CN200991699Y - 利用高温电弧技术处理废弃物的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用高温电弧技术处理废弃物的装置，在电弧发生炉炉体预定位置上安装有2－3个电极(11)，采用交流或直流起弧技术，设置电极驱动器(13)调节电极距离以利于起弧，电弧在电极之间形成，不依赖炉料的导电性能。加料口(10)连接加料系统可连续或间歇加料，可处置各种形态废弃物；尾体排出口连接尾气处理排放系统，可保证有害气体零排放。被处理物料在1200℃－2500℃的温度下彻底热裂解，不会产生二英，并可防止放射性泄漏，尾气产生量仅为燃烧法的5％，处理物容积可减少99.7％，能效可在80％以上，具有投资节省、运行稳定、操作简单等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及处理废弃物的装置，特别是利用高温电弧技术处理废弃物的装置。
背景技术
城市固体废物和危险废物的处理已成为一个主要环保议题。城市固体废物和危险废物不仅成分极其有害，而且其携带的细菌病毒有极强的传染性，必须进行有效的处理。以往采取填埋或用柴油焚烧的方法，但由于在填埋以前需进行有效消毒，处理不当会成为隐患，且液态危险废物不适用填埋方法处置。而柴油焚烧易产生大量有害气体，造成二次污染(如二恶英)，对处理设备要求极高。
利用电弧技术可以解决传统填埋、焚烧法不能解决的问题，做到有害气体零排放，如中国专利ZL89105527.4中披露了采用水蒸汽等离子和直流等离子技术，但是该反应仅在陶瓷管内进行，反应空间小，还要求能处理固态废物颗粒在300微米，这给工业化带来困难。
又如中国专利ZL93103682.8中采用惰性等离子气体和直流等离子技术，反应在行程管内进行，但是反应空间小，还要求能处理固态废物颗粒在100微米，反应出口喷管还要通入氧气以燃烧产生的碳，工业化实现也是非常困难的。
又如美国专利US5280757中用电弧等离子气化城市固体废物，以及美国专利US4644877和美国专利US4431612中用电弧等离子体破坏多氯联苯(PCB)等，但是上述专利不能保证足够的反应时间，而且由于都是直流下使用，电极寿命短，在处理冷的、非导电物料时带来困难。虽然中国专利ZL96192788.7中采用在直流电弧发生炉旁增加交流电源的焦耳加热熔融室作为公用熔池，以熔池作为电极间导电线路，但需两套装置给实际应用造成麻烦。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种利用高温电弧技术处理废弃物的装置，电弧可在电极间自动产生，从而不需要在电弧发生炉旁再增加交流电源的焦耳加热熔融室作为公用熔池。
为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种利用高温电弧技术处理废弃物的装置，在电弧发生炉炉体上设置有加料口、尾气排出口、熔渣排出口，在炉体预定位置上设置有用于产生电弧的2-3个电极。
作为本实用新型的一种优选结构，是在电极上设置电极驱动器，用于调节电极在炉体内的长度以利于起弧，电极通入交流或直流电源。
在优选实施方式中，炉体上的加料口连接加料系统，可保证炉体系统整体密封，并按照被处理废弃物形态的不同采用不同的加料系统，可连续或间歇加料；炉体上的尾体排出口连接尾气处理排放系统，经尾气急骤冷却，可进行可燃气收集或可燃气燃烧。
采用本实用新型的装置，电极接通交流或直流电源后，调节电极上的电极驱动器，在两电极之间自动起弧，不依赖炉内被处理物料的导电特性；被处理物料在炉内电弧产生工作温度1200℃-2500℃下彻底裂解，使有机物在炉内快速完全裂解为无害单质，无机物可熔炼成玻璃体和单质金属，且能破坏石棉的有害纤维结构彻底做到无害化，并能彻底消灭细菌和病害，不会产生二恶英等有害物质，对人体及环境不造成污染。
本实用新型装置比传统固体废物处理系统体积小、流程短。对于不同种形态的物料，加料口连接不同的加料系统，可处理液态、固态、半固态、气态，可以连续上料，对物料没有特殊要求；尾气排放口连接尾气处理系统，可作到无害化排放，不污染环境，并可得到氢气、一氧化碳等可燃气体，尾气冷却的热能和可燃气的热能可利用热水或发电，产生尾气量仅为燃烧法的5％，处理物容积可减少99.7％，能效可在80％以上，具有投资省、成本低等特点。
附图说明
图1为本实用新型利用高温电弧技术处理废弃物的装置示意图。
图2为利用本实用新型处理废弃物的工艺流程图。
具体实施方式
图1所示为利用高温电弧技术处理废弃物的装置，主要包括电弧发生炉炉体1、炉体上的尾气排出口2、保护气体入口3、废料容器4、熔渣排出口5、封口装置6、熔渣7、保温材料8、测温器9、加料口10、电极11、工作气体入口12、电极驱动器13、冷却水入口14、冷却水出口15和电源16。
炉体1采用优质耐火材料，外壁为钢制外壳，内壁为优质保温材料8；炉体内壁和外壁之间具有供冷却液体流动的空间，冷却液体可以是水；炉体内底部设置有废料容器4，废料容器4用于收集被处理废弃物经高温电弧分解后的熔渣7；在炉体1顶部设置有测温器9、工作气体入口12和尾体排出口2。工作气体经高压气瓶通入炉内；工作气体可选用非氧化气体(如氢、氮和惰性气体等)使被处理物料高温裂解；也可选用氧化型气体(如氧气和空气等)或半氧化气体(如甲醇等)使被处理物料生成氧化物。
