一种等离子快速高效处理飞灰系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种等离子快速高效处理飞灰系统，包括飞灰送料装置、等离子反应炉、非转移弧等离子发生器、中空等离子石墨棒、底电极、高温旋风除尘器、压缩泵和淬火装置；等离子反应炉底部设有飞灰熔体出口，连接淬火装置；飞灰送料装置的出料口连通非转移弧等离子发生器的等离子体火焰区域；等离子反应炉的顶部设有气体出口，连接高温旋风除尘器的进气口，高温旋风除尘器的出气口连接压缩泵的进气口，压缩泵的出气口连接中空等离子石墨棒的气路。淬火装置设有水蒸气出口，连接抽气泵的进气口，抽气泵的出气口连接非转移弧等离子发生器的进气口。本实用新型专利技术能够提升处理飞灰的速度，进而提高效率，降低成本，有毒有害气体可彻底被分解净化。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子快速高效处理飞灰系统
本技术属于飞灰处理
，具体涉及一种等离子快速高效处理飞灰系统。
技术介绍
垃圾焚烧飞灰中含有大量的Cd(镉)、Cr(铬)、Ni(镍)、Pb(铅)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。因此垃圾焚烧飞灰为危险废物，必须经过稳定化、无害化处理。目前，较为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。申请号为201711322108.2的专利技术公开了一种等离子体处理飞灰设备，该技术思路不错，能够高效节能处理飞灰，但处理速度偏低，导致整体效率偏低。申请号为201710997137.2的专利技术公开了一种等离子电弧处理飞灰制造玻璃珠的装置及方法，该专利技术主要针对提升熔融后冷却形成的玻璃体的价值，通过提升产物的价值来降低飞灰处理的成本，对飞灰处理的速度没有太大影响。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术提供一种等离子快速高效处理飞灰系统，主要是用于提升处理飞灰的速度，进而提高效率，降低成本。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种等离子快速高效处理飞灰系统，包括飞灰送料装置、等离子反应炉、非转移弧等离子发生器、中空等离子石墨棒、底电极、高温旋风除尘器、压缩泵和淬火装置；非转移弧等离子发生器安装于等离子反应炉的侧壁；中空等离子石墨棒自等离子反应炉上部伸入等离子反应炉内，其中心通孔构成气路，底电极位于等离子反应炉底部，正对中空等离子石墨棒；等离子反应炉底部设有飞灰熔体出口，连接淬火装置；飞灰送料装置的出料口连通非转移弧等离子发生器的等离子体火焰区域；等离子反应炉的顶部设有气体出口，连接高温旋风除尘器的进气口，高温旋风除尘器的出气口连接压缩泵的进气口，压缩泵的出气口连接中空等离子石墨棒的气路。进一步的，所述非转移弧等离子发生器包括阴极、阳极、绝缘陶瓷，阳极一端设有凹口，该端连接绝缘陶瓷，阴极穿过绝缘陶瓷，其一端位于凹口内，绝缘陶瓷上设有进料口和进气口，阳极设有等离子体喷出口，进料口、进气口和等离子体喷出口分别连通阴极、阳极、绝缘陶瓷之间的空腔；非转移弧等离子发生器的进料口连接飞灰进料装置的出料口。进一步的，所述淬火装置包括淬火水槽，淬火水槽的顶部设有水蒸气出口，水蒸气出口连接抽气泵的进气口，抽气泵的出气口连接非转移弧等离子发生器的进气口。进一步的，还包括用于测量等离子反应炉内压力的压力检测装置和与等离子反应炉的气体出口连接的尾气处理系统，气体出口与尾气处理系统的连接管道上设有阀门。当压力检测装置检测出反应炉内压力过高时，打开阀门，炉内气体进入尾气处理系统，等炉内压力正常后再关闭阀门。尾气处理系统包括依次连接的二次燃烧室、高温旋风除尘器、热交换器、布袋除尘器、酸性气体吸收塔、活性炭吸附塔、变频风机和烟囱。本技术与现有技术相比具有下列优点：(1)本技术在第一阶段用内进料式的非转移弧等离子发生器瞬间就将飞灰加热至半熔融状态，能够对飞灰进行闪速处理，极大地增大了飞灰的处理速度。(2)本技术还对闪速处理后的飞灰用转移弧等离子发生器进行二次处理，进一步提升了飞灰处理的效果。(3)非转移弧等离子发生器只将飞灰加热至半熔融状态，可以有效节约电能，转移弧等离子发生器只是将半熔融飞灰加热到熔融状态，需要消耗的电能也小，本技术虽然使用了两个等离子发生器，但由于电能合理利用，但所用电能等于或小于传统一个等离子发生器，而且本专利技术速度更快，效率更高，更节约成本。(4)非转移弧等离子发生器利用淬火装置形成的高温水蒸气为等离子介质，既能废气利用，又能节约水蒸气由常温加热成高温的能量，转移弧等离子发生器用高温废气为等离子介质，既能废气利用，又能节约氮气由常温加热成高温的能量。