一种等离子体熔融炉进料装置及熔融炉的制作方法

1.本发明涉及废物处理技术领域，具体涉及一种等离子体熔融炉进料装置及熔融炉。

背景技术：

2.随着工业生产领域技术不断发展，产能不断提高，人们对物质生活的需求也随之提升。因此，由于工业生产发展导致产生的垃圾数量、体积也在不断增加，垃圾减容、无害化处理成为大多数城市不得不面对的棘手问题。目前垃圾减容、无害化处理，主要有填埋和焚烧两种垃圾处理方法。
3.其中填埋处理方式占用大量土地，还会造成新的环境污染，与可持续发展的发展理念有所冲突，因此在大多数城市并不是最适宜的选择。焚烧作为城市生活垃圾减量化、无害化和资源化处理的有效手段，在我国得到越来越广泛的应用。但是现有垃圾焚烧技术及工艺流程自身也存在极难解决的环保问题，对环境、居民身体健康造成危害。例如，烟气、飞灰中存在有害重金属和二噁英，为危险废弃物，无法循环利用；电子产品加快更新换代产生的大量电子产品垃圾，和在当前防疫形势下产生大量的医疗垃圾，其中还有不小比例的难熔废物、危险废物，用常规的焚烧手段很难完全做到无害化处理。
4.等离子体处理危险废物技术的应用可以对上述问题进行有效的优化，等离子体熔融炉内温度高达1800℃，在该温度条件下，二噁英等有害气体也可以通过热解的方式被处理，不会排放到大气中造成环境污染；同时，更高的处理温度更有利于废物的减容和无害化处理，等离子体高温熔融产生的残渣量更少，对环境危害进一步降低；另外，作为热源的等离子体炬采用氮气或压缩空气作为工作气体，较之采用化石燃料的传统焚烧方式，产生的温室气体量大大降低，更有利于环境保护。
5.由于等离子体高温熔融技术具有上述优点，等离子体高温熔融工艺更适宜应用在危险废物、难熔废物以及放射性废物等非常规垃圾废物的减容处理方面。但在该类非常规废物的处理工艺中，有害成分不得暴露在大气环境中是一项基本要求，这就要求等离子体熔融炉配套的进料装置保证炉膛内部与大气环境进行有效隔离。