各种形态的废弃物由加料口10进入密封炉内，在电弧产生的高温下彻底裂解(炉内工作温度可达1200-2500℃，由测温器9测量)，废料容器4与安装电极11的炉内空间相连通，熔渣7落入废料容器4内，裂解尾气由尾气排出口2排出，尾气排出口2可以连接到冷却净化装置上，对尾气进行处理，处理后根据需要可以直接排放；在炉体下部设置冷却水入口14，炉体上部设置冷却水出口15，冷却水流经炉体内壁和外壁之间的空间以对炉体壁进行冷却。
电极11采用非金属或金属制作，可选用石墨电极或耐高温的合金电极，根据要求电源16既可输入工频或高频的交流电又能使用直流电。其中电极11可以为2-3个，安装在炉体1预定位置上，电极11与炉体1的向上轴心线夹角为0-150度之间，电极驱动器13用于调节电极间的距离，以利于电极11起弧。当通入的工作气体为氧化或半氧化气体，电极11选用金属电极时，可根据需要由保护气体入口3通入惰性或还原性气体对电极进行保护，其中保护气体入口设置在电极11的周围。
该处理装置系统密封，按物料形态的不同，加料口可以分别连接不同的加料系统，包括输料系统、液压系统、气流系统、液流系统、可连续或间歇加料，可保证稳定供料的特性。尾气排出口2连接尾气处理排放系统，包括尾气急冷系统和尾气净化系统，还可以包括可燃气收集系统或可燃气(主要是氢气)燃烧系统，可保证系统在微负压(-98Pa)进行。
对于焚烧法不适宜处理的废轮胎、废塑料、动物尸体、医院废物、石棉废料、废电池、废电子线路板、废显示屏等各类废弃物，均可采用本装置处理。如处理有机危险废物，可采用非金属电极，利用三相交流或直流电弧发生技术，连续进料、间歇出渣工艺，采用氢气作为等离子气体，可使有机物快速完全裂解为碳、氢等无害单质。无机物可熔炼金属矿或气态金属再凝聚收集，石棉将改变成非纤维化的无害炉渣，硅酸盐变成无害玻璃状结构，核废料可被封闭在玻璃体内，防止放射性物质泄露。
图2为利用高温电弧技术处理废弃物装置的工业流程图。
当各种形态的被处理物料通过封闭加料装置间歇或连续加入电弧发生炉，电极接通电源16后，电极驱动器13调节炉内电极11端部之间的距离，电弧在两电极11之间自动起弧，不依赖炉内被处理物料的导电特性。被处理物料在电弧产生的工作温度1200℃-2500℃下彻底裂解，使有机物在炉内快速完全裂解为无害单质，裂解尾气由尾体排出口2排出进入尾气冷却净化装置(包括急冷脱酸)，排放的气体可以是氢气、一氧化碳、甲烷、二氧化碳及裂解的碳黑即纳米级碳烟等，得到可利用燃气，可燃气燃烧后放空，也可利用高温余热产生热水或发电。无机物在废料容器4内可熔炼成金属层和熔渣层，彻底消灭细菌和病毒，作到无害化；对于自身难以生成玻璃体的含重金属等有害元素的废物，通过添加含硅、钙、钠等金属氧化物及铁，可以生成玻璃体，将有害元素固定在玻璃体内，不会浸出，并能彻底破坏石棉的有害纤维结构，使之成为非纤维化的无害炉渣，由出熔渣排出口5排出。通过熔渣排出口5口部安装的封口装置6，定期排出的金属和熔渣可回收再利用。
本实用新型不局限于图1所示的电弧发生炉炉体结构，例如，炉体可以设计为上下两部分，上炉体和下炉体外壁绝缘密封，炉体内空间相通。此外，本装置还可以设计为移动式或车载式，适用范围广，使用方便。只要在高温电弧分解废弃物的空间内，设置有两个或两个以上的电极且电极上设置有用于调节电极之间距离的电极驱动装置，均落在本实用新型的保护范围之中。
Claims (8)
1、一种利用高温电弧技术处理废弃物的装置，包括电弧发生炉炉体(1)，在该炉体上设置有加料口(10)、尾气排出口(2)和熔渣排出口(5)，其特征在于：在所述炉体(1)预定位置上安装有用于产生电弧的至少两个电极(11)。
2、根据权利要求1所述的利用高温电弧技术处理废弃物的装置，其特征在于：在所述炉体(1)预定位置上安装有三个电极(11)。
3、根据权利要求1或2所述的利用高温电弧技术处理废弃物的装置，其特征在于：在所述电极(11)上设置有用于调节电极间距离的电极驱动器(13)。
4、根据权利要求1或2所述的利用高温电弧技术处理废弃物的装置，其特征在于：所述电极(11)与交流或直流电源连接。
5、根据权利要求1所述的利用高温电弧技术处理废弃物的装置，其特征在于：所述的加料口(10)连接加料系统。
6、根据权利要求1所述的利用高温电弧技术处理废弃物的装置，其特征在于：所述的尾气排出口(2)连接尾气处理排放系统。
7、根据权利要求1所述的利用高温电弧技术处理废弃物的装置，其特征在于：所述的熔渣排出口(5)口部安装有封口装置(6)。
8、根据权利要求1所述的利用高温电弧技术处理废弃物的装置，其特征在于：在安装所述电极(11)预定位置附近设置有保护气体入口(14)。
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2006
- 2006-12-08 CN CN200620158793.0U patent/CN200991699Y/zh not_active Expired - Fee Related
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