[发明专利]一种等离子熔融炉

说明书

本发明提供一种等离子熔融炉，所述等离子熔融炉包括：炉体；位于所述炉体顶部的阴极加热系统，所述阴极加热系统包括中空石墨电极；和位于所述炉体底部的阳极加热系统。根据本发明的等离子熔融炉，阴极加热系统采用中空石墨作为电极，能够压缩电弧、提高电弧温度、增强燃弧稳定性和弧柱定向性、防止偏弧以及降低电耗和电极消耗；另外，中空石墨作为电极无需水冷，热损失较小，因而电热转换效率较高，降低灰渣处理的运行成本；而且不会有水渗漏到等离子熔融炉中，更加安全。

技术领域

本发明涉及危险废弃物焚烧技术领域，具体而言涉及一种等离子熔融炉，尤其涉及一种用于危险废弃物焚烧灰渣的等离子熔融炉。

背景技术

目前，我国每年危险废弃物产生量已超过4000万吨，将危险废弃物进行焚烧处理，是一种减量效果最明显、无害化最彻底、焚烧热量可以有效利用的处理危险废弃物的方法，因而得到广泛的应用。目前建成的危险废弃物焚烧处置厂，一般以日处理30-100吨为主，则年处理量为1万-3万吨。若日处理为30吨，年处理为1万吨的话，按目前30％的灰渣量计算，将产生3000吨的焚烧灰渣。

灰渣是飞灰和底渣的简称，其中飞灰是垃圾或者危险废弃物焚烧过程中随烟气排出的微小颗粒，其中含有重金属和二噁英等物质，属于危险废弃物；底渣是垃圾或者危险废弃物焚烧过程中所产生的燃尽物料，其中含有重金属，其性质亦属于危险废弃物。因此，危险废弃物焚烧产生的灰渣仍为危险废弃物，目前处置的主要方式是进入危险废弃物填埋场处理，这种处理方式的填埋成本高、并占用大量土地，没有从根本上解决问题。如何实现这类二次污染物的妥善处置已成为危险废弃物焚烧领域亟待解决的问题。熔融固化技术由于可实现比较高的温度、处理彻底，而成为有发展前景的技术。

熔融固化技术对高温和还原气氛的要求较高，目前广泛采用的技术主要包括富氧焦炭技术、电熔融技术和等离子熔融技术等。富氧焦炭技术主要依靠焦炭在富氧环境下产生的高温将飞灰进行熔融，对焦炭的消耗量较高；电熔融技术采用电加热器替代焦炭产生热源，但存在设备侵蚀、加热元件更换复杂的问题；等离子熔融技术主要分为炬技术和弧技术，前者主要依靠等离子火炬产生的高温气体对物料进行加热，后者通过阴阳极间产生的高温电弧对物料进行加热。由于等离子熔融技术具有能量效率高、生产过程清洁、不使用焦炭等优点，目前正受到越来越多的重视。等离子熔融炉是通过等离子电弧产生的高温(中心区可达7000℃)迅速将飞灰和底渣变成熔融状态的反应器，是将飞灰和底渣无害化处理和资源化利用的一种方式和装置。对于等离子熔融炉来说，一方面，目前阴极采用实心石墨电极，电弧温度较低，稳定性差，电极消耗较大，降低了电弧的效率，增加处理成本；另一方面，目前采用的等离子熔融炉技术物料入炉不够均匀，水冷炉壁带走大部分热量，热效率较低。

因此，有必要为危险废弃物焚烧灰渣的处理提供一种新的等离子熔融炉，以解决上述技术问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对目前的不足，本发明提供一种等离子熔融炉，包括：炉体；位于所述炉体顶部的阴极加热系统，所述阴极加热系统包括中空石墨电极；和位于所述炉体底部的阳极加热系统。

进一步，所述中空石墨电极包括棒状电极。

进一步，所述阳极加热系统的阳极包括预留的铁水。

进一步，所述阴极加热系统通过所述中空石墨电极的中空部分与所述炉体内部相连通。

进一步，所述等离子熔融炉还包括位于所述炉体顶部的物料入炉系统。

进一步，所述物料入炉系统的进料口与水平面之间的夹角的范围为30°-60°。

进一步，所述物料入炉系统的进料口的数量不少于一个。