旋风式等离子体熔融炉、熔融处理系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种旋风式等离子体熔融炉、熔融处理系统及其工作方法，旋风式等离子体熔融炉包括熔融炉体、进料口、出料道、出料排烟口以及若干等离子体发生器；进料口设置在熔融炉体上并与熔融炉体内的炉膛相连通；出料排烟口设置在熔融炉体上，出料道设置在熔融炉体内并连接在炉膛和出料排烟口之间；若干个等离子体发生器沿着熔融炉体的周向间隔布置在熔融炉体上与炉膛相连通，以在炉膛内形成环向等离子体焰流。本发明专利技术的旋风式等离子体熔融炉，采用等离子体焰旋流设置形成环向等离子体焰流，加热均匀，换热效率高；通过出料排烟口排料和排烟，利用高温等离子体焰流烟气直接对出料道的出料冷段进行加热保温，避免产生堵塞问题，提高热利用率。

【技术实现步骤摘要】
旋风式等离子体熔融炉、熔融处理系统及其工作方法
本专利技术涉及固体废物处理
，尤其涉及一种旋风式等离子体熔融炉、熔融处理系统及其工作方法。
技术介绍
随着国民经济快速发展，国内各类危险废物产量急速增加。在危险废物高温处理领域，由于传统一体式气化熔融炉中气化与熔融工艺差别大，存在互相影响的缺点，对系统的持续稳定运行和无害化处理影响较大，一定程度上阻碍了等离子体气化熔融工艺的工程应用。现有等离子体炉设计采用等离子体炬向心布置，存在明显的温度梯度，从中心温度高向四周快速降低，不利于炉内热量均匀分布，换热效率低。另外，现有等离子体熔融炉的出料口设计存在冷段，容易因低温而产生堵塞，或需复杂的加热设备对该段进行加热保温，增加设备成本及运维成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种适用性及处理效率高的旋风式等离子体熔融炉、具有该旋风式等离子体熔融炉的熔融处理系统及其工作方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种旋风式等离子体熔融炉，包括熔融炉体、进料口、出料道、出料排烟口以及若干个等离子体发生器；所述进料口设置在所述熔融炉体上并与所述熔融炉体内的炉膛相连通；所述出料排烟口设置在所述熔融炉体上，所述出料道设置在所述熔融炉体内并连接在所述炉膛和出料排烟口之间；若干个所述等离子体发生器沿着所述熔融炉体的周向间隔布置在所述熔融炉体上与所述炉膛相连通，以在所述炉膛内形成环向等离子体焰流，对固体废弃物进行熔融处理；固体废弃物在所述炉膛内熔融后产生的熔液及烟气通过所述出料排烟口排出所述熔融炉体。优选地，所述等离子体发生器在所述熔融炉体上以10°～170°的倾斜角度布置。优选地，所述出料排烟口包括与所述出料道相连通并向下延伸的出料口、与所述出料道相连通并水平或倾斜延伸的出烟口；所述出烟口位于所述出料口的上方。优选地，所述旋风式等离子体熔融炉还包括紧急排烟口和紧急排烟管道；所述紧急排烟口设置在所述熔融炉体上并与所述炉膛相连通，所述紧急排烟管道的一端连接所述紧急排烟口，相对另一端延伸并连接至所述出烟口；所述紧急排烟管道的压阻大于所述出料道的压阻。优选地，所述紧急排烟管道与所述出料道的压阻差为100Pa-1000Pa。优选地，所述紧急排烟口的内径小于所述出烟口的内径。优选地，所述出烟口开设在所述熔融炉体的侧壁上，所述紧急排烟口开设在所述熔融炉体的顶部。优选地，所述旋风式等离子体熔融炉包括至少两个等离子体发生器。本专利技术还提供一种熔融处理系统，包括以上任一项所述的旋风式等离子体熔融炉、换热器；所述换热器连接在烟气处理系统与所述旋风式等离子体熔融炉的出料排烟口之间，所述出料排烟口排出的烟气通过所述换热器进行热交换后再进入所述烟气处理系统。优选地，所述熔融处理系统还包括连接在所述换热器和烟气处理系统之间的风机，所述风机驱动换热后的烟气进入所述烟气处理系统。优选地，所述熔融处理系统还包括与所述旋风式等离子体熔融炉的出料排烟口连接、接收所述出料排烟口排出的熔液的的水淬接渣系统。