等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置及方法，包括炉体，炉体底部固定于斜坡底座内部，斜坡底座的外侧焊接有外壁，外壁与炉体之间的空腔内装有冷却水，外壁的上部设置有进料口，外壁上部还设置有绝缘套，绝缘套内部插入石墨电极棒，石墨电极棒的上端连接机械臂，下端伸入炉体内部，石墨电极棒在机械臂的控制下上下移动。石墨电极棒接负电，斜坡底座接正电，通电后，石墨电极棒与炉体底部产生的等离子电弧将炉体内的飞灰加热形成熔融飞灰，正负极短路后，温度过高的熔融飞灰飞溅出炉体，落入冷却水中的熔滴淬火形成玻璃珠。本发明专利技术制造玻璃珠的方法使得处理飞灰后产生了高附加值产品，降低了处理飞灰的成本。

The device and method of plasma arc treatment of glass beads made by fly ash

【技术实现步骤摘要】
等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置及方法
本专利技术属于等离子电弧处理飞灰领域，尤其涉及一种等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置及方法。
技术介绍
垃圾焚烧飞灰中含有大量的Cd、Cr、Ni、Pb等有害重金属物质，并且吸附了许多高毒性难降解的持久性有机污染物。因此，《国家危险废物名录》明确规定其为危险废物，必须经过稳定化、无害化处理。目前,较常用的垃圾焚烧飞灰的处理方法主要有分离技术、固化稳定化技术以及热处理技术。等离子体技术作为一种近年来在工业中得到广泛应用的新技术，也可以用于垃圾焚烧飞灰的处理。与传统的热处理技术相比，热等离子体技术具有更高的温度和能量密度，可以实现飞灰的玻璃化，抑制重金属迁移，被认为是飞灰无害处理最有效的途径之一。然而等离子处理飞灰成本极高，2MW的等离子设备一天最多处理飞灰30t，其电费每天将近四五万，而飞灰处理后的产物几乎没有利用价值，最多卖作铺路的石料，基本飞灰处理后的产物全部卖出去，每天的利润也打不到5000块钱，目前等离子处理飞灰必须得靠政府补贴，无法独立生存，严重限制了等离子处理飞灰的应用，因此急需一种处理飞灰后能够产生高附加值的产品以弥补等离子处理飞灰的成本。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置，包括炉体，所述炉体底部固定于斜坡底座内部，所述炉体顶部高于所述斜坡座顶部，所述斜坡底座的外侧焊接有外壁，所述外壁与所述炉体之间的空腔内装有低于炉体顶部的冷却水，所述外壁的上部设置有进料口，所述进料口由外壁顶部伸入到所述炉体内部，所述外壁上部还设置有绝缘套，所述绝缘套内部插入石墨电极棒，所述石墨电极棒的上端连接机械臂，下端伸入炉体内部，所述石墨电极棒在机械臂的控制下沿绝缘套的轴向方向上下移动。进一步地，所述石墨电极棒包括上连接端、气路和下连接端，其中，所述上连接端位于所述石墨电极棒的上端，并在所述上连接端的内表面设置有螺纹，所述下连接端位于所述石墨电极棒的下端，所述下连接端外表面设置有与所述上连接端相配合的螺纹，所述气路位于所述石墨电极棒的轴向中部，所述气路为上下贯通的通孔。进一步地，所述斜坡底座的上表面由所述炉体外侧向下倾斜至所述外壁的内表面。进一步地，所述外壁下端设置有出料门。进一步地，所述外壁上端还设置有出气口和进水口。进一步地，所述斜坡底座、炉体、外壁材料均为金属材料，所述斜坡底座接电源正极，所述石墨电极棒接电源负极，通电后，所述炉体底端与所述石墨电极棒之间产生等离子电弧。优选地，所述斜坡底座的材料为不锈钢，所述炉体的材料为耐热钢，所述外壁的材料为不锈钢。进一步地，所述石墨电极棒材料为高纯石墨，具有耐烧、耐高温性。