垃圾焚烧飞灰复合型等离子体熔融炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种垃圾焚烧飞灰复合型等离子体熔融炉，包括炉膛、炉衬以及位于炉膛和炉衬之间的水冷套管，在熔融炉顶部设置有与炉膛连通的星形料斗和水蒸气排气口，在熔融炉上部设置有喷口朝下的常规燃料燃烧器，在熔融炉的下部设置有喷口朝下的等离子体火炬，在熔融炉底部设置有卸渣口，在炉膛底部的侧面设置有出料管以及入口与出料管连通的尾气排气管，尾气排气管位于出料管的上侧。本实用新型专利技术的垃圾焚烧飞灰复合型等离子体熔融炉，采用常规燃料作为第一热源，有效降低了运行成本，采用等离子体作为加强熔融热源，提高了熔融效率，运行成本比单纯等离子体熔融炉低60～75％。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及固体废弃物无害化处理领域，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰熔融炉，适用于对垃圾焚烧产生的飞灰进行无害化处置。
技术介绍
在垃圾处置领域，焚烧所占的比例越来越大，而垃圾焚烧会产生5-10％的飞灰，根据相关管理规定，垃圾焚烧飞灰属于危险废弃物，需要采取严格的处置措施，并且最终需要进行安全填埋，这意味着垃圾焚烧飞灰的单位处理成本将高于垃圾本身，并且占用日益紧张的土地资源。目前，飞灰无害化的处置方式主要有四种：固化、稳定化、酸洗提取重金属、熔融-玻璃化。其中，熔融-玻璃化处理方法不仅能够实现飞灰无害化，还能够实现最大程度的飞灰减容，并且玻璃化后得到的产物还有可能实现资源化再利用，是最具前景的飞灰处理技术。按所使用的热源类型，飞灰熔融-玻璃化主要分为电力型熔融、等离子体熔融和燃料型熔融等几种形式。燃料型熔融(通过燃油、燃气等常规燃料的燃烧产生高温使飞灰熔融)是利用从常规燃料燃烧器的喷口喷出的火焰射流，通过高温使飞灰熔融，其成本虽然相对较低，但是产物的经济附加值偏低，使这种熔融方式得不到足够的重视。等离子体熔融是利用从等离子体火炬的喷口喷出的等离子体束，一方面通过高温使飞灰熔融，另一方面通过等离子体的高活性破坏飞灰中所含污染物(如二恶英、呋喃)，得到市场的广泛关注，但等离子体熔融的高能耗、高运行成本以及运行不稳定的缺点，制约了这种技术的推广。
技术实现思路
本技术的目的是为了改善现有飞灰熔融技术的不足，解决等离子体熔融运行成本过高，以及燃料型熔融产物经济附加值低等问题，提供一种基于等离子体和传统燃料相结合的新型飞灰熔融炉。为实现以上目的，本技术采用的技术方案是：一种垃圾焚烧飞灰复合型等离子体熔融炉，包括炉膛、炉衬以及位于炉膛和炉衬之间的水冷套管，在熔融炉顶部设置有与炉膛连通的星形料斗和水蒸气排气口，在熔融炉上部设置有喷口朝下的常规燃料燃烧器，在熔融炉的下部设置有喷口朝下的等离子体火炬，在熔融炉底部设置有卸渣口，在炉膛底部的侧面设置有出料管以及入口与出料管连通的尾气排气管，尾气排气管位于出料管的上侧。飞灰与助熔剂混合后经所述星形料斗分批进入到炉膛内，常规燃料燃烧器产生的倾斜向下的火焰射流将从炉膛顶部掉落的飞灰初步熔融，并送入到炉膛的下部，产生的水蒸气从水蒸气排气口排出，初步熔融的飞灰堆积于炉膛底部形成初融层，再通过等离子体火炬产生的等离子体束进行完全熔融，形成的玻璃态熔渣堆积在炉膛底部，熔融过程产生的热气通过尾气排气管排出，玻璃态熔渣经出料管排出，经水淬急冷或自然冷却后形成飞灰玻璃体产品。所述常规燃料燃烧器的喷口中心线与炉膛轴向中心线的夹角为5～20°。所述等离子体火炬的喷口中心线与炉膛轴向中心线的夹角为30～70°。所述常规燃料燃烧器的数量为2～4个，沿熔融炉径向均布。可根据熔融炉的熔融体积和处理负荷设置多个常规燃料燃烧器，以提高熔融效率。所述等离子体火炬的数量为2～4个，沿熔融炉径向均布。可根据熔融炉的熔融体积和处理负荷设置多个离子体火炬，以提高熔融效率。所述出料管水平向下倾斜设置。出料管向下倾斜设置有利于玻璃态熔渣的排出。所述出料管中心线与水平面的夹角为5～10°。所述炉膛底部的截面形状为平滑过渡的圆弧形。圆弧形设计，可使堆积在炉膛底部的初融飞灰层受热更均匀，提高熔融效率。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1、采用常规燃料作为第一热源，有效降低了运行成本，采用等离子体作为加强熔融热源，提高了熔融效率。2、常规燃料燃烧器的布置方式，在飞灰掉落口的正下方形成斜向下的火焰射流，保证飞灰在进入熔融炉内即被送入炉体下部，避免了飞灰在炉内扬尘，并在掉落过程中被初步熔融，因此具有较高的熔渣效率。3、运行成本比单纯等离子体熔融炉低60～75％。