一種等離子體焚燒垃圾設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種等離子體焚燒垃圾設(shè)備，所述等離子體焚燒垃圾設(shè)備包括：電源系統(tǒng)、電弧加熱器、工作系統(tǒng)及PLC控制系統(tǒng)，在工作過程中可以使焚燒溫度達到850℃-950℃，能有效將生活垃圾中各種細菌充分殺死，并將其中有毒有害成份經(jīng)高溫分解成為無毒無害的物質(zhì)，可以減少廢棄物污染，保護環(huán)境，具有良好的社會效益，符合新能源、環(huán)保、零碳排放以及可持續(xù)發(fā)展的政策。本實用新型提供的等離子體焚燒垃圾設(shè)備具有操作方便、熱效率高、工作穩(wěn)定的優(yōu)點。
【專利說明】一種等離子體焚燒垃圾設(shè)備
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本實用新型屬于廢棄物處理領(lǐng)域，具體涉及一種等離子體焚燒垃圾設(shè)備。
【【背景技術(shù)】】
[0002]目前，工業(yè)和特種行業(yè)的危險垃圾及塑料制品垃圾日益增多，而且此類垃圾是垃圾中最難處理的。我國針對生活垃圾及危險垃圾及塑料制品垃圾的處理方式主要是填埋和焚燒，填埋不僅侵占大量土地，而且會造成地下水的污染。焚燒法雖然減容比高，并能回收能量，但卻因焚燒過程中產(chǎn)生二惡英造成環(huán)境的污染，從而遭到公眾強烈反對，急需發(fā)展新一代的綠色環(huán)保、節(jié)能降耗的替代焚燒技術(shù)。
[0003]等離子體是物質(zhì)第四態(tài)，具有許多異于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，如溫度和能量密度都很高、可導(dǎo)電和發(fā)光、化學(xué)性質(zhì)活潑并能加強化學(xué)反應(yīng)等，環(huán)保性能優(yōu)良。通過電弧放電產(chǎn)生高達7000°C的等離子體，將垃圾加熱至很高的溫度，從而迅速有效地摧毀廢物。可燃的有機成分充分裂解氣化，轉(zhuǎn)化成可燃性氣體，可以用于能源回收，一般稱為“合成氣”(主要成分是C(HH2)。不可燃的無機成分經(jīng)等離子體高溫處理后成為無害的渣體。采用等離子體處理垃圾是目前減容效果最顯著、無害化最徹底、資源化程度最高的綠色環(huán)保技術(shù)。與焚燒法相比，等離子體技術(shù)最突出的優(yōu)點有:
[0004](I)處理溫度高:有害物質(zhì)摧毀更徹底，二惡英前驅(qū)體被徹底破壞分解；
[0005](2)可采用還原性氣氛或部分氧化性氣氛，采用電能作為外加熱源，二次污染物排放比焚燒低2-3個數(shù)量級，裂解底渣是無害的；
[0006](3)合成氣流量約為焚燒煙氣量的5-10%，易于凈化，后處理設(shè)備尺寸減小，節(jié)約了投資成本；
[0007](4)能源回收效率高，將篩上物制成合成氣，后續(xù)利用氣體發(fā)動機發(fā)電，發(fā)電效率可高達39%，而焚燒法采用蒸汽輪機，發(fā)電效率很難超過22% ；
[0008](5)整套設(shè)備緊湊，占地小，經(jīng)濟效益好。
[0009]鑒于等離子體技術(shù)的種種優(yōu)點，等離子體系在垃圾焚燒領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)有的等離子垃圾焚燒設(shè)備中，一般選用交流電弧加熱器或直流電弧加熱器，若選用交流電弧加熱器，雖然電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、投資小，但存在固有缺陷，熱效率低；若采用直流電弧加熱器，可以提供恒定方向的電壓、電流，并做到氣流與電弧的長時間接觸，出口氣流焓值較高，但缺點是需增加變流裝置，投資大，控制復(fù)雜；這就造成了垃圾焚燒過程中焚燒設(shè)備工作不穩(wěn)定。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0010]本實用新型針對上述問題，提供一種具有操作方便、熱效率高、工作穩(wěn)定的等離子體焚燒垃圾設(shè)備。
[0011]本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本實用新型提供一種等離子體焚燒垃圾設(shè)備，包括:
[0012]電源系統(tǒng)；
[0013]與電源系統(tǒng)連接的電弧加熱器，所述電弧加熱器連接有為其提供等離子電弧介質(zhì)的壓縮空氣系統(tǒng)；