进一步地，利用所述的装置制造玻璃珠的方法，包括如下步骤：1)采用电流使石墨电极棒与炉体底端之间产生等离子电弧；2)陆续向炉体内输入飞灰，利用石墨电极棒与炉体底部之间的所述等离子电弧将飞灰融化后形成熔融飞灰，熔融飞灰脱离炉体底端与石墨电极棒之间形成高温等离子电弧；3)加大飞灰的送入量，利用等离子电弧的温度，使飞灰的增加量与融化量持平或者大于飞灰的融化量；4)随着飞灰的不断加入，石墨电极棒与熔融飞灰之间的等离子电弧的长度缩短，等离子电压降低，电压降低的信号通过传感器传至控制器，控制器控制机械臂动作，使机械臂夹持石墨电极棒向上移动，直到石墨电极棒与熔融飞灰之间达到一定的距离，使得等离子电压稳定在设定值；5)外壁上端采用超声波对熔融飞灰的液面高度进行检测，当液面达到进料口底端时，停止输入飞灰，令等离子电弧对熔融飞灰继续加热一段时间，使未熔融的飞灰全部熔融；6)将石墨电极棒插入熔融飞灰之中，使正负极之间出现短路，进而电流增大，温度升高，熔融飞灰过热，从而形成熔滴飞溅；7)通过气路向熔融飞灰之中通入一定量的水；8)飞溅出去的熔滴落入冷却水中急剧冷却发生淬火，形成玻璃珠；9)所述步骤8)中的玻璃珠顺着斜坡底座滑落至出料门位置处，待玻璃珠达到一定的数量后，打开出料门将玻璃珠取出。进一步地，所述步骤7)中的熔融飞灰通过熔滴的方式飞溅出去后，炉体内的熔融飞灰的液面会下降，待熔融飞灰的液面下降到一定的高度后，石墨电极棒与熔融飞灰之间继续形成高温等离子电弧，此时，继续向炉体内部投入飞灰，循环往复，不断形成玻璃珠。进一步地，当所述石墨电极棒快要耗尽时，通过将石墨电极棒的上连接端与另一根待使用的石墨电极棒的下连接端螺纹连接，使石墨电极棒保持稳定的工作。本专利技术的一种等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置及方法的优点在于：1.本专利技术设计的等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置及方法，能够有效并彻底地处理飞灰，处理过程中没有二次污染。2.本专利技术设计的等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置，设备简单，加工容易，加工成本较低。3.本专利技术设计的等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置，在斜坡底座与外壁之间的空腔内装有冷却水，可以很好地对熔融及沸腾过程中温度过高的炉体进行冷却，炉体不仅是熔融飞灰的熔融炉，更是充当了焚烧炉，无需再增加焚烧炉，进而为本专利技术的制造工艺节省了成本。4.本专利技术设计的等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置，采用石墨电极棒，能够有效地利用电能，提高了电能的利用率，降低了等离子体处理飞灰的成本。5.本专利技术中石墨电极棒中部设置了气路，气路中可通入等离子气体，利用气体的化学能，在不降低使用电压的情况下，可适当地减少对电能的利用。6.本专利技术设计的等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置，处理后产生的玻璃珠，可作为一种具有附加值的产品进行销售，弥补了等离子体处理飞灰的巨大成本。从根本上改变了处理飞灰的经济性质，将等离子体处理飞灰转亏为盈。附图说明图1是本专利技术等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置的结构示意图。图2是本专利技术等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的熔融飞灰及石墨电极棒上升示意图。图3是本专利技术等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的熔滴飞溅示意图。图4是本专利技术等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的石墨电极棒结构示意图。其中，1-石墨电极棒、2-出气口、3-进水口、4-外壁、5-炉体、6-等离子电弧、7-熔融飞灰、8-出料门、9-斜坡底座、10-进料口、11-绝缘套、12-冷却水、13-熔滴、14-上连接端、15-气路、16-下连接端。具体实施方式以下将结合附图，对本专利技术的等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置及方法进行进一步地详细说明。