专利名称：通过等离子熔融使有毒材料失活的装置和方法
技术领域：
在这些尝试中，通过在大量的7jc硬粘结料中稀释石棉纤维和石棉 粉尘，然后干燥这样得到的整体，可以在卸出前加强(citer)稳定化。但 是，该失活方法提出关于所获得的材料的长期的稳定性方面的问题，该稳 定性是不确定的。
05]还通过专利EP 0 484 866和EP 0 344 563 了解到旨在通过在平均 温度为500-卯0。C的温度下处理使工业的石棉废料失活的方法。但是这些 方法不能进一步确保来自处理的产品无害。事实上，只有熔融失活方法，即把含石棉的废料带到高温的方法， 可以保证消除含石棉的材料的有害特征和致癌特征。粉碎炉料的连续输入可以减少对耐火材料的寿命有害的热沖击。"要处理的粉碎炉料"是指成分是可玻璃化的粉碎炉料。粉碎炉料的粒度在100jam和200毫米之间。 —每个等离子体火舌与熔浴的碰撞区离开熔融室的壁一定距离，能够避免在这些壁上产生热点，该方法还可通过连续注入粉碎炉料并与注入常温含氧气态流即注入冷的气体结合使氧化氮的产量最小，该连续注入导致生成流量稳定的烟气，冷空气与其把氧固定氮上，还不如固定碳上。该等离子体火舌还保证将精炼和熔流室中的精炼浴保持在熔融温度。
58在该装置的不同的特殊实施方式中，每个实施方式具有它的特殊的并且可以是许多可能的技术组合的优点 —熔融室包括注入含氧气态流的注入孔，这些注入孔与注入所述含氧气态流的注入管线连接，
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一这些注入孔沿一垂直轴线均匀或不均勻地分布，该垂直轴线置于熔融室的一等离子源与要处理的粉碎炉料输入口之间，—等离子源安装在开口上，使得由这些等离子源的每一个发出的等离子体火舌相对于水平面倾斜15。 -30°的一角度。
68本发明还涉及通过如上所述的有毒产品的等离子熔融失活方法得到的玻璃化的材料。—图2示意表示
图1的失活装置的俯视剖面图；另外，当等离子体火舌(dards plasma) 15、 16投射到水平平面上时，等离子体火舌15、 16的每一传播轴线17、 18组合相对于熔融室1的壁4的径向分量21和切向分量22，以在熔浴的中心促使搅拌(brassage )。一方面通过用于调整每个非转移弧式等离子炬枪(torches & plasma ^ arcnon transfer"的轴向位置的机械调节部件，另一方面通过两个等离子体 火舌(dards plasma) 15、 16碰撞熔浴6的不对称性可以优化该搅拌。因 此所述传播轴线17、 18中的每一个都具有自已的径向分量21和切向分量 22，以便通过液相旋转促使熔浴的搅拌。测量和控制部件可以通过压力和温度探测器获取熔融室1中的压 力和温度，通过光学高温计获取熔浴的温度，通过内窥镜(未示出)获取
14粉碎炉料5的熔融的连续跟踪。例如可以在一处理单元——例如为此编程 的微处理器一一的控制下使用这些测量，以测定等离子体炬枪8、 9的电功 率和/或要处理的粉碎炉料输入熔浴6的流量，以控制并优化熔融过程，特 别是控制和优化粉碎炉料熔融所需的和足够的等离子电功率。该精炼和熔流室26接受精炼浴27，并且包括优选侧向地置于该精 炼和熔流室的熔流孔28。熔流孔28具有优选为截锥形的截面，并且被优 选为锥形的冷却的封闭件29封闭。—整个精炼间/精炼室在一水平平面中的总长度约为4-5米； [106一液体浴高度为200-;300毫米。另外，显然，高温等离子体(焓约为6-7兆焦耳/千克)的使用通 过等离子体对该烟气总流量的有限贡献导致烟气总流量最小。所有这些因
素有助于优化通过出口 11从熔融室1提取的烟气的处理。注入到熔融室1中的常温含氧气体流量在800-1200Nm7小时的范围内。烟气的总流量在2500-3000NmV小时的范围。在这些操作条件下， 排放到大气中的氧化氮率(le taux d，oxyde d，azote )低于400mg/Nm3的要
求限值。
114要注意的是，能量平衡约为l千瓦时/千克。由于等离子炬枪本身 的效率约为80-85% (输送的热能与消耗的电能之间的比率)，考虑能量 平衡，可以得出本发明的等离子熔融失活方法的能量效率非常高的结论。
[115熔融造成的玻璃化产品——例如对每天40吨的处理能力为每天 20 — 25吨一一完全失活，特别是不能检测出任何纤维状态或粉尘状态的石 棉痕迹。例如由于玻璃化产品的机械性能，所述玻璃化产品是一种用于实 施道路基础的有价值的产品。
权利要求
