專利名稱：廢物處置等離子體反應爐的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種廢棄物處理裝置，特別是指一種廢物處置等離子體反應爐。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，環(huán)境污染變得日益嚴重。人工合成的各類化學物質(zhì)品種正以驚人的速度增長，其中不少是有害或是有毒的。例如，曾用作高壓變壓器油的多氯聯(lián)苯(PCB)，劇毒農(nóng)藥六六六，DDT等具有高毒性與高殘留性，能通過地下水和食物鏈在人體及動物體內(nèi)富集，從而導致癌癥及基因變異；用作致冷劑的氟里昂類化合物及用作溶劑等的鹵化物是臭氧層空洞的罪魁禍首，含有生物技術(shù)、農(nóng)藥生產(chǎn)、醫(yī)院等的高毒性高傳染性的廢物，則嚴重危害人體健康。如何處理這些環(huán)境污染物的問題已成為國際上共同關(guān)心的重要課題。傳統(tǒng)的填埋法及焚燒處理法由于二次污染、遷移效應及低效率已受到嚴重挑戰(zhàn)，特別是焚燒過程中產(chǎn)生更高毒性的多氯代二苯并二惡英(PCDDs)與多氯代二苯并呋喃(PCDFs)的二次污染問題引起人們的高度重視。
隨著各種熱處理技術(shù)在環(huán)境污染物處理上的日益廣泛應用和許多難處理或特殊的污染物對處理效率更高的要求，常規(guī)的焚燒技術(shù)已逐漸顯現(xiàn)出其不足之處。例如安裝費用高、粉塵大、熱效率不高、體積龐大、不能經(jīng)常開關(guān)等，尤其是對于多氯聯(lián)苯類(PCB)，氟里昂類等難消解含鹵化合物及生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)、農(nóng)藥、醫(yī)院等的特殊廢棄物處理，常規(guī)的燃料熱源技術(shù)的處理效率常不能達到國際規(guī)定的標準(PCB的消解效率必須大于99.9999％)，并且等離子體技術(shù)因其高溫高導熱特性對污染物有很高的處理效率，尤其是對難處理污染物及特殊要求污染物，其先進性與優(yōu)越性進一步顯現(xiàn)出來，成為環(huán)境污染物處理領域中最有發(fā)展前途，最引人關(guān)注的一項高科技技術(shù)。
目前國內(nèi)外已有一些專利，公開了采用直流等離子體技術(shù)，可以處理包括化學武器在內(nèi)的多種廢物。
美國Startech環(huán)境公司發(fā)展的直流等離子體技術(shù)，可以處理包括化學武器在內(nèi)的多種廢物。
卡特爾(美國專利5280757)用電弧等離子體氣化市政垃圾；巴頓(美國專利4644877)和貝爾(美國專利4431612)用電弧等離子體破壞多氯聯(lián)苯(PCBs)等。
德國格里馬(中國專利89105527.4)專利公開了采用水蒸氣等離子體氣氛和直流等離子體技術(shù)，澳大利亞聯(lián)邦科學和工業(yè)研究組織(中國專利ZL93103682.8)采用惰性氣體等離子體氣氛和直流等離子體技術(shù)，浙江巨圣氟化學有限公司(中國專利ZL 00128708.7)采用直流等離子體技術(shù)處理有機鹵化物。
王忠義、黃少青(中國專利ZL 01206033.X)采用空氣直流等離子體技術(shù)處理醫(yī)療廢物。
中國科學院力學研究所(中國專利ZL 200320121907.0)采用氧氣氛圍的直流等離子體技術(shù)處理醫(yī)療廢物。
從目前查新獲得的結(jié)果來看，已有的等離子體裂解技術(shù)中未見到通過中空石墨電極直接將廢物送入等離子體高溫區(qū)域附近直接處置的裝置。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種廢物處置等離子體反應爐，其可對各種形態(tài)的(固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài))無機、有機廢物進行有效高溫熱解處置，且能量利用率及處理效率高、能耗低，更經(jīng)濟環(huán)保。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案提供一種廢物處置等離子體反應爐，包括爐體、爐蓋。爐體內(nèi)側(cè)設有耐火材料爐襯及隔熱保溫層，爐體的爐膛底部側(cè)面設有熔融體排出口，而爐體的爐壁上設有供高溫熱解氣體排出的氣體出口；爐蓋中央設有伸入爐內(nèi)的中空石墨電極，中空石墨電極內(nèi)部具有一貫穿整個中空石墨電極以供待處理廢物輸送入爐體內(nèi)的通道，在爐體底部還設有與中空石墨電極相對的第二電極以及與第二電極相連的石墨引出電極，在中空石墨電極與爐膛底部的第二電極之間形成電弧區(qū)域，產(chǎn)生熱等離子體。