[0014]與電弧加熱器的輸出端連接的工作系統(tǒng)；
[0015]以及PLC控制系統(tǒng)，其用于控制電源系統(tǒng)、電弧加熱器以及工作系統(tǒng)；
[0016]所述電源系統(tǒng)包括:直流裝置以及電抗器，所述直流裝置的輸出端分別與電弧加熱器的正負極連接，所述電抗器連接在直流裝置的一個輸出端與電弧加熱器的正極之間；
[0017]所述工作系統(tǒng)包括:鍋爐爐膛、一次風(fēng)系統(tǒng)、等離子燃燒器；
[0018]所述鍋爐爐膛內(nèi)設(shè)有圖像火檢系統(tǒng)以及給粉機，所述一次風(fēng)系統(tǒng)及給粉機分別與等離子燃燒器連接，所述等離子燃燒器與電弧加熱器連接，所述圖像火檢系統(tǒng)、給粉機、一次風(fēng)系統(tǒng)分別與PLC控制系統(tǒng)連接；
[0019]所述一次風(fēng)系統(tǒng)中設(shè)有風(fēng)速測量系統(tǒng)，所述等離子燃燒器外壁設(shè)有燃燒器壁監(jiān)視器，所述風(fēng)速測量系統(tǒng)、燃燒器壁監(jiān)視器分別與PLC控制系統(tǒng)連接。
[0020]特別的，還包括:用于冷卻電弧加熱器的冷卻水系統(tǒng)。
[0021]特別的，所述電源系統(tǒng)還包括三相變壓器、熔斷器、第一壓敏電阻、第二壓敏電阻、第三壓敏電阻；
[0022]所述熔斷器的三個輸入端分別與三相變壓器的輸出端連接，所述第一壓敏電阻連接于熔斷器的一相與二相之間，所述第二壓敏電阻連接于熔斷器的一相與三相之間，所述第三壓敏電阻連接于熔斷器的二相與三相之間，所述熔斷器一相、二相、三相的輸出端與直流裝置的輸入端連接。
[0023]特別的，所述電源系統(tǒng)還包括第四壓敏電阻，所述第四壓敏電阻的兩端與電抗器的兩端并聯(lián)。
[0024]特別的，所述等離子燃燒器連接有二次風(fēng)系統(tǒng)。
[0025]特別的，所述電抗器采用直流平波電抗器。
[0026]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的一種等離子體焚燒垃圾設(shè)備，可以使焚燒溫度達到850°C -950°C，能有效將生活垃圾中各種細菌充分殺死，并將其中有毒有害成份經(jīng)高溫分解成為無毒無害的物質(zhì)，可以減少廢棄物污染，保護環(huán)境，具有良好的社會效益，符合新能源、環(huán)保、零碳排放以及可持續(xù)發(fā)展的政策。本實用新型提供的等離子體焚燒垃圾設(shè)備具有操作方便、熱效率高、工作穩(wěn)定的優(yōu)點。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0027]圖1為本實用新型一種等離子體焚燒垃圾設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本實用新型一種等離子體焚燒垃圾設(shè)備中所述等離子電源的電路圖。
【【具體實施方式】】
[0029]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進一步詳細說明。
[0030]請參閱圖1至圖2，本實用新型提供的一種等離子體焚燒垃圾設(shè)備，包括:
[0031]電源系統(tǒng)1，其用于為焚燒垃圾設(shè)備提供直流可調(diào)電源；
[0032]與電源系統(tǒng)I連接的電弧加熱器2，所述電弧加熱器2連接有為其提供等離子電弧介質(zhì)的壓縮空氣系統(tǒng)21 ；
[0033]與電弧加熱器2的輸出端連接的工作系統(tǒng)3，其用于將電弧加熱器2提供的能量轉(zhuǎn)化為垃圾焚燒用的熱能；
[0034]以及PLC控制系統(tǒng)4，其用于控制電源系統(tǒng)1、電弧加熱器2以及工作系統(tǒng)3 ；
[0035]所述電源系統(tǒng)I包括:直流裝置14以及用于抑制輸出電流波動的電抗器16，所述直流裝置14的輸出端分別與電弧加熱器2的正負極連接，所述電抗器16連接在直流裝置14的一個輸出端與電弧加熱器2的正極之間，本實用新型所述直流裝置14采用西門子直流裝置6RA70，為了提高直流裝置14的整流效率，保證了電源系統(tǒng)長期工作的可靠性，該直流裝置14中的晶閘管15采用三相全控橋式晶閘管，所述直流裝置14外設(shè)有用于冷卻直流裝置14的冷卻風(fēng)機，本實用新型所述電源系統(tǒng)I優(yōu)選但不限于采用三相380V電壓供電，所述直流裝置14中電子板優(yōu)選但不限于采用直流220V電壓供電，冷卻風(fēng)機優(yōu)選但不限于采用直流380V電壓供電；
