了输入功率，随着玻璃熔池不断扩大，液面会逐渐下降，这时通过进料口补入原料，维持液面高度；
[0020]
第八步，当整个玻璃熔池的平均温度到达1000℃-1600℃时，逐步加大投料，使玻璃液熔池的高度到达排料口的高度，完成起炉。
[0021]
进一步，第一步中，原料成分采用硅酸盐玻璃颗粒；
[0022]
进一步，第二步中，等离子火炬底部距离原料顶部100mm。
[0023]
进一步，第三步中，高压气体采用氮气作为载体介质气体，气体压力0.6mpa，气体气量1500l/min，等离子体火炬采用直流电源，电流200a，电压450v~600v；
[0024]
进一步，第四步中，控制炉体升温速率在5℃/小时~25℃/小时。
[0025]
进一步，第五步中，第一电极与第二电极两端接入的电阻测量装置显示两个电极之间的电阻为0.2ω~0.7ω；
[0026]
进一步，第六步中，控制炉体升温速率在5℃/小时~25℃/小时；
[0027]
进一步，第七步中，第一电极与第二电极之间的电压为200v~450v；
[0028]
进一步，第八步中，整个玻璃熔池的平均温度为1300℃~1500℃。
[0029]
本实用新型的有益效果：
[0030]
1、本实用新型采用等离子体火炬的高温焰流，中心温度高，周边温度低的特点对起炉原料进行熔融加热，加热速度快，且避免炉体内衬的烧蚀；
[0031]
2、本实用新型中起炉辅助热源直接采用电能转换为热能，结构简单，方便智能化控制；
[0032]
3、本实用新型起炉辅助热源的气体介质可以多样化，应用于不同场合；
[0033]
4、本实用新型的起炉方法可以在较短的时间内完成起炉，从而改变了电阻式熔融炉的运行方式，可以进行间歇式运行，灵活方便，扩大电阻式熔融炉的使用范围。
附图说明
[0034]
图1—为本实用新型的结构示意图。
[0035]
图2—为本实用新型的俯视图。
[0036]
图中：1-炉体，2-排料口，3-炉盖，4-第一电极，5-等离子火炬，6-第二电极，7-进料口，8-高温焰流，9-玻璃液熔池，10-原料。
具体实施方式
[0037]
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
[0038]
参照图1和图2：一种电阻型熔融炉，该电阻型熔融炉包括炉体1，所述炉体1两侧设有进料口7和排料口2，炉体1上部设有炉盖3，所述炉盖3上设有供第一电极4、第二电极6和等离子火炬5穿过的通孔，第一电极4、第二电极6和等离子火炬5穿过通孔伸入到炉体1内。
[0039]
在炉体1底部铺设一层原料10，原料10采用颗粒原料10，原料10需要高于第一电极4和第二电极6的底部，使第一电极4和第二电极6被埋入原料10中，且第一电极4和第二电极6的底部高度相同，原料10铺设高度h需要满足以下公式：
[0040][0041]
ρ
b
为原料10颗粒的堆积密度；
[0042]
ρ
m
为原料10高温熔融密度；
[0043]
d为第一电极4和第二电极6底部距离炉体1底部的距离；
[0044]
h
max
为排料口2距离炉体1底部的高度；
[0045]
h1为原料10铺设最小极限高度。
[0046]
实施例1
[0047]
本实施例中，在炉体1底部铺设一层原料10，原料10采用普通硅酸盐玻璃颗粒，平均粒径5mm，根据公式：
[0048][0049]
已知ρ
b
为原料10颗粒的堆积密度为1.2t/m3；
[0050]
ρ
m
为原料10高温熔融密度2.4t/m3；
[0051]
d为第一电极4和第二电极6底部距离炉体1底部的距离100mm；
[0052]
h
max
为排料口2距离炉体1底部的高度400mm；
[0053]
h1为原料10铺设最小极限高度为200mm；
[0054]
由此可知，原料10铺设高度h=300mm。
[0055]
本实施例中，炉盖上的等离子体火炬的通孔设于炉体中心，等离子体火炬即位于炉体中心部分，第一电极和第二电极以等离子体火炬为中心均匀圆周分布在炉盖上，并伸入到炉体中。
[0056]
将炉盖3盖上后，调整等离子体火炬的高度，使等离子体火炬底部距离原料10顶部100mm。
[0057]
启动等离子体火炬，使用高压气体作为载体介质气体，气体压力0.6mpa，气体气量1500l/min。等离子体火炬采用直流电源，电流200a，电压500v。
