[发明专利]一种用于废弃物熔融的新型双电极直流电弧系统

说明书

本发明公开一种用于废弃物熔融的新型双电极直流电弧系统；解决的技术问题：针对背景技术中提及的现有双电极电弧技术存在的技术不足。采用的技术方案：一种用于废弃物熔融的新型双电极直流电弧系统，包括熔融炉，设置飞灰进料口和排渣口的熔融炉体，竖直插入到炉体内的双电极且竖直插入炉体的双电极的间距大于熔池高度两倍以上，两只电极的分别接在直流电源的阴极和阳极上，一一对应于双电极用来调节双电极相对于熔池表面的高度的两个升降系统，在炉体的底部设置炉底导电件，炉底导电件的电导率高于熔融废弃物两个量级以上。优点：本用于废弃物熔融的新型双电极直流电弧系统，改善了熔池内的电流分布，能更加有效的实现对飞灰熔池的熔融。

技术领域

本发明涉及一种用于废弃物熔融的新型双电极直流电弧系统。

背景技术

直流电弧熔融技术是目前比较常用的废弃物熔融炉方式。现有的单电极直流电弧(以下统称为单电极电弧)继承自直流炼钢炉技术，存在炉底电极难以维护、单电极对熔池熔融能力不足等问题。双电极直流电弧(以下统称为双电极电弧)熔融技术，如日立造船的JPH08240306和JP2003336826，以及Tetronics公司的US2010/0078409等专利，无需炉底电极，且在引弧、熔融等方面具有更好的工艺灵活性。另外，TAKUMA公司的JPH09243267A论述了使用双电极系统防止排渣口冷却的技术，也可以视为双电极电弧技术的一个变种。总的来说，双电极直流电弧技术拥有相较单电极电弧技术更优越的技术能力，正在逐渐得到更多的应用。

图1是现有双极电弧系统熔融飞灰的结构示意图。图1中，电源15的阳极连接电极11b，电流从电极11b端部流出，经阳极电弧弧柱14b进入熔池，经路径11、12、13所示线路，流经熔池16表面17附近几个厘米的薄层，再流至阴极电弧弧柱14a，进入电极11a端部，最终回到电源15的阴极。飞灰从进料方向投入熔池，经充分熔融后，从排渣方向溢流离开熔融炉1。注意，图中只显示了一种可能的构型，电极11a也可为正极，电极11b为负极，电流经与上述描述相反的路径流通。

双电极电弧技术，依靠电弧传热和电流流经熔池表面的焦耳热对飞灰熔池16加热。实验证明，熔池的焦耳热是飞灰熔融的主要热源。现有双电极系统中，焦耳热集中分布在两极附近的熔池表面，难以对熔池边缘(包括飞灰进料区域)和接近炉底位置等区域有效加热。这不利于提高和优化飞灰的熔融速率，进而影响熔融炉的处理能力和能耗。

该问题来源于没有充分考虑作为溶融物的飞灰与钢水的物性差别。物性差别带给双电极电弧系统的问题有：

1、熔池的焦耳热，主要分布在熔池表层几个厘米深度。由于飞灰的流动性和导热率较低，很难依靠熔池自身的传导热将热源热量输送至远离电弧的区域和接近炉底的位置；

2、熔池电流在熔池表面附近集中分布。依靠弧电流和电极位置(通过升降装置12a和12b)等参数做调整，将导致整个熔池的阻抗、电流分布和温度分布的变化，很难精确调整熔池局部的受热和温度。

3、同2，由于电流横向(平行于熔池表面)集中分布，电磁搅拌作用(图1种用半圆箭头标识)不明显，对熔池的搅拌不充分。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对背景技术中提及的现有双电极电弧技术存在的技术不足。

本发明的设计思想是，为解决上述问题，提出了一种用于废弃物熔融的新型双电极直流电弧系统；该技术针对上述不足，改善了熔池内的电流分布，能更加有效的实现对飞灰熔池的熔融。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：