一种基于等离子体的离心式固体污染物高温熔融炉制造技术

本发明专利技术公开了一种基于等离子体的离心式固体污染物高温熔融炉，包括：螺旋进料机(1)、上炉体(2)、下炉体(3)、阴极(4)、阳极(5)、坩埚(6)、排渣口(7)、转动轴(8)、排气口(9)。本发明专利技术综合运用离心技术、等离子体技术、综合控制技术，较好的实现了固体污染物在等离子体条件下的燃烧和分解；通过将燃烧炉体分为上下两部分，进一步提高了高温熔融炉的灵活性；采用离心式熔融炉，使等离子体电弧不受物料影响，避免了荡弧的产生；可以多次反复对固体污染物进行处理，进一步提高了固体污染物熔融效率，降低了污染物排放和经济成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于等离子体的离心式固体污染物高温熔融炉
本专利技术属于环保
，特别涉及一种基于等离子体的离心式固体污染物高温熔融炉。
技术介绍
等离子体的高热密度和高反应活性将引发垃圾很多高温化学反应，可以分为以下3种：(1)等离子体裂解，垃圾在无氧条件下裂解，分解为小分子物质；(2)等离子体气化，有机成分缺氧条件下转化为热值气体，例如含有CO、H2、CH4的合成气；(3)等离子体熔融，垃圾中的无机成分在高温条件下发生熔融和固化，并将重金属和有害物质固定在玻璃体中。普通焚烧由于温度不够高，复杂的化学反应会导致氧分子结合形成污染物，如氮氧化物和二噁英，并且这些污染物将直接通过烟囱排放；另一方面，焚烧炉的灰渣通常有高度毒性，需要进行卫生填埋。而等离子体熔融炉温度极高、能量集中、熔融产物稳定、投资运行费用相对较低。等离子体熔融炉内高温产生的热量，打断苯环，使二噁英分解为CO2、HCl和H2O等物质。高温等离子体的能量密度很高，离子温度与电子温度相近，整个体系的表现温度非常高，通常为1万K至2万K的数量级，各种粒子的反应活性也都很高，在如此高的温度、反应活性粒子和氧气的作用下，污染物分子被彻底地分解，二噁英等毒性物质能够彻底分解，分解率可以高达99.99％以上，从而达到去除污染物的目的。尤其是对较难处理的污染物及特殊要求的污染物，其先进性与优越性就进一步显现了出来。与传统的焚烧炉相比，等离子体高温熔融炉处理垃圾废物有如下特点：可以处理有毒、有害危险及非危险废物，包括有机的、无机的、气体、液体及固体；能够完全地、安全地将有毒废料转化成无毒且有使用价值的产品；处理后的废气物无二次污染。对于等离子体处理污染物的专利，(CN104645915A)公开了一种微波等离子火炬处理废物的方法；(CN104310732A)公开了一种污泥高温等离子体玻璃化装置及其处理方法；CN106402896A)提供一种垃圾焚烧飞灰等离子熔融处理系统；(US4644877)公开了一种等离子体热解处理垃圾的系统。上述的专利装置或者系统流程都较为复杂，处理工序繁琐，熔融炉内的熔融区域内大多利用了熔融体的虹吸原理。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种基于等离子体的离心式固体污染物高温熔融炉，实现离子体熔融固体污染物的快速、高效分解，进一步增强气化效果、减少能源浪费、提高工作效率、降低经济成本。