附图说明图1是本技术的垃圾焚烧飞灰复合型等离子体熔融炉的结构示意图；附图标记说明：1、星形料斗；2、水蒸气排气口；3、常规燃料燃烧器；4、炉膛；5、炉衬；6、等离子体火炬；7、水冷夹套；8、尾气排气管；9、出料管；10、卸渣口。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术的内容做进一步详细说明。实施例：请参照图1所示，一种垃圾焚烧飞灰复合型等离子体熔融炉，包括星形料斗1、水蒸气排气口2、常规燃料燃烧器3、炉膛4、炉衬5、等离子体火炬6、水冷夹套7、尾气排气管8、出料管9和卸渣口10，星形料斗1设置在熔融炉顶部，其与炉膛4连通，水蒸气排气口2位于炉膛4的顶部，常规燃料燃烧器3倾斜布置在熔融炉上部，等离子体火炬6倾斜布置在熔融炉下部，水冷套管7位于炉膛4和炉衬5之间，出料管9设置在炉膛4底部的侧面，其出口处设置密封门，卸渣口10设置在熔融炉底部，尾气排气管8位于出料管9的上侧，其入口与出料管9连通。其中，常规燃料燃烧器3的喷口朝下设置，其喷口中心线与炉膛轴向中心线的夹角优选为5～20°，常规燃料燃烧器3数量设置成2个，均布在熔融炉的两侧。其中，等离子体火炬6的喷口朝下设置，其喷口中心线与炉膛轴向中心线的夹角优选为30～70°，以使等离子体束的末端位于炉膛4的底部，等离子体火炬6的数量设置成2个，均布在熔融炉的两侧。其中，出料管9水平向下倾斜设置，其中心线与水平成5～10°的夹角，有利于玻璃态熔渣的排出。其中，炉膛4底部的截面形状为平滑过渡的圆弧形，使得堆积在炉膛4底部的初融飞灰受热更均匀，提高熔融效率。本技术的垃圾焚烧飞灰复合型等离子体熔融炉，炉膛4采用铬刚玉砖预制或铬刚玉浇筑料浇筑成型，炉衬5采用铬刚玉浇筑料浇筑成型；水冷夹套7与等离子体火炬6采用同一套水循环设备；常规燃料燃烧器3使用燃料为轻柴油、天然气或液化石油气。下面结合图1，对本实施例的垃圾焚烧飞灰复合型等离子体熔融炉的工作过程进行具体说明：1、飞灰与助熔剂混合后经星形料斗1分批进入到炉膛4内，常规燃料燃烧器3产生的倾斜向下的火焰射流，将从炉膛4顶部掉落的飞灰初步熔融并送入到炉膛4的下部，初步熔融的飞灰堆积在炉膛4弧形底部形成初融层，而飞灰受热产生的水蒸气则经水蒸气排气口2排出。2、等离子体火炬6产生的倾斜向下的等离子体束与炉膛4弧形底部的初融层表面接触，利用等离子体的高温和高活性使初融层完全熔融形成流动态玻璃态熔渣，熔融过程产生的热气经尾气排气管8排出。3、待飞灰投入量及熔融时间达到预设值后，打开出料管9出口的密封门排出玻璃态熔渣，经水淬急冷或自然冷却后形成飞灰玻璃体产品。4、当常规停炉或紧急停炉时，可以打开熔融炉底部的卸渣口10将炉膛4底部的残留熔渣排出。上列详细说明是针对本技术可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本技术的保护范围，凡未脱离本技术所为的等效实施或变更，均应包含于本案的保护范围中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垃圾焚烧飞灰复合型等离子体熔融炉，包括炉膛、炉衬以及位于炉膛和炉衬之间的水冷套管，其特征在于，在熔融炉顶部设置有与炉膛连通的星形料斗和水蒸气排气口，在熔融炉上部设置有喷口朝下的常规燃料燃烧器，在熔融炉的下部设置有喷口朝下的等离子体火炬，在熔融炉底部设置有卸渣口，在炉膛底部的侧面设置有出料管以及入口与出料管连通的尾气排气管，尾气排气管位于出料管的上侧。

【技术特征摘要】
1.一种垃圾焚烧飞灰复合型等离子体熔融炉，包括炉膛、炉衬以及位于炉膛和炉衬之间的水冷套管，其特征在于，在熔融炉顶部设置有与炉膛连通的星形料斗和水蒸气排气口，在熔融炉上部设置有喷口朝下的常规燃料燃烧器，在熔融炉的下部设置有喷口朝下的等离子体火炬，在熔融炉底部设置有卸渣口，在炉膛底部的侧面设置有出料管以及入口与出料管连通的尾气排气管，尾气排气管位于出料管的上侧。2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰复合型等离子体熔融炉，其特征在于，所述常规燃料燃烧器的喷口中心线与炉膛轴向中心线的夹角为5～20°。3.根据权利要求1或2所述的垃圾焚烧飞灰复合型等离子体熔融炉，其特征在于，所述等离子体火炬的喷口中心线与炉膛轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中慧，卢欢亮，汪永红，
申请(专利权)人：广东省环境科学研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44