(5)由于废气被重复利用作为等离子气体介质，其中残留的有毒有害气体在被电离成为高温等离子体后将会彻底被分解净化。附图说明图1是本技术结构示意图；图2是非转移弧等离子发生器的结构示意图；图3为进料装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术作进一步说明：如图1所示，本技术主要包括：等离子反应炉1、进料装置2、中空等离子石墨棒3、非转移弧等离子发生器4、高温废气管5、高温旋风除尘器6、压缩泵7、淬火水槽9、抽气泵10、蒸气管11、飞灰熔体14、底电极15、阀门16、尾气处理系统17和电源系统。等离子反应炉1的底部设有飞灰熔体出口8。非转移弧等离子发生器4产生等离子体火炬12。中空等离子石墨棒3与飞灰熔体14之间产生等离子体火炬13。电源系统为整个系统提供所需要的电流和电压。电源系统包括直流整流电源和高频起弧电源，直流整流电源的正负极分别连接等离子体发生器的阳极和阴极。直流电源输出电流，等离子体发生器进气口通入气体介质，高频启弧电源将高频电压加在阴极和阳极之间，电极间的气体介质被瞬间击穿，产生电弧，然后直流整流电源输出稳定的直流电流维持电弧的稳定，气体介质持续送入，在高频电压和电弧的作用下气体介质被电离为高温等离子体，并从喷口喷出，形成高温等离子体火炬。所采用的高频电压为15000V。气体介质的性质不同，形成的高温等离子体的性质不同。等离子反应炉1的炉体自内向外依次设置第一耐火材料层、隔热材料层、第二耐火材料层和钢制体层。第一耐火材料层和隔热材料层之间以及隔热材料层和第二耐火材料层之间均设有风冷通道，钢制体层为带有冷却夹套的钢制体层，钢制体层外壁上设有进水口接头和出水口接头。如此设置，水冷却夹套能确保炉体温度与外部环境温度的差值不高于环境实际温度。耐火材料防止烧结和保护炉膛。隔热材料组织炉内热量向炉外扩散和传递。风冷通道与夹层的热量进行交换，确保炉体夹层的热量及时传递出去，二次利用。耐火材料选用莫来石或小C砖。等离子发生器的阳极与炉体之间设有绝缘套。进料装置2包括料仓2-1，料仓2-1内部设有旋转轴2-2，旋转轴2-2上设有搅拌叶片2-3，旋转轴2-2的底部设有送料螺杠2-4，旋转轴2-2由马达2-5控制转速。飞灰进入料仓2-1，通过旋转轴2-2的传动，送料螺杠2-4将经搅拌后的飞灰送入非转移弧等离子发生器4的进料口。气体介质携带飞灰2-6进入等离子体火炬12。运行中通过计量料仓2-1前后重量计算给料速度，通过调节马达2-5转速控制给料量。飞灰2-6可加入二氧化硅粉末，使飞灰易于玻璃化。非转移弧等离子发生器4包括：阴极41、绝缘陶瓷42、阳极44。阳极44一端设有凹口，该端连接绝缘陶瓷42，阴极41穿过绝缘陶瓷42，其一端位于凹口内，绝缘陶瓷42上设有进料口43和进气口46，阳极44设有等离子体喷出口45，进料口43、进气口46和等离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子快速高效处理飞灰系统，其特征在于，包括飞灰送料装置、等离子反应炉、非转移弧等离子发生器、中空等离子石墨棒、底电极、高温旋风除尘器、压缩泵和淬火装置；非转移弧等离子发生器安装于等离子反应炉的侧壁；中空等离子石墨棒自等离子反应炉上部伸入等离子反应炉内，其中心通孔构成气路，底电极位于等离子反应炉底部，正对中空等离子石墨棒；等离子反应炉底部设有飞灰熔体出口，连接淬火装置；飞灰送料装置的出料口连通非转移弧等离子发生器的等离子体火焰区域；等离子反应炉的顶部设有气体出口，连接高温旋风除尘器的进气口，高温旋风除尘器的出气口连接压缩泵的进气口，压缩泵的出气口连接中空等离子石墨棒的气路。/n

【技术特征摘要】
1.一种等离子快速高效处理飞灰系统，其特征在于，包括飞灰送料装置、等离子反应炉、非转移弧等离子发生器、中空等离子石墨棒、底电极、高温旋风除尘器、压缩泵和淬火装置；非转移弧等离子发生器安装于等离子反应炉的侧壁；中空等离子石墨棒自等离子反应炉上部伸入等离子反应炉内，其中心通孔构成气路，底电极位于等离子反应炉底部，正对中空等离子石墨棒；等离子反应炉底部设有飞灰熔体出口，连接淬火装置；飞灰送料装置的出料口连通非转移弧等离子发生器的等离子体火焰区域；等离子反应炉的顶部设有气体出口，连接高温旋风除尘器的进气口，高温旋风除尘器的出气口连接压缩泵的进气口，压缩泵的出气口连接中空等离子石墨棒的气路。


2.根据权利要求1所述的一种等离子快速高效处理飞灰系统，其特征在于，所述非转移弧等离子发生器包括阴极、阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷华，季爱兵，
申请(专利权)人：江苏柏瀚环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32