本专利技术的技术方案是：一种基于等离子体的离心式固体污染物高温熔融炉，包括：螺旋进料机、上炉体、下炉体、阴极、阳极、坩埚、排渣口、转动轴、排气口；所述螺旋进料机设置在所述上炉体上，用于向所述坩埚内输送固体污染物；所述上炉体为反凹形金属材质，能够承受高温高压；与所述下炉体活动连接后，形成密闭空间，能够承受高温高压；所述下炉体为凹形金属材质，能够承受高温高压；与所述上炉体活动连接后，形成密闭空间，能够承受高温高压；所述阴极设置在所述上炉体中心位置，一端在所述上炉体上表面，用于与外部电源阴极连接，一端进入所述上炉体内部，并深入到所述坩埚内，用于发射阴极电子；所述阴极与设置在所述下炉体上的所述阳极相对应；所述阳极设置在所述坩埚底部；所述阳极加载正电荷时，与所述阴极共同加载高电压时放电形成等离子体，从而形成高温区域，使从所述螺旋进料机进入的固体污染物进行熔融；所述坩埚可以根据固体污染物处理量的大小来选取不同大小的坩埚；所述坩埚设置在所述下炉体内，用于在所述阴极和所述阳极的作用下，实现等离子体条件下的固体污染物燃烧熔融；所述坩埚转动时，固体污染物的熔融液体形成离心区域，由于离心力的作用，不能进入所述阴极和所述阳极形成的电弧区域，避免发生荡弧，保持稳定工作；所述排渣口设置在所述下炉体底部，用于排出固体污染物燃烧后的废渣；所述排渣口设置为多个；所述转动轴设置在所述下炉体底部中心位置，与所述坩埚固接，并与所述上炉体、所述下炉体同轴，在外力作用下转动时，带动所述坩埚转动，所述下炉体和所述上炉体保持静止；调整所述转动轴的转速，从而控制固体污染物的熔融液体形成离心区域的大小，控制固体污染物的熔融液体从所述坩埚排出；所述排气口设置在所述上炉体顶部，用于排出固体污染物熔融处理后的废气。本专利技术综合运用离心技术、等离子体技术、综合控制技术，较好的实现了固体污染物在等离子体条件下的燃烧和分解；通过将燃烧炉体分为上下两部分，进一步提高了高温熔融炉的灵活性；采用离心式熔融炉，使等离子体电弧不受物料影响，避免了荡弧的产生；可以多次反复对固体污染物进行处理，进一步提高了固体污染物熔融效率，降低了污染物排放和经济成本。附图说明图1为本专利技术结构示意图。1--螺旋进料机、2--上炉体、3--下炉体、4--阴极、5--阳极、6--坩埚、7--排渣口、8--转动轴、9--排气口具体实施方式实施例1：参见图1，一种基于等离子体的离心式固体污染物高温熔融炉，包括：螺旋进料机1、上炉体2、下炉体3、阴极4、阳极5、坩埚6、排渣口7、转动轴8、排气口9；所述螺旋进料机1设置在所述上炉体2上，用于向所述坩埚6内输送固体污染物；所述上炉体2为反凹形金属材质，能够承受高温高压；与所述下炉体3活动连接后，形成密闭空间，能够承受高温高压；所述下炉体3为凹形金属材质，能够承受高温高压；与所述上炉体2活动连接后，形成密闭空间，能够承受高温高压；所述阴极4设置在所述上炉体2中心位置，一端在所述上炉体2上表面，用于与外部电源阴极连接，一端进入所述上炉体2内部，并深入到所述坩埚6内，用于发射阴极电子；所述阴极4与设置在所述下炉体3上的所述阳极5相对应；所述阳极5设置在所述坩埚6底部；所述阳极5加载正电荷时，与所述阴极4共同加载高电压时放电形成等离子体，从而形成高温区域，使从所述螺旋进料机1进入的固体污染物进行熔融；所述坩埚6可以根据固体污染物处理量的大小来选取不同大小的坩埚；所述坩埚6设置在所述下炉体3内，用于在所述阴极4和所述阳极5的作用下，实现等离子体条件下的固体污染物燃烧熔融；所述坩埚6转动时，固体污染物的熔融液体形成离心区域，由于离心力的作用，不能进入所述阴极4和所述阳极5形成的电弧区域，避免发生荡弧，保持稳定工作；所述排渣口7设置在所述下炉体3底部，用于排出固体污染物燃烧后的废渣；所述排渣口7设置为多个；所述转动轴8设置在所述下炉体3底部中心位置，与所述坩埚6固接，并与所述上炉体2、所述下炉体3同轴，在外力作用下转动时，带动所述坩埚6转动，所述下炉体3和所述上炉体2保持静止；调整所述转动轴8的转速，从而控制固体污染物的熔融液体形成离心区域的大小，控制固体污染物的熔融液体从所述坩埚6排出；所述排气口9设置在所述上炉体2顶部，用于排出固体污染物熔融处理后的废气。