1.通过等离子熔融使有毒产品失活的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤a)使要处理的可玻璃化的粉碎炉料(5)连续输入到一熔浴(6)中，所述粉碎炉料(5)通过重力落到所述熔浴(6)中，所述熔浴(6)置于一熔融室(1)中，所述熔融室具有被至少部分地覆盖有耐火组分的壁所限定的内部体积b)将至少一等离子体火舌(15、16)直接输送到所述熔浴(6)中，所述等离子体火舌此外沿一传播轴线(17、18)被引导，所述传播轴线(17、18)位于垂直平面(P)外，所述垂直平面(P)含有所述壁在所述传播轴线(17、18)与所述壁(4)的交点(20)处的法线(19)，以便搅拌所述熔浴(6)，每个等离子体火舌(15、16)由安装在所述熔融室(1)的一非转移弧式等离子源(8，9)产生c)将至少一部分熔浴(6)输送到精炼浴(27)，所述精炼浴(27)置于一精炼和熔流室(26)中，所述精炼和熔流室(26)在其上游部分与所述熔融室(1)连通，所述精炼和熔流室(26)具有被至少部分地覆盖有耐火组分的壁所限定的内部体积；d)将等离子体火舌(31)朝向与所述熔融室(1)连通的所述精炼和熔流室(26)的上游部分直接输送到所述精炼浴(27)中，以将可能有的未熔融的组分重新推向所述熔浴(6)，所述等离子体火舌(31)由安装在所述精炼和熔流室(26)的下游部分中的非转移弧式等离子源(d)产生。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，使由安装在所述熔融室 (l)上的每个所述非转移弧式等离子源(8、 9)所产生的等离子体火舌朝所述要处理的粉碎炉料落入的所述熔浴(6)中的区域的方向取向。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个所述等离子体火 舌与所述熔浴(6)碰撞的区域离开所述熔融室(1)的壁一能够避免在所 述壁上产生热点的距离。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述要处理的粉碎炉料(5 )在所述步骤a )之前通过粉碎废料混合物形成，所述废 料混合物的成分可以^吏混合物的熔融温度最小。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将安装在 所述精炼和熔流室(26)的下游部分的所述等离子源(30)产生的所述等 离子体火舌(31)沿一轴线(33)输送，所述轴线(33)在所述精炼和熔 流室(26)与所述熔融室(1)之间的连通孔上对中心。
6. 如权利要求l至5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述熔 融室(1)的壁(4)的至少一部分上，以与所述熔融室(1)的壁(4)成 切线地注入常温含氧气态流。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述含氧气态流导向 所述要处理的粉碎炉料(5)输入的所述熔融室(1)的部分。
8. 如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，测量所述熔浴(6 ) 的温度，并使安装在所述熔融室(l)上的所述等离子源产生的等离子功率 最小，同时保持所述熔浴的熔融温度。
9. 用于实施如权利要求1至8中任一项所述的通过等离子熔融使有 毒产品失活的方法的装置，所述装置包括具有被壁(4)所限定的内部体积 的熔融室(1)，所述壁至少部分地覆盖有耐火组分，所述熔融室包括输入 要处理的可玻璃化的粉碎炉料(5)的一输入口 (3)，其特征在于，所述 装置包括—至少一用于产生等离子体火舌(15、 16)的非转移弧式等离子源(8、 9)，所述非转移弧式等离子源(8、 9)与所述熔融室(1)的一側向的开 口连接；—所述非转移弧式等离子源(8、 9)安装在所述熔融室(1)上，以便 由所述等离子源发出的所述等离子体火舌(15、 16)向用于接受熔浴(6) 的所述熔融室(1)的下部倾斜，并沿一传播轴线(17、 18)传播，以便搅 拌所述熔浴(6)，所述传播轴线(17、 18)位于一垂直平面(P)外，所 述垂直平面(P)含有所述壁在所述传播轴线(17、 18)与所述壁(4)的 交点(20)处的法线(19);一所述熔融室(1)与精炼和熔流室(26)的上游部分流体连通，所述 精炼和熔流室(26)具有被至少部分覆盖有耐火组分的壁所限定的内部体 积，所述精炼和熔流室(26)用于接受精炼浴(27);—所述精炼和熔流室(26)在其下游部分包括一开口， 一非转移弧式 等离子源(30)与所述开口连接，所述等离子源安装成发出向所述精炼和 熔流室(26)的下部倾斜的等离子体火舌(31)，以直接击打所述精炼和 熔流室(26)的上游部分中的所述精炼浴(27)，以便将可能存在的未熔 组分重新推向熔浴(6)。
10. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置包括两个非转 移弧式等离子源(8、 9)，每个所述非转移弧式等离子源安装在所述熔融 室(1)的一侧向的开口上，所述非转移弧式等离子源用于以不对称方式发 出击打所述熔浴(6)的等离子体火舌，以搅拌所述熔浴(6)。
11. 如权利要求9或IO所述的装置，其特征在于，所述熔融室(l) 包括一些注入含氧气态流的注入孔(24)，所述注入孔(24)与注入所述 含氧气态流的注入管线连接。
12. 如权利要求ll所述的装置，其特征在于，所述注入孔(24)被定 向成朝所述熔融室(1)的包括要处理的粉碎炉料(5)的输入口 (3)的部 分的方向，按与所述熔融室的侧壁(4)成切线地注入所述含氧气态流。
13. 如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述注入孔(24 ) 均匀或不均匀地沿一垂直轴线(25)分布，所述垂直轴线(25)位于所述 熔融室(1)的所述等离子源(8、 9)之一与所述要处理的粉碎炉料(5) 的输入口 (3)之间。
14. 如权利要求9至13中任一项所述的装置，其特征在于，所述非转 移弧式等离子源(8、 9)安装在所述熔融室(1)上，使得由所述等离子源(8、 9)发出的所述等离子体火舌(15、 16)朝所述要处理的粉碎炉料落 入的所述熔浴(6)的区域的方向输送。
15. 如权利要求9至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置 包括用于控制所述熔浴(6 )的测量仪器，以使至少一操作者可以实时操控由所述等离子源(8、 9)产生的等离子功率。
16. 如权利要求9至15中任一项所述的装置，其特征在于，所述精炼和熔流室(26)置于所述要处理的粉碎炉料(5)的输入口 (3)的对面。
17. 如权利要求9至16中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括与所述输入口 ( 3 )连接的并用于连续输入所述要处理的粉碎炉料(5 )的输入部件(2 )。
18. 如权利要求9至17中任一项所述的装置，其特征在于，所述等离子源(8、 9、 30)安装在所述开口上，使得由每个所述等离子源发出的所述等离子体火舌相对于一水平面倾斜介于15。 -30。之间的一角度。
19. 如权利要求9至18中任一项所述的装置，其特征在于，所述精炼和熔流室(26)包括由一封闭件(29)封闭的一熔流孔(28)。
20. 使用如权利要求9至19中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置用于处理包括石棉的废料。
21. 通过如权利要求1至8中任一项所述的通过等离子熔融使有毒产品失活的方法得到的玻璃化的材料，其特征在于，所述玻璃化的材料包括小于或等于0.1%的质量百分比的未熔融组分率。
全文摘要
本发明涉及通过等离子熔融使有毒材料失活的方法和装置，该装置包括具有被壁所限定的内部体积的熔融室(1)。根据本发明，该装置包括至少一非转移弧式等离子源(8、9)，所述不转换等离子源用于产生向熔融室(1)的下部倾斜的等离子体火舌，该等离子体火舌沿传播轴线(17、18)传播，传播轴线(17、18)位于垂直平面(P)外，所述垂直平面(P)包括所述壁在所述传播轴线(17、18)与所述壁(4)交点(20)处的法线，以搅拌所述熔浴(6)。熔融室(1)与一精炼和熔流室(26)的上游部分流体连通。精炼和熔流室(26)在其下游部分包括一开口，一非转移弧式等离子源(30)与该开口连接，该等离子源(30)安装成发出直接击打精炼和熔流室(26)的所述上游部分中的精炼浴(27)的等离子体火舌(31)，以便把未熔融的组分重新推向熔浴(6)。
文档编号B09B3/00GK101652193SQ200780049376
公开日2010年2月17日 申请日期2007年11月21日 优先权日2006年11月27日
发明者F·E·L·布吕内托, J-P·罗伯特-阿尔努伊, L·克莱尔-罗克 申请人:欧罗等离子公司