[0036]所述工作系統(tǒng)3包括:鍋爐爐膛60、一次風(fēng)系統(tǒng)40、等離子燃燒器30 ；
[0037]為了便于觀察爐膛燃燒情況，所述鍋爐爐膛60內(nèi)設(shè)有圖像火檢系統(tǒng)61，該圖像火檢系統(tǒng)61外層加裝隔熱機構(gòu)，有效的阻斷了二次風(fēng)的傳導(dǎo)熱及爐膛輻射熱，并且所述鍋爐爐膛60內(nèi)設(shè)有給粉機62，所述一次風(fēng)系統(tǒng)40及給粉機62分別與等離子燃燒器30連接，所述等離子燃燒器30與電弧加熱器2連接，所述圖像火檢系統(tǒng)61、給粉機62、一次風(fēng)系統(tǒng)40分別與PLC控制系統(tǒng)4連接；
[0038]所述一次風(fēng)系統(tǒng)40中設(shè)有風(fēng)速測量系統(tǒng)41，為了確保等離子燃燒器30的安全運行，所述等離子燃燒器30外壁設(shè)有燃燒器壁監(jiān)視器31，本實用新型所述燃燒器壁監(jiān)視器31優(yōu)選但不限于熱電偶，所述風(fēng)速測量系統(tǒng)41、燃燒器壁監(jiān)視器31分別與PLC控制系統(tǒng)4連接。
[0039]特別的，還包括:用于冷卻電弧加熱器2的冷卻水系統(tǒng)22。
[0040]特別的，所述電源系統(tǒng)I還包括三相變壓器11、熔斷器12、第一壓敏電阻131、第二壓敏電阻132、第三壓敏電阻133 ；
[0041]所述熔斷器12的三個輸入端分別與三相變壓器11的輸出端連接，所述第一壓敏電阻131連接于熔斷器12的一相與二相之間，所述第二壓敏電阻132連接于熔斷器12的一相與三相之間，所述第三壓敏電阻133連接于熔斷器12的二相與三相之間，所述熔斷器12—相、二相、三相的輸出端與直流裝置14的輸入端連接，通過第一壓敏電阻131、第二壓敏電阻132、第三壓敏電阻133的設(shè)置，抑制了電路中異常過電壓的出現(xiàn)，避免了電路免受過電壓的損害。
[0042]特別的，所述電源系統(tǒng)I還包括用來穩(wěn)定電弧加熱器2的第四壓敏電阻17，所述第四壓敏電阻17的兩端與電抗器16的兩端并聯(lián)。
[0043]特別的，為了避免一次風(fēng)系統(tǒng)在工作中非正常運作，所述等離子燃燒器30連接有二次風(fēng)系統(tǒng)50。
[0044]特別的，為了使電源系統(tǒng)有較強的恒流能力，電抗器需要有足夠的電感量，所述電抗器16采用直流平波電抗器。
[0045]工作原理及工作過程:
[0046]于工作時，電源系統(tǒng)中通入三相380V電壓供電，經(jīng)過直流裝置后，將電流與電壓進行調(diào)節(jié)，之后經(jīng)過電抗器輸出穩(wěn)定的電流與電壓；電弧加熱器對電源系統(tǒng)所提供電流、電壓進行判斷，若電流電壓符合電流加熱器的啟動條件，電弧加熱器發(fā)出信號給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)接收到信號后發(fā)出信號給壓縮空氣系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、電源控制系統(tǒng)、等離子燃燒器，將壓縮空氣系統(tǒng)的空氣壓力調(diào)至0.03MP左右，將冷卻水系統(tǒng)的冷卻水溫度調(diào)至30°C以下對電弧加熱進行冷卻，將等離子燃燒器起弧功率設(shè)為啟動功率，直流裝置將等離子燃燒器啟動電流調(diào)至200A，等離子燃燒器開始工作，等離子燃燒器中的引弧器推進至電弧加熱器電器與其接觸，之后，引弧器后退電弧引燃，出現(xiàn)電弧標志，之后等離子燃燒器發(fā)出信號給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)接收到信號后發(fā)出信號給一次風(fēng)系統(tǒng)及給粉機，將一次風(fēng)系統(tǒng)調(diào)制工作需要，將給粉機至設(shè)備工作需要煤粉的細度，一次風(fēng)系統(tǒng)及給粉機開始工作，點火成功，同時圖像火檢系統(tǒng)對火焰進行檢測，并判斷火焰溫度是否符合垃圾焚燒需要條件，若符合條件，繼續(xù)工作，若不符合條件發(fā)出信號給等離子電弧電源，等離子電弧電源關(guān)閉；若不符合條件，啟弧失敗后，電弧加熱器發(fā)出信號給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)接收到信號后發(fā)出信號給電源系統(tǒng)，電源系統(tǒng)接收到信號后關(guān)閉。