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于等离子体的离心式固体污染物高温熔融炉，其特征在于，包括：螺旋进料机(1)、上炉体(2)、下炉体(3)、阴极(4)、阳极(5)、坩埚(6)、排渣口(7)、转动轴(8)、排气口(9)；所述螺旋进料机(1)设置在所述上炉体(2)上，用于向所述坩埚(6)内输送固体污染物；所述上炉体(2)为反凹形金属材质，能够承受高温高压；与所述下炉体(3)活动连接后，形成密闭空间，能够承受高温高压；所述下炉体(3)为凹形金属材质，能够承受高温高压；与所述上炉体(2)活动连接后，形成密闭空间，能够承受高温高压；所述阴极(4)设置在所述上炉体(2)中心位置，一端在所述上炉体(2)上表面，用于与外部电源阴极连接，一端进入所述上炉体(2)内部，并深入到所述坩埚(6)内，用于发射阴极电子；所述阴极(4)与设置在所述下炉体(3)上的所述阳极(5)相对应；所述阳极(5)设置在所述坩埚(6)底部；所述阳极(5)加载正电荷时，与所述阴极(4)共同加载高电压时放电形成等离子体，从而形成高温区域，使从所述螺旋进料机(1)进入的固体污染物进行熔融；所述坩埚(6)可以根据固体污染物处理量的大小来选取不同大小的坩埚；所述坩埚(6)设置在所述下炉体(3)内，用于在所述阴极(4)和所述阳极(5)的作用下，实现等离子体条件下的固体污染物燃烧熔融；所述坩埚(6)转动时，固体污染物的熔融液体形成离心区域，由于离心力的作用，不能进入所述阴极(4)和所述阳极(5)形成的电弧区域，避免发生荡弧，保持稳定工作；所述排渣口(7)设置在所述下炉体(3)底部，用于排出固体污染物燃烧后的废渣；所述排渣口(7)设置为多个；所述转动轴(8)设置在所述下炉体(3)底部中心位置，与所述坩埚(6)固接，并与所述上炉体(2)、所述下炉体(3)同轴，在外力作用下转动时，带动所述坩埚(6)转动，所述下炉体(3)和所述上炉体(2)保持静止；调整所述转动轴(8)的转速，从而控制固体污染物的熔融液体形成离心区域的大小，控制固体污染物的熔融液体从所述坩埚(6)排出；所述排气口(9)设置在所述上炉体(2)顶部，用于排出固体污染物熔融处理后的废气。...

【技术特征摘要】
1.一种基于等离子体的离心式固体污染物高温熔融炉，其特征在于，包括：螺旋进料机(1)、上炉体(2)、下炉体(3)、阴极(4)、阳极(5)、坩埚(6)、排渣口(7)、转动轴(8)、排气口(9)；所述螺旋进料机(1)设置在所述上炉体(2)上，用于向所述坩埚(6)内输送固体污染物；所述上炉体(2)为反凹形金属材质，能够承受高温高压；与所述下炉体(3)活动连接后，形成密闭空间，能够承受高温高压；所述下炉体(3)为凹形金属材质，能够承受高温高压；与所述上炉体(2)活动连接后，形成密闭空间，能够承受高温高压；所述阴极(4)设置在所述上炉体(2)中心位置，一端在所述上炉体(2)上表面，用于与外部电源阴极连接，一端进入所述上炉体(2)内部，并深入到所述坩埚(6)内，用于发射阴极电子；所述阴极(4)与设置在所述下炉体(3)上的所述阳极(5)相对应；所述阳极(5)设置在所述坩埚(6)底部；所述阳极(5)加载正电荷时，与所述阴极(4)共同加载高电压时放电形成等离子体，从而形成高温区域，使从所述螺旋进料...

【专利技术属性】
技术研发人员：李腾，李慧鑫，魏小林，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11