上述技術(shù)方案的進一步改進在于在所述爐體一側(cè)設有一支架，所述支架包括一立柱及一可上下活動地設于立柱頂部且垂直于立柱的橫梁，所述中空石墨電極通過一固定機構(gòu)固定于橫梁上。
上述技術(shù)方案的進一步改進在于在爐體的氣體出口外側(cè)再連接有一持續(xù)反應室。
上述技術(shù)方案的進一步改進在于所述持續(xù)反應室還設有一持續(xù)反應室出口，所述持續(xù)反應室出口與一急冷裝置相連，急冷裝置再設有一尾氣出口。
上述技術(shù)方案的進一步改進在于所述石墨引出電極為四個，四個石墨引出電極在爐體底部排列成十字形狀且分別同爐底部的第二電極連接并引出至爐體外部。
通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果1、采用石墨中空電極送料，直接將廢棄物送入等離子體高溫區(qū)域，提高了能量的利用率以及處理效率，使得處理單位質(zhì)量廢物的能耗大大降低，反應爐的容積也可相應減小。
2、廢物中的全部有毒有機物質(zhì)在高溫下完全分解，例如二噁英、呋喃、多氯聯(lián)苯、高氯或多氯脂肪或芳香物質(zhì)得到干凈和徹底的消滅，處理過程中不會產(chǎn)生新的有毒物質(zhì)。
3、特別適合處理垃圾焚燒飛灰，粉碎后的電子垃圾，液態(tài)以及氣態(tài)的各類危險廢物。
4、由于采用熔渣技術(shù)，使得被處理的廢物中的金屬和無機物，例如醫(yī)療廢物中的金屬和玻璃制品，無需從中分揀出來，使得處理過程簡單方便，避免二次污染的機會。
5、由于采用還原型氣氛等離子體，使得廢物中的金屬不會被氧化，可回收再生，廢物中的有毒6價鉻還原成無毒的3價鉻。
6、由于采用還原型氛圍等離子體，避免了產(chǎn)生大量NOX造成環(huán)境污染的同時，產(chǎn)生的尾氣量只有燃燒法的5％，而且是高能的燃氣(氫氣、一氧化碳)使得尾氣處理所需的設備的成本投資大大減少。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。

圖1是本發(fā)明廢物處置等離子體反應爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式如圖1所示，本發(fā)明提供一種廢物處置等離子體反應爐，包括爐體1、爐蓋2、電極、支架4、持續(xù)反應室5及急冷裝置6。
其中，所述爐體1內(nèi)側(cè)設有耐火材料爐襯及隔熱保溫層，在爐體1的爐膛底部側(cè)面設有熔融體排出口12，而在爐體1的爐壁上設有供高溫熱解氣體排出的氣體出口14。
爐蓋2的中央設有伸入爐體1內(nèi)部的中空石墨電極31，中空石墨電極31內(nèi)部具有一貫穿整個中空石墨電極31的通道311以供待處理廢物輸送入爐體1內(nèi)部；在爐體1的底部還設有與中空石墨電極31相對的第二電極32以及與第二電極32相連且在爐體底部排列成十字形狀的四個石墨引出電極33，當給電極(中空石墨電極31及引出電極33)通電，即會在中空石墨電極31與爐膛底部的第二電極32之間形成電弧區(qū)域，產(chǎn)生熱等離子體。
所述支架4設于爐體1一側(cè)，其包括一立柱41及一可上下活動地設于立柱41頂部且垂直于立柱41的橫梁42，所述中空石墨電極31即通過一固定機構(gòu)43固定于橫梁42上，通過該橫梁42的上下活動而可控制中空石墨電極31進行上、下移動而調(diào)節(jié)其與第二電極32之間的距離。
在氣體出口14外側(cè)還可再連接有一持續(xù)反應室5，以便于進一步反應，而能使反應效率更高。而持續(xù)反應室5還設有一持續(xù)反應室出口50，持續(xù)反應室出口50與一急冷裝置6相連，以便于反應生成的氣體在急冷裝置6中進行急冷得到高能燃氣，急冷裝置6再設有一尾氣出口60以輸出最終得到的高能燃氣。