[0047]本實用新型所述焚燒垃圾設(shè)備當一次風(fēng)系統(tǒng)非正常運行時，PLC控制系統(tǒng)發(fā)出信號，手動啟動二次風(fēng)系統(tǒng)，使設(shè)備正常運行。
[0048]需要說明的是，本實用新型所述垃圾焚燒設(shè)備不僅適合于垃圾焚燒，同時適合于任何需要高溫焚燒的物體，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有的這些改進和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種等離子體焚燒垃圾設(shè)備，其特征在于，包括: 電源系統(tǒng)(I); 與電源系統(tǒng)(I)連接的電弧加熱器(2)，所述電弧加熱器(2)連接有為其提供等離子電弧介質(zhì)的壓縮空氣系統(tǒng)(21)； 與電弧加熱器(2)的輸出端連接的工作系統(tǒng)(3)； 以及PLC控制系統(tǒng)(4)，其用于控制電源系統(tǒng)(I)、電弧加熱器(2)以及工作系統(tǒng)(3); 所述電源系統(tǒng)包括:直流裝置(14)以及電抗器(16)，所述直流裝置(14)的輸出端分別與電弧加熱器(2)的正負極連接，所述電抗器(16)連接在直流裝置(14)的一個輸出端與電弧加熱器(2)的正極之間； 所述工作系統(tǒng)(3)包括:鍋爐爐膛(60)、一次風(fēng)系統(tǒng)(40)、等離子燃燒器(30)； 所述鍋爐爐膛(60)內(nèi)設(shè)有圖像火檢系統(tǒng)(61)以及給粉機(62)，所述一次風(fēng)系統(tǒng)(40)及給粉機(62)分別與等離子燃燒器(30)連接，所述等離子燃燒器(30)與電弧加熱器(2)連接，所述圖像火檢系統(tǒng)(61)、給粉機(62)、一次風(fēng)系統(tǒng)(40)分別與PLC控制系統(tǒng)(4)連接; 所述一次風(fēng)系統(tǒng)(40)中設(shè)有風(fēng)速測量系統(tǒng)(41)，所述等離子燃燒器(30)外壁設(shè)有燃燒器壁監(jiān)視器(31)，所述風(fēng)速測量系統(tǒng)(41)、燃燒器壁監(jiān)視器(31)分別與PLC控制系統(tǒng)(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體焚燒垃圾設(shè)備，其特征在于，還包括:用于冷卻電弧加熱器(2)的冷卻水系統(tǒng)(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體焚燒垃圾設(shè)備，其特征在于，所述電源系統(tǒng)(I)還包括三相變壓器(11)、熔斷器(12)、第一壓敏電阻(131)、第二壓敏電阻(132)、第三壓敏電阻(133)； 所述熔斷器(12)的三個輸入端分別與三相變壓器(11)的輸出端連接，所述第一壓敏電阻(131)連接于熔斷器(12)的一相與二相之間，所述第二壓敏電阻(132)連接于熔斷器(12)的一相與三相之間，所述第三壓敏電阻(133)連接于熔斷器(12)的二相與三相之間，所述熔斷器(12) —相、二相、三相的輸出端與直流裝置(14)的輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種等離子體焚燒垃圾設(shè)備，其特征在于，所述電源系統(tǒng)(I)還包括第四壓敏電阻(17)，所述第四壓敏電阻(17)的兩端與電抗器(16)的兩端并聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種等離子體焚燒垃圾設(shè)備，其特征在于，所述等離子燃燒器(30)連接有二次風(fēng)系統(tǒng)(50)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體焚燒垃圾設(shè)備，其特征在于，所述電抗器(16)采用直流平波電抗器。
【文檔編號】F23G5/10GK204176651SQ201420531252
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】肜瑤, 蔣華勤, 鄭晶晶, 尚文文, 李偉, 柴遠波, 陳萬里 申請人:黃河科技學(xué)院