[0058]
等离子体火炬产生高温焰流8对原料10进行加热，逐步形成玻璃液熔池9。同时控制等离子体火炬的功率，进而控制炉体1升温速率在10℃/小时。
[0059]
随着等离子体火炬的运行，玻璃液熔池9的范围不断扩大，最终玻璃液熔池9与第一电极4与第二电极6接触，在第一电极4与第二电极6两端接入的电阻测量装置显示两个电极之间的电阻为0.5ω时，断开电阻测量装置。
[0060]
逐步降低等离子体火炬的运行功率直至断开输入电压，同时启动第一电极4与第
二电极6之间的电源，将电极投入运行，进而控制炉体1升温速率在10℃/小时。
[0061]
调整电极之间的电压，电压调节范围300v，从而调节了输入功率。随着玻璃熔池不断扩大，液面会逐渐下降，这时需要通过进料口7补入原料10，维持液面高度。
[0062]
当整个玻璃熔池的平均温度到达1350℃时，逐步加大投料，使玻璃液熔池9的高度到达排料口2的高度，完成起炉。
[0063]
实施例2
[0064]
本实施例中，在炉体1底部铺设一层原料10，原料10采用普通硅酸盐玻璃颗粒，平均粒径6mm，根据公式：
[0065][0066]
已知ρ
b
为原料10颗粒的堆积密度为1.2t/m3；
[0067]
ρ
m
为原料10高温熔融密度2.4t/m3；
[0068]
d为第一电极4和第二电极6底部距离炉体1底部的距离80mm；
[0069]
h
max
为排料口2距离炉体1底部的高度400mm；
[0070]
h1为原料10铺设最小极限高度为160mm；
[0071]
由此可知，原料10的铺设厚度h=300mm。
[0072]
将炉盖3盖上后，调整等离子体火炬的高度，使火炬底部距离原料10顶部100mm。
[0073]
启动等离子体火炬，使用高压气体作为载体介质气体，气体压力0.5mpa，气体气量2000l/min。等离子体火炬采用直流电源，电流220a，电压550v。
[0074]
等离子体火炬产生高温焰流8对原料10进行加热，逐步形成玻璃液熔池9。同时控制等离子体火炬的功率，进而控制炉体1升温速率在20℃/小时。
[0075]
随着等离子体火炬的运行，玻璃液熔池9的范围不断扩大，最终玻璃液熔池9与第一电极4和第二电极6接触，在第一电极4与第二电极6两端接入的电阻测量装置显示两个电极之间的电阻为0.4ω时，断开电阻测量装置。
[0076]
逐步降低等离子体火炬的运行功率直至断开输入电压，同时启动第一电极4与第二电极6之间的电源，将电极投入运行，进而控制炉体1升温速率在20℃/小时。
[0077]
调整电极之间的电压，电压350v，从而调节了输入功率。随着玻璃熔池不断扩大，液面会逐渐下降，这时需要通过进料口7补入原料10，维持液面高度。
[0078]
当整个玻璃熔池的平均温度到达1460℃时，逐步加大投料，使玻璃液熔池9的高度到达排料口2的高度，完成起炉。
[0079]
本实用新型的工作原理：采用等离子体火炬产生高温焰流8，高温焰流8具有较高的能量密度，其中心温度可达5000k以上，周边温度较低，高温焰流8直接以超高速度，超高温度轰击原料10，能快速的将原料10融化并形成熔池，而其周边火焰温度较低，无法烧蚀炉体1内衬，这样在等离子体火炬的作用下，熔融炉内部呈现出中心温度极高，而周边温度极低的温度场分布，这点与常规燃料火焰不同。由于其中心温度较高，可以快速形成熔池并扩大熔池的范围，当熔池将第一电极4与第二电极6接触时，熔池是很好的导电液体，第一电极4与第二电极6可以导电连通，采用测量电阻方式测量第一电极4与第二电极6的导通情况，当显示较低电阻值时，将第一电极4与第二电极6接入电压，电阻式发热开始运行，熔池相当于一个电阻，通过第一电极4与第二电极6之间的电压，不断发出电阻热，当整个原料10全部
形成熔池后，起炉完成。
[0080]
以上仅是本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有前述各种技术特征的组合和变型，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，对本实用新型的改进、变型、等同替换，或者将本实用新型的结构或方法用于其它领域以取得同样的效果，都属于本实用新型包括的保护范围。