專利名稱：帶等離子炬加熱系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)爐，尤其是涉及一種帶等離子炬加熱系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐，該氣化爐節(jié)能環(huán)保安全可靠。
背景技術(shù)：
隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國除城市生活垃圾的年產(chǎn)量已超過2億噸外，危險(xiǎn)廢棄物(有害廢棄物或有毒廢棄物)的年產(chǎn)生量也不斷增加，已接近1500萬噸。危險(xiǎn)廢棄物與城市生活垃圾和一般工業(yè)廢棄物等其他廢棄物相比，具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)或生物毒性。一般情況下，這些特性主要包括腐蝕性、反應(yīng)性、浸出毒性、急性毒性、易燃易爆性、傳染性和放射性等的一項(xiàng)或多項(xiàng)。處理危險(xiǎn)廢棄物是全球環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題之一，在我國安全和環(huán)保處理醫(yī)療垃圾、處理廢舊家電、廢舊電腦和通訊設(shè)備拆解回收金屬和有用物質(zhì)之后的殘存物，如電子線路板，以及處理廢棄塑料、廢棄農(nóng)藥、涂料和溶劑，廢棄化學(xué)催化劑等雖早已提上議事日程并頒布了許多法規(guī)、規(guī)定，但不僅處理率較低且技術(shù)和設(shè)備也不過關(guān)。而且我國有些地區(qū)還吸納了國外近70%的電子垃圾，采用“酸泡火燒”的方式進(jìn)行處理，排放物嚴(yán)重污染大氣、土地和水資源，對環(huán)境安全造成了很大威脅。在綜合比較對危險(xiǎn)廢棄物采取焚燒、固化填埋、化學(xué)法、生物法等處理手段利弊的基礎(chǔ)上，國內(nèi)外競相開展了對采用等離子技術(shù)處理危險(xiǎn)廢棄物的研究，并建有一些等離子弧熔融裂解試驗(yàn)和示范裝置，以及等離子炬氣化處理裝置。用等離子技術(shù)處理危險(xiǎn)廢棄物，完全不同于普通的焚燒，高溫的等離子弧和高熱密度的氣體射流所實(shí)現(xiàn)的高溫?zé)崽幚磉^程，被公認(rèn)為是最先進(jìn)的和最可靠的處理危險(xiǎn)廢棄物的手段。但是，目前已 有的采用等離子技術(shù)處理危險(xiǎn)廢棄物的裝置設(shè)備，基本上是屬于等離子弧熔融裂解爐并采用石墨電極。這類設(shè)備在無氧狀態(tài)下，主要依靠電極電能對危險(xiǎn)廢棄物進(jìn)行熱解，雖產(chǎn)生的爐氣量相對較少，可以減少爐氣凈化處理的量；但由于沒有充分利用危險(xiǎn)廢棄物自身的熱值(醫(yī)療廢棄物和電子線路版等都具有較高的熱值)，因而耗電較多，對節(jié)能不利。同時，這類設(shè)備由于需要電極成對引弧，因而爐體結(jié)構(gòu)能適應(yīng)需要一定危險(xiǎn)廢棄物處理量的商業(yè)化用途也受到一定限制。而如果采用等離子炬(即非轉(zhuǎn)移弧高溫等離子噴槍)加熱系統(tǒng)作為危險(xiǎn)廢棄物氣化爐的熱源，不僅可較好解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)備能力問題，而且由于帶等離子炬加熱系統(tǒng)的氣化爐是在部分氧化條件下運(yùn)行，因而可充分利用危險(xiǎn)廢棄物自身熱值和節(jié)省電能。同時，這種新型工業(yè)爐設(shè)備也能適應(yīng)危險(xiǎn)廢棄物和各種形態(tài)(固態(tài)、膏狀和液態(tài))的進(jìn)料要求。針對國內(nèi)危險(xiǎn)廢棄物產(chǎn)生量日益增加亟待加強(qiáng)處理，以及還要切實(shí)保證處理的無害化效果的實(shí)際狀況，開發(fā)能夠節(jié)能環(huán)保安全地處理各類危險(xiǎn)廢棄物的新型工業(yè)爐設(shè)備已成為解決危險(xiǎn)廢棄物處理這一環(huán)保難題的重要課題。帶等離子炬加熱系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐就是解決這一重要課題的實(shí)用新型成果。這種新型工業(yè)爐設(shè)備能有效促進(jìn)危險(xiǎn)廢棄物處理流程的改進(jìn)和創(chuàng)新，推進(jìn)環(huán)保技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步。等離子炬(也稱等離子體發(fā)生器或電弧氣體加熱器)是讓大量工作氣體通過電弧區(qū)，利用電弧的能量加熱氣體，形成高溫和高熱密度等離子射流(火炬氣體溫度可高達(dá)5500度以上)，因此，等離子炬具有可作為工業(yè)爐高強(qiáng)度熱源的優(yōu)勢，且操作簡便。