在處置廢棄物時，廢棄物通過送料裝置(圖未示出)從中空石墨電極31的頂端送入，經(jīng)過其內(nèi)部的通道311直接進入在中空石墨電極31和第二電極32之間的電弧區(qū)域。廢棄物中的有機廢物成分經(jīng)等離子體高溫熱解后產(chǎn)生的氣體物質(zhì)(主要是氫氣和一氧化碳)經(jīng)急冷裝置急冷后可得到高能燃氣氫氣和一氧化碳，同時抑制了有毒物質(zhì)(包括二噁英類)的產(chǎn)生；而其中的無機廢物成分經(jīng)等離子體高溫熔融后經(jīng)爐體1底部的熔融體排出口12排出爐體1外，再經(jīng)水淬冷后得到滲瀝性極低的玻璃體。該反應爐可間斷式工作，也可連續(xù)工作。
本發(fā)明由于采用中空石墨電極送料，直接將廢棄物送入等離子體高溫區(qū)域，提高了能量的利用率以及處理效率，使得處理單位質(zhì)量廢物的能耗大大降低，反應爐的容積相應減小。廢物中的全部有毒有機物質(zhì)在高溫下完全分解，例如二噁英、呋喃、多氯聯(lián)苯、高氯或多氯脂肪或芳香物質(zhì)得到干凈和徹底的消滅，處理過程中不會產(chǎn)生新的有毒物質(zhì)。特別適合處理垃圾焚燒飛灰，粉碎后的電子垃圾，液態(tài)以及氣態(tài)的各類危險廢物。
由于采用熔渣技術(shù)，使得被處理的廢物中的金屬和無機物，例如醫(yī)療廢物中的金屬和玻璃制品，無需從中分揀出來，使得處理過程簡單方便，避免二次污染的機會。
由于采用還原型氣氛等離子體，廢物中的金屬不會被氧化，可回收再生，廢物中的有毒6價鉻還原成無毒的3價鉻。此外，避免了產(chǎn)生大量NOX造成環(huán)境污染的同時，產(chǎn)生的尾氣量只有燃燒法的5％，而且是高能的燃氣(氫氣、一氧化碳)使得尾氣處理所需的設備的成本投資大大減少。
權(quán)利要求
1.一種廢物處置等離子體反應爐，包括爐體、爐蓋，爐體內(nèi)側(cè)設有耐火材料爐襯及隔熱保溫層，爐體的爐膛底部側(cè)面設有熔融體排出口，而爐體的爐壁上設有供高溫熱解氣體排出的氣體出口，其特征在于爐蓋中央設有伸入爐內(nèi)的中空石墨電極，中空石墨電極內(nèi)部具有一貫穿整個中空石墨電極以供待處理廢物輸送入爐體內(nèi)的通道，在爐體底部還設有與中空石墨電極相對的第二電極以及與第二電極相連的石墨引出電極，在中空石墨電極與爐膛底部的第二電極之間形成電弧區(qū)域，產(chǎn)生熱等離子體。
2.如權(quán)利要求1所述的廢物處置等離子體反應爐，其特征在于在所述爐體一側(cè)設有一支架，所述支架包括一立柱及一可上下活動地設于立柱頂部且垂直于立柱的橫梁，所述中空石墨電極通過一固定機構(gòu)固定于橫梁上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的廢物處置等離子體反應爐，其特征在于在爐體的氣體出口外側(cè)再連接有一持續(xù)反應室。
4.如權(quán)利要求3所述的廢物處置等離子體反應爐，其特征在于所述持續(xù)反應室還設有一持續(xù)反應室出口，所述持續(xù)反應室出口與一急冷裝置相連，急冷裝置再設有一尾氣出口。
5.如權(quán)利要求1所述的廢物處置等離子體反應爐，其特征在于所述石墨引出電極為四個，四個石墨引出電極在爐體底部排列成十字形狀且分別同爐底部的第二電極連接并引出至爐體外部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廢物處置等離子體反應爐，包括爐體、爐蓋。爐體內(nèi)側(cè)設有耐火材料爐襯及隔熱保溫層，爐體的爐膛底部側(cè)面設有熔融體排出口，而爐壁上設有氣體出口；爐蓋中央設有伸入爐內(nèi)的中空石墨電極，中空石墨電極內(nèi)部具有一貫穿整個中空石墨電極的通道，爐體底部還設有與中空石墨電極相對的第二電極及與第二電極相連的石墨引出電極，在中空石墨電極與第二電極之間形成電弧區(qū)域，產(chǎn)生熱等離子體。本發(fā)明將粉碎后的固態(tài)及/或液態(tài)、氣態(tài)廢棄物通過中空的石墨電極內(nèi)部通道直接送入等離子體高溫區(qū)域附近進行處置，能量利用率和處理效率高，反應爐的容積相應減小。尤其適用于垃圾焚燒后的飛灰、粉碎后的電子垃圾、液態(tài)或氣態(tài)有毒危險廢棄物的處理。
文檔編號A62D3/00GK1825042SQ20061006012
公開日2006年8月30日 申請日期2006年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者黃建軍 申請人:黃建軍