根据本专利技术图1等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置的结构示意图，所述等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置包括石墨电极棒1、出气口2、进水口3、外壁4、炉体5、等离子电弧6、熔融飞灰7、出料门8、斜坡底座9、进料口10、绝缘套11、冷却水12。所述炉体5底部固定于斜坡底座9内部，所述炉体5顶部高于所述斜坡底座9顶部，所述斜坡底座9的外侧焊接有外壁4，所述外壁4与所述炉体5之间的空腔内装有低于炉体5顶部的冷却水12，所述外壁4的上部设置有进料口10，所述进料口10由外壁4顶部伸入到所述炉体5内部，所述外壁4上部还设置有绝缘套11，所述绝缘套11内部插入石墨电极棒1，所述石墨电极棒1的上端连接机械臂，下端伸入炉体5内部，所述石墨电极棒1在机械臂的控制下沿绝缘套11的轴向方向上下移动。本专利技术中的进料口10可采用耐热钢材料。根据本专利技术的实施例，本专利技术的外壁4上端还设置有出气口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置，包括炉体，其特征在于，所述炉体底部固定于斜坡底座内部，炉体顶部高于斜坡底座顶部，所述斜坡底座的外侧焊接有外壁，所述外壁与所述炉体之间的空腔内装有低于炉体顶部的冷却水；所述外壁的上部设置有进料口，所述进料口由外壁顶部伸入到所述炉体内部；所述外壁上部还设置有绝缘套，所述绝缘套内部插入石墨电极棒，所述石墨电极棒的上端连接机械臂，下端伸入炉体内部，所述石墨电极棒在机械臂的控制下沿绝缘套的轴向上下移动。

【技术特征摘要】
1.一种等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置，包括炉体，其特征在于，所述炉体底部固定于斜坡底座内部，炉体顶部高于斜坡底座顶部，所述斜坡底座的外侧焊接有外壁，所述外壁与所述炉体之间的空腔内装有低于炉体顶部的冷却水；所述外壁的上部设置有进料口，所述进料口由外壁顶部伸入到所述炉体内部；所述外壁上部还设置有绝缘套，所述绝缘套内部插入石墨电极棒，所述石墨电极棒的上端连接机械臂，下端伸入炉体内部，所述石墨电极棒在机械臂的控制下沿绝缘套的轴向上下移动。2.根据权利要求1所述的等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置，其特征在于，所述石墨电极棒包括上连接端、气路和下连接端，其中，所述上连接端位于所述石墨电极棒的上端，并在所述上连接端的内表面设置有螺纹，所述下连接端位于所述石墨电极棒的下端，所述下连接端外表面设置有与所述上连接端相配合的螺纹，所述气路位于所述石墨电极棒的轴向中部，所述气路为上下贯通的通孔。3.根据权利要求1所述的等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置，其特征在于，所述斜坡底座的上表面由所述炉体外侧向下倾斜至所述外壁的内表面。4.根据权利要求3所述的等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置，其特征在于，所述外壁下端设置有出料门。5.根据权利要求1所述的等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置，其特征在于，所述外壁上端还设置有出气口和进水口。6.根据权利要求1所述的等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置，其特征在于，所述斜坡底座、炉体、外壁材料均为金属材料，所述斜坡底座接电源正极，所述石墨电极棒接电源负极，通电后，所述炉体底端与所述石墨电极棒之间产生等离子电弧。7.根据权利要求1所述的等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置，其特征在于，所述石墨电极棒材料为高纯石墨，具有耐烧、耐高温性。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晶晨，郭科宏，钟贵全，陈珊，侯傲，吴道洪，
申请(专利权)人：神雾科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11