一种等离子体气化熔融炉的制作方法

1.本实用新型涉及气化熔融炉技术领域，具体涉及一种等离子体气化熔融炉。


背景技术：

2.随着我国工业化和城市化进程的加速和物质消费的日益上升，生活垃圾和工业垃圾的数量与日俱增，导致环境污染问题日益严重。生活垃圾和工业垃圾的产生源广泛，组成复杂且性质多变，且一些废弃物中还具有毒性、腐蚀性和致病性，或存在难降解、难处理的问题，使得废弃物在排放和处理过程中对生态环境和人体健康造成危害。
3.目前，针对废弃物的处理方法主要包括填埋法和焚烧法，由于废弃物中残存有大量的细菌、病毒、重金属等环境污染隐患，采用填埋法直接对废弃物进行掩埋，废弃物中的渗漏液可能会渗入土壤中，污染土地资源和地下水资源；而利用焚烧法对废弃物进行焚烧处理，废弃物在焚烧过程中会产生二噁英，对环境危害巨大。气化熔融处理技术相比于填埋法、焚烧法这类传统的废弃物处理方法，能够有效分解二噁英，降低焚烧副产品中二噁英的含量，防止焚烧灰中重金属的浸出，减少垃圾处理过程对环境的污染，实现了资源的再生利用，在全球范围内得到了广泛的应用。
4.但是，气化熔融处理过程中，气化熔融炉利用等离子体炬直接气化生活垃圾、熔融灰渣需要极大的功率，消耗大量的焦炭和电力，由于耗电过高导致气化熔融处理过程运营成本增加，并且，采用气化熔融炉气化垃圾，后续产生的热解气化气温度较高，产气显热浪费严重。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供了一种等离子体气化熔融炉，能够有效回收利用等离子体气化熔融炉的产气能量，提高等离子体气化熔融炉内部的运行温度，提高等离子体气化熔融炉的垃圾处理效率和产气热值，大幅度降低了等离子体气化熔融炉的耗电量。
6.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种等离子体气化熔融炉，包括炉架和设置在炉架上的炉体，所述炉体内部由上到下依次设置有空室、气化室和熔融室；
8.所述空室顶部设置有进料口和排气口，排气口通过排气管道与蓄热式换热系统的进气口相连接，进料口通过进料管与混合料斗的出料口相连接，混合料斗的进料口处设置有定量给料器，定量给料器分别与垃圾料斗、石灰料斗和焦炭料斗的出料口相连接；
9.所述气化室设置呈顶部开口大于底部开口的喇叭状，侧壁两侧分别设置有多根进气支管，进气支管一端与气化室内部相连通，另一端与进气总管相连通，进气总管沿气化室周向设置，与鼓风机相连接；
10.所述熔融室侧壁上均匀设置有多个等离子体炬，各等离子体炬均处于同一水平面，等离子体炬上方侧壁上设置有多个处于另一水平面的辅助燃料入口，通过进气管道与
蓄热式换热系统的出气口相连接，等离子体炬下方侧壁上设置有排渣口，与炉渣保温室相连通。
11.优选地，所述炉渣保温室的顶部设置有燃烧器，底部设置有炉渣冷却坑，侧壁顶端一侧设置有观察窗，另一侧设置有排渣口。
12.优选地，所述炉渣冷却坑内储存有冷却液。
13.优选地，所述空室的炉壁设置为三层结构，内层采用高铝耐火材料制成，中间层采用硅酸铝复合保温材料制成，外层采用隔热保温材料制成。
14.优选地，所述气化室和熔融室的炉壁结构相同，均设置为双层结构，内层采用高导热的碳或碳化硅材料经整体浇筑或砖砌而成，外层采用高铝材料砌筑而成。
15.优选地，所述气化室和熔融室的炉壁外侧均设置有冷却水套。
16.优选地，所述进气支管上设置有阀门。
17.优选地，所述气化室分别与空室、熔融室通过法兰连接。
18.本实用新型所带来的有益技术效果：
19.本实用新型通过在等离子体气化熔融炉上设置排气口和辅助燃料入口，将等离子体气化熔融炉与蓄热式换热系统相连接，利用等离子体气化熔融炉产生的高温燃气为蓄热式换热系统提供热源，对等离子体气化熔融炉的产气热量进行再利用，避免了能量的浪费，同时，将蓄热式换热系统产生的高温空气再经辅助燃料入口输入等离子体气化熔融炉内部，大幅度提升了等离子体气化熔融炉内部的运行温度和产气热值，有效降低了等离子体气化熔融炉的耗电量。
20.本实用新型实现了对废弃物的无公害化处理和资源化利用，从根本上解决了废弃物处理过程中二噁英和重金属等对于环境的二次污染，提高了能量的利用率，具有相当广阔的发展前景。
附图说明
21.图1为本实用新型的整体结构示意图。
22.图中：1、垃圾料斗，2、混合料斗，3、进料管，4、炉壁，5、法兰，6、进气支管，7、等离子体炬，8、燃烧器，9、观察窗，10、炉渣冷却坑，11、炉渣保温室，12、石灰料斗，13、焦炭料斗，14、定量给料器，15、排气管道，16、旋风分离器，17、阀门，18、辅助燃料入口，19、冷却水套，20、炉架。
具体实施方式
23.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
24.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