國內(nèi)外都曾將等離子炬用于航天飛行器外殼材料測試，以及用于金屬切割和鍋爐點(diǎn)火。國外還在一些金屬冶煉及固體廢棄物(城市生活垃圾、工業(yè)垃圾和醫(yī)療、電子等有害廢棄物、污水污泥等)處理中使用了等離子技術(shù)并取得了較好效果。該技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用還在拓展。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提供一種帶等離子炬加熱系統(tǒng)的新型危險(xiǎn)廢棄物氣化爐。這種危險(xiǎn)廢棄物氣化爐可做到節(jié)能環(huán)保安全地處理各類危險(xiǎn)廢棄物，為可再生資源利用和固廢處理領(lǐng)域的首創(chuàng)。為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，提出一種帶等離子炬加熱系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐，所述危險(xiǎn)廢棄物氣化爐包括氣化爐體I ;耐火材料層2，作為氣化爐體內(nèi)襯； 進(jìn)料口 3，設(shè)置在氣化爐體頂部；爐氣出口 4，設(shè)置在氣化爐體上部側(cè)面；氧化劑氣體進(jìn)口 5，設(shè)置在氣化爐體下部側(cè)面；等離子體炬6，設(shè)置在氣化爐體下部側(cè)面；爐渣和金屬出口 7，設(shè)置在氣化爐體底部側(cè)面。所述的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐體I的外形為圓柱形，內(nèi)腔為基于耐火材料的結(jié)構(gòu)，其上部和下部均為圓柱且上部直徑大于下部直徑，內(nèi)腔中間部分為一倒圓臺。:所述的耐火材料層2至少包括有4種不同規(guī)格和性能的耐火磚層、耐火板層或耐火澆鑄料層。所述進(jìn)料口 3包括有2根軸向進(jìn)料管。所述的爐氣出口 4包括有2根徑向出氣管。所述的氧化劑氣體進(jìn)口 5包括有4根從爐外向爐內(nèi)徑向向下傾斜的進(jìn)氣管。所述的爐渣盒金屬出口 7包括有2根從爐內(nèi)向爐外徑向向下傾斜的出料管。所述的氣化爐體I的底部設(shè)置條形支承8，所述條形支承8為多根條形型鋼。所述等離子炬6為一排從爐外向爐內(nèi)徑向向下傾斜設(shè)置，且在所述氣化爐體I下部側(cè)面沿圓周等距分布。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于I)本實(shí)用新型提供的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐以等離子炬加熱系統(tǒng)為熱源，技術(shù)可靠且熱效率高。2)本實(shí)用新型提供的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐是一種能保證危險(xiǎn)廢棄物處理無害化和資源化效果的新型工業(yè)爐。爐氣方式從上部出氣管排出，可收集利用，作為一定熱值燃?xì)饣蛏a(chǎn)化學(xué)品的原料氣；危險(xiǎn)廢棄物中的無機(jī)物質(zhì)成為熔融態(tài)渣由底部排渣管排出，經(jīng)激冷后形成玻璃體材料；可以用作建筑材料。3)本實(shí)用新型提供的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐充分利用了生物質(zhì)和垃圾自身的熱值，從而進(jìn)一步支持了爐內(nèi)的高溫條件，節(jié)省了等離子炬外加的能量，因而是節(jié)能型的工業(yè)爐設(shè)備。4)本實(shí)用新型提供的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐為密閉爐且在微負(fù)壓條件下操作，既保護(hù)了環(huán)境又保證了生產(chǎn)安全。5)本實(shí)用新型提供的耐火材料能適應(yīng)爐內(nèi)的部分氧化性氣氛，從而保證生產(chǎn)操作的順利進(jìn)行。6)本實(shí)用新型提供的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐構(gòu)思新穎獨(dú)特，結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，能實(shí)現(xiàn)可再生資源原料和用途的擴(kuò)大和方式創(chuàng)新，更好支持生物質(zhì)發(fā)電和生物質(zhì)化工項(xiàng)目的因地制宜建設(shè)，促進(jìn)綠色能源的發(fā)展。危險(xiǎn)廢棄物氣化爐排出的爐氣可收集利用，作為一定熱值的燃?xì)饣蛏a(chǎn)化學(xué)品的原料氣。

