專利名稱：一種等離子垃圾焚燒爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種垃圾焚燒裝置，特別是一種利用等離子電弧焚燒垃圾的等離子垃 圾焚燒爐。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的垃圾焚燒爐通常主要有爐排式焚燒爐、爐床式焚燒爐、流化床式焚燒爐、 和熱解焚燒爐等，其通過燃燒法對垃圾進(jìn)行焚燒，垃圾焚燒的溫度較低，通常僅能達(dá) 到100(TC左右，其垃圾難以完全燒盡，爐渣中會(huì)有殘存未完全燃燒的物質(zhì)，這些殘存 的物質(zhì)隨爐渣排除后，會(huì)再次溶出污染環(huán)境。同時(shí)，垃圾未能完全充分燃燒，也導(dǎo)致 燃燒后的減容率較低，通常僅80%-90%,垃圾燃燒后產(chǎn)生的爐渣仍占較大體積，這些體 積較大的殘存有未完全燃燒物質(zhì)的爐渣，有再次污染環(huán)境的可能，為了避免其對環(huán)境 造成污染，通常需做掩埋處理，其爐渣的處理麻煩，且要占用專門的土地資源。
此外，垃圾不能完全燒盡，也使上述現(xiàn)有的各種垃圾焚燒爐在處理垃圾的種類上 受到限制，對于危險(xiǎn)品垃圾、醫(yī)療垃圾和放射性廢物垃圾等只要?dú)埓鏄O少量未被完全 處理的物質(zhì)就可能給環(huán)境帶來極大影響。另外，上述現(xiàn)有垃圾焚燒爐，在處理垃圾時(shí)， 垃圾燃燒升溫的時(shí)間較長，升溫的過程中會(huì)產(chǎn)生一定量對人體有害的二惡英等高毒性 氣體，會(huì)給搡作人員的健康帶來危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在給出一種等離子垃圾焚燒爐，其垃圾焚燒溫度高、可完全燃盡，燃燒 減容率高、爐渣處理方便，且處理垃圾種類不受限制，能夠可靠地用于處理危險(xiǎn)品垃 圾、醫(yī)療垃圾和放射性廢物垃圾。
一種等離子垃圾焚燒爐，包括爐體，爐體的上部設(shè)有垃圾進(jìn)料口和廢氣排出口， 爐體側(cè)有灰渣流出口，其特征在于爐體的底部設(shè)置有底部電極，爐體頂部設(shè)置有爐蓋，頂部電極從爐蓋插入爐膛，與爐蓋間安裝有電極密封圈，電極密封圈包括與電極 接觸的高溫耐火材料層和其外側(cè)的高溫隔熱材料層，底部電極和頂部電極分別連接高 壓直流電源的正極和負(fù)極，頂部電極由電極夾持器夾持，電極夾持裝器一端夾持電極, 另一端安裝在電極升降裝置上，由電極升降裝置驅(qū)動(dòng)上下移動(dòng)，爐體從內(nèi)到外依次包 括內(nèi)層的高溫耐火材料層、中間的高溫隔熱材料層和外層的殼體，高溫隔熱材料層與 殼體間安裝有冷卻水管。
本發(fā)明的等離子垃圾焚燒爐，其爐頂和爐底分別設(shè)置有電極，兩電極分別與高壓 直流電源的正極或者負(fù)極導(dǎo)通后，通過調(diào)節(jié)電極升降裝置，使頂部電極下降與底部電 極接觸或者通過預(yù)先置于爐膛內(nèi)的廢鋼料與底部電極接觸后再逐步拉開，使兩電極間 產(chǎn)生電弧柱，電弧柱呈等離子狀態(tài)，電流在其中流動(dòng)，形成電流通路。電弧柱的溫度 極高、爐膛內(nèi)預(yù)置的廢鋼料能夠很快熔化形成底部熔池，熔池為高溫熔融狀態(tài)的鋼水， 其溫度可達(dá)1600。C。電弧柱的中心溫度可達(dá)20000'C,電弧柱內(nèi)電流通路的等離子體受 指向中心的洛侖茲力的作用，其使等離子體有向中心收縮的趨勢，產(chǎn)生抽吸效應(yīng)。垃 圾進(jìn)料口倒入的垃圾，在等離子體的抽吸效應(yīng)的作用下，能夠迅速地被吸入電弧柱中 焚燒，其焚燒溫度可達(dá)600(TC。由于電弧柱面積有限，電弧柱的抽吸效應(yīng)也有限，垃 圾進(jìn)料口倒入的垃圾有時(shí)不可避免的會(huì)有部分沒有被抽吸到電弧柱中，這些未抽吸入 電弧柱中燃燒的垃圾會(huì)直接落入熔池中，在溫度同樣極高的熔池中焚燒。其垃圾焚燒 溫度遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的垃圾焚燒爐，垃圾可完全燃盡，燃燒減容率高，通?？蛇_(dá)99%以上， 燃燒后產(chǎn)生的灰渣少且不含殘存的未燃盡的物質(zhì)，不會(huì)對環(huán)境帶來再次污染，其灰渣 處理十分方便。同時(shí)，其燃燒溫度高和可充分燃盡的優(yōu)點(diǎn)也使本發(fā)明的等離子垃圾焚 燒爐能夠可靠地用于處理處理危險(xiǎn)品垃圾、醫(yī)療垃圾和放射性廢物垃圾。此外，電弧 柱的熔池溫度高，垃圾焚燒過程溫升速度快，不會(huì)產(chǎn)生二惡英等高毒性氣體，其使操 作環(huán)境也得到了改善。另外，爐體由內(nèi)到外，依次有高溫耐火材料層、高溫隔熱材料 層、冷卻水管和殼體組成，其耐火材料能承受極高的溫度，高溫隔熱材料可減少爐膛 向外部爐殼傳遞的熱量，而冷卻水則能夠吸收經(jīng)高溫隔熱材料散發(fā)的熱量，從而保證 爐體外殼的溫度較低，使操作安全。