本专利技术还提供一种熔融处理系统的工作方法，包括以下步骤：S1、将固体废弃物通过进料口投入熔融炉体的炉膛内；S2、启动等离子体发生器使其在熔融炉体的炉膛内形成环向等离子体焰流，对固体废弃物进行高温熔融处理；S3、固体废弃物熔融后形成玻璃相熔液，所述熔液和高温熔融过程产生的烟气沿着出料道从出料排烟口排出；其中，烟气在排出过程中利用自身的热量为熔液加热保温；S4、从所述出料排烟口排出的烟气进入换热器，热交换后再进入烟气处理系统。优选地，在步骤S1之前还包括：S0、进料系统将固体废弃物进行筛分、破碎、配伍及造粒。优选地，步骤S3中，所述熔液沿着所述出料道从所述出料排烟口的出料口向下排出并输送至水淬接渣系统；所述烟气沿着所述出料道从所述出料排烟口的出烟口排出并输送至烟气处理系统。优选地，步骤S3中，当所述出烟口内侧发生堵塞时，所述烟气从所述熔融炉体上的紧急排烟口排出，并沿着紧急排烟管道向外输送。本专利技术的旋风式等离子体熔融炉，采用等离子体焰旋流设置，在炉内形成环向等离子体焰流，加热均匀，换热效率高；通过出料排烟口连接出料道的设置并同时进行排料和排烟，利用高温等离子体焰流烟气直接对出料道的出料冷段进行加热保温，避免低温产生堵塞的问题，降低运维成本，同时提高热利用率。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术一实施例的熔融处理系统的连接框图；图2是本专利技术一实施例的旋风式等离子体熔融炉的纵向剖面结构示意图；图3是本专利技术一实施例的旋风式等离子体熔融炉的横向剖面结构示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，本专利技术一实施例的熔融处理系统，包括旋风式等离子体熔融炉1、换热器2、风机3、烟气处理系统4以及水淬接渣系统5。旋风式等离子体熔融炉1用于对固体废弃物进行高温熔融处理，并将形成玻璃相的熔液和高温熔融过程产生的烟气排出。换热器2、风机3和烟气处理系统4依次连接旋风式等离子体熔融炉1，旋风式等离子体熔融炉1排出的烟气通过换热器2进行热交换后再进入烟气处理系统4进行后续处理，以达到排放标准。换热器2可以连接其他需要热源的处理系统或运行设备等，从而将烟气的热量回收作为热源再利用，实现烟气的余热利用。风机3连接在换热器2和烟气处理系统4之间，驱动换热后的烟气进入烟气处理系统4，同时控制熔融炉内压力稳定在微正压和微负压范围内。水淬接渣系统5连接旋风式等离子体熔融炉1，旋风式等离子体熔融炉1排出的熔液输送至水淬接渣系统5进行再处理或进一步加工为岩棉、微晶玻璃、建筑材料等。如图2、3所示，旋风式等离子体熔融炉1包括熔融炉体10、设置在熔融炉体10上的进料口20、出料道30、出料排烟口以及若干个等离子体发生器(未图示)。熔融炉体10内具有炉膛11，用于固体废弃物在其中进行高温熔融处理。进料口20在熔融炉体10上与炉膛11相连通，用于固体废弃物通过进入炉膛11内。进料口20可以设置在熔融炉体10的顶部或侧壁等位置，其可以竖向延伸、水平或者斜向延伸，具体根据固体废弃物类型设置。等离子体发生器用于提供热源，对固体废弃物进行高温熔融处理。出料排烟口设置在熔融炉体10上，出料道30设置在熔融炉体10内并连接在炉膛13和出料排烟口之间。经高温熔融处理后的产物沿着出料道30并从出料排烟口排出。本专利技术中，若干个等离子体发生器沿着熔融炉体10的周向间隔布置在熔融炉体10上与炉膛11相连通，以在炉膛11内形成环向等离子体焰流，提高受热均匀性和换热效率，对固体废弃物进行熔融处理。固体废弃物在炉膛11内熔融后产生的熔液及烟气通过出料道30和出料排烟口排出熔融炉体10。等离子体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋风式等离子体熔融炉，其特征在于，包括熔融炉体、进料口、出料道、出料排烟口以及若干个等离子体发生器；/n所述进料口设置在所述熔融炉体上并与所述熔融炉体内的炉膛相连通；/n所述出料排烟口设置在所述熔融炉体上，所述出料道设置在所述熔融炉体内并连接在所述炉膛和出料排烟口之间；/n若干个所述等离子体发生器沿着所述熔融炉体的周向间隔布置在所述熔融炉体上与所述炉膛相连通，以在所述炉膛内形成环向等离子体焰流，对固体废弃物进行熔融处理；固体废弃物在所述炉膛内熔融后产生的熔液及烟气依次通过所述出料道和出料排烟口排出所述熔融炉体。/n