圖1為本實(shí)用新型帶等離子炬加熱系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐的整體結(jié)構(gòu)示意權(quán)利要求1.一種帶等離子炬加熱系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐，其特征在于所述危險(xiǎn)廢棄物氣化爐包括氣化爐體(I);耐火材料層(2)，作為氣化爐體內(nèi)襯；進(jìn)料口(3)，設(shè)置在氣化爐體頂部；爐氣出口(4)，設(shè)置在氣化爐體上部側(cè)面；氧化劑氣體進(jìn)口(5)，設(shè)置在氣化爐體下部側(cè)面；等離子體炬(6)，設(shè)置在氣化爐體下部側(cè)面；爐渣和金屬出口(7)，設(shè)置在氣化爐體底部側(cè)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶等離子炬加熱系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐，其特征在于所述的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐體(I)的外形為圓柱形，內(nèi)腔為基于耐火材料的結(jié)構(gòu)，其上部和下部均為圓柱且上部直徑大于下部直徑，內(nèi)腔中間部分為一倒圓臺。
3.根據(jù)按權(quán)利要求2所述的帶等離子炬加熱系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐，其特征在于 所述的耐火材料層(2)至少包括有4種不同規(guī)格和性能的耐火磚層、耐火板層或耐火澆鑄料層。
4.根據(jù)按權(quán)利要求3所述的帶等離子炬加熱系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐，其特征在于 所述進(jìn)料口(3)包括有2根軸向進(jìn)料管。
5.根據(jù)按權(quán)利要求4所述的帶等離子炬加熱系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐，其特征在于 所述的爐氣出口(4)包括有2根徑向出氣管。
6.根據(jù)按權(quán)利要求5所述的帶等離子炬加熱系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐，其特征在于 所述的氧化劑氣體進(jìn)口(5)包括有4根從爐外向爐內(nèi)徑向向下傾斜的進(jìn)氣管。
7.根據(jù)按權(quán)利要求6所述的帶等離子炬加熱系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐，其特征在于 所述的爐渣盒金屬出口(7)包括有2根從爐內(nèi)向爐外徑向向下傾斜的出料管。
8.根據(jù)按權(quán)利要求7所述的帶等離子炬加熱系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐，其特征在于 所述的氣化爐體(I)的底部設(shè)置條形支承(8)，所述條形支承(8)為多根條形型鋼。
9.根據(jù)按權(quán)利要求8所述的帶等離子炬加熱系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐，其特征在于 所述等離子炬(6)為一排從爐外向爐內(nèi)徑向向下傾斜設(shè)置，且在所述氣化爐體(I)下部側(cè)面沿圓周等距分布。
專利摘要本實(shí)用新型是一種帶等離子炬加熱系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐，該危險(xiǎn)廢棄物氣化爐包括氣化爐體(1)，作為氣化爐體內(nèi)襯的耐火材料層(2)，設(shè)置在氣化爐體頂部的進(jìn)料口(3)，設(shè)置在氣化爐體上部側(cè)面的爐氣出口(4)，設(shè)置在氣化爐體下部側(cè)面的氧化劑氣體進(jìn)口(5)，設(shè)置在氣化爐體下部側(cè)面的等離子體炬(6)，和設(shè)置在氣化爐體底部側(cè)面的爐渣和金屬出口(7)。本實(shí)用新型提供的危險(xiǎn)廢棄物氣化爐構(gòu)思新穎獨(dú)特，結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，能實(shí)現(xiàn)可再生資源原料和用途的擴(kuò)大和方式創(chuàng)新，更好支持生物質(zhì)發(fā)電和生物質(zhì)化工項(xiàng)目的因地制宜建設(shè)，促進(jìn)綠色能源的發(fā)展；危險(xiǎn)廢棄物氣化爐排出的爐氣可收集利用，作為一定熱值的燃?xì)饣蛏a(chǎn)化學(xué)品的原料氣。
文檔編號C10J3/00GK202881201SQ201220606769
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者黃耕, 馬志 申請人:北京環(huán)宇冠川等離子技術(shù)有限公司