圖l 一種等離子垃圾焚燒爐的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2 —種等離子垃圾焚燒爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
一種等離子垃圾焚燒爐，如圖l、圖2,包括爐體l,爐體1上部有垃圾進(jìn)料口2和廢 氣排出口3，爐體側(cè)面有爐渣流出口4，爐體底部設(shè)置有底部電極5，爐體頂部有爐蓋6， 頂部電極7從爐蓋插入爐膛，與爐蓋間安裝有電極密封圈8，電極密封圈包括與電極接 觸的高溫耐火材料層81和其外側(cè)的高溫隔熱材料層82，底部電極和頂部電極分別連接 高壓直流電源的正極和負(fù)極，其頂部電極由電極夾持器10夾持，電極夾持裝器一端夾 持電極，另一端安裝在電極升降裝置9上，由電極升降裝置驅(qū)動(dòng)上下移動(dòng)，爐體從內(nèi)到 外依次包括內(nèi)層的高溫耐火材料層101、中間的高溫隔熱材料層102和外層的殼體103, 高溫隔熱材料層102與殼體103間安裝有冷卻水管104。
電極夾持器9可為由液壓缸驅(qū)動(dòng)張開和閉合的兩個(gè)機(jī)械手指，通過驅(qū)動(dòng)液壓缸，使 機(jī)械手指張開或者并攏，從而實(shí)現(xiàn)對電極的夾持或者放開。電極夾持器也可以為彈性 的夾持件，類似于夾子、鱷魚夾等。
所述電極升降裝置9可為液壓缸結(jié)構(gòu)，液壓缸的底部直接或者通過底座固定在基礎(chǔ) 面上，液壓缸的活塞直接連接或者通過連接件連接電極夾持器。電極升降裝置9為可伸 縮的雙層套的柱狀結(jié)構(gòu)，如圖l,其包括底部與基礎(chǔ)面固定的外層套柱901和插于外層 套柱內(nèi)的中心立柱902,中心立柱的底部有置于外層套柱中的液壓缸903,液壓缸的活 塞連接中心立柱，可驅(qū)動(dòng)中心立柱沿外層套柱上下移動(dòng)，從而帶動(dòng)安裝于其上的電極 夾持器上下移動(dòng)。
焚燒爐使用過程中，其電極會(huì)不斷耗損，電極長時(shí)間使用后會(huì)變短，使兩電極間 的距離會(huì)發(fā)生變化，引起電弧柱的長度的變化，使弧電壓和功率發(fā)生變化，給焚燒爐 的工作帶來一定影響。電極夾持器安裝在電極升降裝置上，電極升降裝置能根據(jù)弧電 壓和功率的變化，驅(qū)動(dòng)電極夾持器上下運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)整電極高度，使電極間的距離基 本恒定，弧電壓和功率保持穩(wěn)定，使焚燒爐始終能夠保持在穩(wěn)定的焚燒狀態(tài)，從而保 證垃圾處理的效果和穩(wěn)定性。
向電極升降裝置的液壓缸提供液壓的液壓站上可安裝有電液比例閥，通過電液比 例閥控制液壓缸內(nèi)的流量，從而控制電極升降裝置的上升和下降速度。電液比例閥能夠根據(jù)弧電壓調(diào)整液壓缸的流量，控制電極升降裝置的升降速度，從而控制弧電壓及 功率。當(dāng)弧電壓偏低時(shí)，電液比例閥控制液壓缸使電極升降裝置帶動(dòng)電極夾持器向下
移動(dòng)，縮短兩電極間的間距，使弧電壓升高增大功率；而當(dāng)弧電壓偏高時(shí)，電液比例 閥控制液壓缸使電極升降裝置帶動(dòng)電極夾持器向上移動(dòng)，增大兩電極間的間距，使弧 電壓降低。其通過電液比例閥可自動(dòng)控制弧電壓的穩(wěn)定，從而保證了焚燒爐的性能。 同時(shí)，通過電液比例閥控制液壓缸其能根據(jù)弧電壓的變化快速及時(shí)地反映，使電極升 降裝置反應(yīng)快捷、靈敏，電極升降速度快，穩(wěn)定性好，可避免斷路器的頻繁跳閘和電 流電壓的過大波動(dòng)。
爐體側(cè)的爐渣流出口4可為向下傾斜的斜坡式通道，如圖l,當(dāng)爐膛內(nèi)爐渣高度超
出通道底部時(shí)，超出部分的爐渣可以順著爐口沿斜坡下滑出，從而控制爐膛內(nèi)爐渣的 高度。