25.在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“底”、“顶”等指示的方位或位置关系为基于
附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。
26.本实用新型中，术语如“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。
27.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
28.一种等离子体气化熔融炉，包括炉架和设置在炉架20上的炉体，炉体内部由上到下依次设置有空室、气化室和熔融室，气化室分别与空室、熔融室通过法兰5连接。
29.空室顶部设置有进料口和排气口，进料口用于向等离子体气化熔融炉内投入物料，排气口通过排气管道15与蓄热式换热系统中旋风分离器16的进气口相连接，用于将等离子体气化熔融炉内的高温气体排入蓄热式换热系统中重复利用；进料口通过进料管3与混合料斗2的出料口相连接，混合料斗2的进料口处设置有定量给料器14，定量给料器14分别与垃圾料斗1、石灰料斗12和焦炭料斗13的出料口相连接，用于向混合料斗2内定量投入物料。
30.气化室设置呈顶部开口大于底部开口的喇叭状，侧壁两侧分别设置有多根进气支管6，进气支管6位于气化室底部，一端与气化室内部相连通，另一端与进气总管相连通，各进气支管6上均设置有阀门17，通过调节阀门能够单独控制各进气支管6的进气量，控制进入气化室内部的气体总量；进气总管设置于气化室侧壁上且沿气化室周向环绕，与鼓风机相连接，用于为气化室内部提供空气，促进气化处理过程。
31.熔融室侧壁上均匀设置有多个等离子体炬7，各等离子体炬7均处于同一水平面，等离子体炬7上方的筒体外壁上设置有两个处于另一水平面的辅助燃料入口18，辅助燃料入口18通过进气管道与蓄热式换热系统的出气口相连接，用于将蓄热式换热系统提供的高温空气输入等离子体气化熔融炉内部，既为等离子体气化熔融炉提供了助燃空气，又提高了等离子体气化熔融炉内部的运行温度，减少了焦炭的消耗量；等离子体炬7下方侧壁上设置有排渣口，用于排出熔融室产生的炉渣，与炉渣保温室11相连通。
32.炉渣保温室11的顶部设置有燃烧器8，底部设置有炉渣冷却坑10，冷却坑10内储存有冷却液，熔融渣落入冷却液内之后被激冷粉碎，本实施例中冷却液为冷水；炉渣保温室11用于流出熔融渣的保温，可以避免熔渣温度下降过快所导致的流动性下降，减轻出渣口的堵塞，保温室侧壁顶端的一侧设置有观察窗9，用于观察到炉渣保温室的内部情况，炉渣保温室11侧壁顶端的另一侧设置有排渣口，用于排出熔融室内产生的高温炉渣，当排渣口出渣不通畅时，可以开启观察窗9，利用钢钎清理堵塞的排渣口，对排渣口进行疏通，保障出渣的顺畅。
33.空室、气化室和熔融室均设置有用于支撑和保温的炉壁，炉壁外侧均套设有用于降温的冷却水套19，其中，空室的炉壁设置为三层结构，内层采用高铝耐火材料制成，中间层采用硅酸铝复合保温材料制成，外层采用隔热保温材料制成；气化室和熔融室的炉壁4结构相同，均设置为双层结构，内层采用高导热的碳材料(如微孔炭砖)或碳化硅材料经整体浇筑或砖砌而成，外层采用高铝材料砌筑或整体浇筑而成。
34.本实施例提出的等离子体气化熔融炉，其工作过程如下：
35.待处理的垃圾从垃圾料斗1内通过定量给料器14定量投入混合料斗2中，与石灰料斗12内投入的石灰和焦炭料斗13内投入的焦炭均匀混合后，经进料管3落入等离子体气化熔融炉内部，在等离子体炬7和进气支管6的作用下，在熔融室内形成高温的气化熔融区域，熔融室内产生的热量向上传递，使得气化室内的垃圾干燥并发生热解，垃圾热解气化后产生的灰尘和残渣则作为炉渣，落入等离子体气化熔融炉的熔融室内，产生的燃气继续向上进入空室，在空室内，燃气因流通截面增大而使得其流速迅速下降，从而可以大大降低进入排气口前的燃气所携带的灰尘量。
36.等离子体气化熔融炉的熔融室内，等离子体炬提供高温热源，使得垃圾热解气化后形成的炉渣和未完全反应的垃圾进一步发生热解气化反应，热解气化反应过程中通过辅助燃料入口18将蓄热式换热系统产生的高温空气通入熔融室内部，辅助燃烧的同时还能维持熔融室内的反应温度，燃尽后的炉渣经等离子体炬提供的高温进行熔融，垃圾中未反应完全的有机物及有害物质再次气化，从而除掉炉渣中的二噁英，反应后熔融态的无机物和金属通过等离子体气化熔融炉底部的排渣口流入炉渣保温室11内，等离子体气化熔融炉内反应产生的气体经过排气口进入蓄热式换热系统中，蓄热式换热系统通过对于等离子体气化熔融炉排出气体的热量进行再次利用，对空气进行加热产生高温空气，并通过等离子体气化熔融炉的辅助燃料入口将高温空气输入等离子体气化熔融炉内部，实现对等离子体气化熔融产热的循环利用，降低了等离子体气化熔融炉的耗电量，从根本上解决了废弃物处理过程中二噁英和重金属等对于环境的二次污染。
37.上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。