【技术特征摘要】
1.一种旋风式等离子体熔融炉，其特征在于，包括熔融炉体、进料口、出料道、出料排烟口以及若干个等离子体发生器；
所述进料口设置在所述熔融炉体上并与所述熔融炉体内的炉膛相连通；
所述出料排烟口设置在所述熔融炉体上，所述出料道设置在所述熔融炉体内并连接在所述炉膛和出料排烟口之间；
若干个所述等离子体发生器沿着所述熔融炉体的周向间隔布置在所述熔融炉体上与所述炉膛相连通，以在所述炉膛内形成环向等离子体焰流，对固体废弃物进行熔融处理；固体废弃物在所述炉膛内熔融后产生的熔液及烟气依次通过所述出料道和出料排烟口排出所述熔融炉体。


2.根据权利要求1所述的旋风式等离子体熔融炉，其特征在于，所述等离子体发生器在所述熔融炉体上以10°～170°的倾斜角度布置。


3.根据权利要求1所述的旋风式等离子体熔融炉，其特征在于，所述出料排烟口包括与所述出料道相连通并向下延伸的出料口、与所述出料道相连通并水平或倾斜延伸的出烟口；
所述出烟口位于所述出料口的上方。


4.根据权利要求3所述的旋风式等离子体熔融炉，其特征在于，所述旋风式等离子体熔融炉还包括紧急排烟口和紧急排烟管道；所述紧急排烟口设置在所述熔融炉体上并与所述炉膛相连通，所述紧急排烟管道的一端连接所述紧急排烟口，相对另一端延伸并连接至所述出烟口；
所述紧急排烟管道的压阻大于所述出料道的压阻。


5.根据权利要求4所述的旋风式等离子体熔融炉，其特征在于，所述紧急排烟管道与所述出料道的压阻差为100Pa-1000Pa。


6.根据权利要求4所述的旋风式等离子体熔融炉，其特征在于，所述紧急排烟口的内径小于所述出烟口的内径。


7.根据权利要求4所述的旋风式等离子体熔融炉，其特征在于，所述出烟口开设在所述熔融炉体的侧壁上，所述紧急排烟口开设在所述熔融炉体的顶部。


8.根据权利要求1-7任一项所述的旋风式等离子体熔融炉，其特征在于，所述旋风式等离子体熔融炉包括至少两个等离子体发...

【专利技术属性】
技术研发人员：李程鑫，杨明辉，陆杰，李磊，李晴，张子炜，司徒达志，陈明周，周东升，高宇飞，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44