爐體l也可置于底部的爐座ll上，爐座11的底部與固定于地面基礎(chǔ)上的鉸接座12鉸 接，其一側(cè)安裝有壓力缸13,通過鉸接座和壓力缸共同支撐爐座，如圖2。當(dāng)焚燒爐工 作一段時(shí)間，爐內(nèi)爐渣積累一定數(shù)量時(shí)，可通過伸縮壓力缸使底座傾斜，帶動(dòng)爐體傾 側(cè)，將爐膛內(nèi)的爐渣從爐渣流出口倒出。其通過整體傾斜爐體倒渣，對爐渣的排除能 夠更加順暢。
穿過爐蓋的頂部電極7通常使用石墨電極，其適應(yīng)溫度范圍大，能夠承受陰極斑點(diǎn) 高溫，且在高溫條件下強(qiáng)度十分高。
爐體底部的電極5可以釆用柵格狀結(jié)構(gòu)，其柵格頂部從底部爐體的高溫耐火材料層 101和保溫隔熱材料層102伸出，露出于爐膛的底部，其能夠增強(qiáng)導(dǎo)電性能，更有利于 電弧柱的拉出與形成，同時(shí)也能使電弧柱的溫度更高。
權(quán)利要求
1、一種等離子垃圾焚燒爐，包括爐體(1)，爐體上部設(shè)有垃圾進(jìn)料口(2)和廢氣排出口(3)，爐體側(cè)有灰渣流出口(4)，其特征在于爐體的底部設(shè)置有底部電極(5)，爐體頂部設(shè)置有爐蓋(6)，頂部電極(7)從爐蓋插入爐膛，與爐蓋間安裝有電極密封圈(8)，電極密封圈包括與電極接觸的高溫耐火材料層(801)和其外側(cè)的高溫隔熱材料層(802)，底部電極和頂部電極分別連接高壓直流電源的正極和負(fù)極，頂部電極由電極夾持器(10)夾持，電極夾持裝器一端夾持電極(7)，另一端安裝在電極升降裝置(9)上，由電極升降裝置驅(qū)動(dòng)上下移動(dòng)，爐體從內(nèi)到外依次包括內(nèi)層的高溫耐火材料層(101)、中間的高溫隔熱材料層(102)和外層的殼體(103)，高溫隔熱材料層與殼體間安裝有冷卻水管(104)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的等離子垃圾焚燒爐，其特征在于所述電極升降裝置(9)為 液壓缸結(jié)構(gòu)，液壓缸的底部直接或者通過底座固定在基礎(chǔ)面上，液壓缸的活塞直接 連接或者通過連接件連接電極夾持器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子拉圾焚燒爐，其特征在于所述液壓缸的供液管路上 安裝有電液比例閥，通過電液比例閥控制液壓缸內(nèi)的液壓。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的等離子拉圾焚燒爐，其特征在于爐體(l)置于底部的爐座(ll)上，爐座的底部與固定于地面基礎(chǔ)上的鉸接座(12)鉸接，其一側(cè)安裝有壓 力缸(13),通過鉸接座和壓力缸共同支撐爐座。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的等離子垃圾焚燒爐，其特征在于其灰渣流出口 (4)為向下 傾斜的斜坡式通道。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的等離子垃圾焚燒爐，其特征在于爐體底部的電極(5)為柵 格狀，柵格的頂部從爐體底部的高溫耐火材料層和保溫隔熱材料層伸出，露出于爐 膛的底部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種等離子垃圾焚燒爐，其爐體的底部和頂部設(shè)置電極，底部電極和頂部電極分別連接高壓直流電源的正極和負(fù)極，頂部電極由電極夾持器夾持，通過電極升降裝置驅(qū)動(dòng)上下移動(dòng)。工作時(shí)，將兩電極與高壓直流電源的導(dǎo)通，調(diào)節(jié)電極升降裝置，使頂部電極下降與底部電極接觸后再逐步拉開，使兩電極間產(chǎn)生電弧柱，其電弧柱溫度極高，中心溫度可達(dá)20000℃，且受洛侖茲力的作用，電弧柱中等離子體有向中心收縮的趨勢，產(chǎn)生抽吸效應(yīng)，倒入爐膛的垃圾，在抽吸效應(yīng)的作用下，能夠迅速地被吸入電弧柱中焚燒，燃燒溫度可達(dá)6000℃。其焚燒溫度高、垃圾能充分燃盡，燃燒后減容率高，灰渣少且不含殘存的未燃盡的物質(zhì)，不會(huì)污染環(huán)境，灰渣處理方便，可適于處理危險(xiǎn)品垃圾、醫(yī)療垃圾和放射性廢物垃圾等。
文檔編號F23G5/00GK101457933SQ20081022061
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者蘇漢明 申請人:廣州廣船國際股份有限公司