技术实现要素：

6.针对现有等离子体熔融炉处理危险物和放射性废物时，需要保证炉膛内部与大气环境进行有效隔离的技术问题；本发明提供了一种等离子体熔融炉进料装置及熔融炉，在进料口设置有两端可开闭的暂存室，且暂存室能够处于负压状态，可保证熔融炉体内高温熔融产生的烟气、危险废物高温熔融产生的有害气体与外界大气完全隔离，有效保证了废物处理现场的环境安全和运维人员的人身安全，提高了等离子体高温熔融工艺的安全性和可靠性。
7.本发明通过下述技术方案实现：
8.第一方面，本发明提供了一种等离子体熔融炉进料装置，包括：进料斗，用于投放
废物料包；暂存室，位于所述进料斗下方，用于暂存从所述进料斗输出的单个废物料包；抽气阀，进气端与所述暂存室内腔连通，出气端用于连接负压源；第一进料阀，用于控制所述进料斗的出料端与所述暂存室的进料端间的通断；进料通道，一端与所述暂存室下方，用于接收从所述进料斗输出的废物料包，另一端用于与熔融炉的炉腔相连；第二进料阀，用于控制所述暂存室的出料端与所述进料通道的进料端间的通断。
9.本发明提供的等离子体熔融炉进料装置，在进料斗和进料通道直接设置有暂存室、在暂存室与进料斗之间设置有第一进料阀、在暂存室与进料通道之间设置有第二进料阀，同时暂存室适配有抽气阀，使用时，将经过预处理的废物以废物料的形式传送至进料斗，在对暂存室抽负压处理后开启第一进料阀、保持第二进料阀处于关闭的状态，废物料包在重力作用下进入暂存室，然后关闭第一进料阀、开启第二进料阀，废物料包进入进料通道并经进料通道进入到等离子体熔融炉的炉腔内，并开启抽气阀、关闭第二进料阀，使暂存室恢复负压状态，废物料包在熔融炉中发生高温熔融反应，完成等离子体熔融处理工艺的进料过程。
10.因此，在废物料包进入到等离子体熔融炉内的过程中，保证同一时刻仅开启一道进料阀，使得熔融炉始终与外界断开连接，而暂存室在未进料时处于负压状态，进而有效保证了熔融炉体内高温熔融产生的烟气、危险废物高温熔融产生的有害气体与外界大气完全隔离，不会对废物处理现场的环境安全和运维人员的人身安全造成危害，提高了等离子体高温熔融工艺的安全性和可靠性。
11.在一可选的实施例中，所述进料通道包括依次相连的水平段和倾斜段；所述水平段内腔与所述暂存室出料端相连，所述水平段远离所述倾斜段的一端适配有推料器，所述推料器用于将所述水平段内的废物料包推入所述倾斜段；所述倾斜段由与所述水平段相连的一端向下倾斜设置。
12.废物料包进入进料通道后，先落入水平段，通过水平段适配的推料器将其推入倾斜段，在重力的作用下沿倾斜段滑入熔融炉，一方面便于将进料装置布置在熔融炉的侧壁，另一方面，可通过水平段减小废物料包的势能，并且废物料包沿倾斜段下滑，能够降低废物料包进入熔融炉炉腔的动能，避免熔融炉内的熔融液溅入进料通道内。
13.在一可选的实施例中，所述推料器包括推板和直线驱动元件；所述推板位于所述水平段内，且所述推板能够沿所述水平段的长度方向移动；所述直线驱动元件的移动段与所述推板相连，用于驱动所述推板移动，以通过直线驱动元件带动推板推动废物料包沿水平段长发方向移动。
14.在一可选的实施例中，所述直线驱动元件为液压缸或气压缸，以避免直线驱动元件受高温的影响，确保直线驱动元件的可靠性。
15.在一可选的实施例中，所述进料通道为进料管的内腔，所述进料管为双层壳体结构，且双层壳体间的冷却腔能够供冷却液流动，以通过冷却也对进料管进行冷却，避免废物料包粘连管道、结胶等导致管道阻塞的现象。
16.在一可选的实施例中，所述进料管插设置有冷却液进管，所述冷却液进管设置在所述冷却腔内，以便于对冷却液进行引流。
17.在一可选的实施例中，所述冷却液进管由所述倾斜段的上端向下延伸，且所述冷却液进管的出液口正对所述进料管的出口端，由于进料管下端与熔融炉相连温度更高，冷
却液进管由所述倾斜段的上端向下延伸至进料管的出口端，能够对其快速冷却，避免进料管的出口端的温度过高。
18.在一可选的实施例中，还包括物料传输器，所述物料传输器用于将废物料包输送至所述进料斗，以便于自动将废物料包自动输入进料斗。
19.第二方面，本发明提供了一种等离子体熔融炉，包括炉体，于所述炉体进料端安装有上述的等离子体熔融炉进料装置。
20.本发明提供的等离子体熔融炉，于炉体进料端安装有上述的等离子体熔融炉进料装置，使得熔融炉始终与外界断开连接，而暂存室在未进料时处于负压状态，进而有效保证了熔融炉体内高温熔融产生的烟气、危险废物高温熔融产生的有害气体与外界大气完全隔离，不会对废物处理现场的环境安全和运维人员的人身安全造成危害，提高了等离子体高温熔融工艺的安全性和可靠性。
21.在一可选的实施例中，所述抽气阀的出气端与所述炉体的炉腔连通，以使暂存室除进料时以外与炉体内部保持一样的负压环境。
22.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
23.1、本发明提供的等离子体熔融炉进料装置，在进料斗和进料通道直接设置有暂存室、在暂存室与进料斗之间设置有第一进料阀、在暂存室与进料通道之间设置有第二进料阀，同时暂存室适配有抽气阀，使得在废物料包进入到等离子体熔融炉内的过程中，保证同一时刻仅开启一道进料阀，使得熔融炉始终与外界断开连接，而暂存室在未进料时处于负压状态，进而有效保证了熔融炉体内高温熔融产生的烟气、危险废物高温熔融产生的有害气体与外界大气完全隔离，不会对废物处理现场的环境安全和运维人员的人身安全造成危害，提高了等离子体高温熔融工艺的安全性和可靠性。
24.2、本发明提供的等离子体熔融炉，于炉体进料端安装有上述的等离子体熔融炉进料装置，使得熔融炉始终与外界断开连接，而暂存室在未进料时处于负压状态，进而有效保证了熔融炉体内高温熔融产生的烟气、危险废物高温熔融产生的有害气体与外界大气完全隔离，不会对废物处理现场的环境安全和运维人员的人身安全造成危害，提高了等离子体高温熔融工艺的安全性和可靠性。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.在附图中：
27.图1为本发明实施例等离子体熔融炉进料装置的结构示意图；
28.图2为图1的a部放大结构示意图；
29.图3为图1的b部放大结构示意图；
30.图4为图1的c部放大结构示意图；
31.图5为本发明实施例等离子体熔融炉的结构示意图。
32.附图中标记及对应的零部件名称：
33.10-进料斗，20-暂存室，30-抽气阀，40-第一进料阀，50-进料管，51-进料通道，52-水平段，53-倾斜段，54-冷却腔，55-冷却液进管，60-推料器，61-推板，62-直线驱动元件，70-物料传输器，80-炉体。
具体实施方式
34.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.在本技术实施例的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
37.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.实施例1
39.结合图1，本实施例提供了一种等离子体熔融炉进料装置，包括：进料斗10，用于投放废物料包；暂存室20，位于所述进料斗10下方，用于暂存从所述进料斗10输出的单个废物料包；抽气阀30，进气端与所述暂存室20内腔连通，出气端用于连接负压源；第一进料阀40，用于控制所述进料斗10的出料端与所述暂存室20的进料端间的通断；进料通道51，一端与所述暂存室20下方，用于接收从所述进料斗10输出的废物料包，另一端用于与熔融炉的炉腔相连；第二进料阀，用于控制所述暂存室20的出料端与所述进料通道51的进料端间的通断。
40.具体来说，本实施例针对危险废物、难熔废物以及放射性废物等非常规垃圾废物的减容处理，为避有害成分在从进料斗10进料时散发出去，进料斗10与封闭的进料的管道相连。同时，进料斗10的出料端采用碗口型上宽下窄的结构形式，以确保保证废物料包能够顺利到达第一进料阀40的位置。
41.在本实施例中，进料斗10的上端封闭，侧壁与封闭的送料管道相连，同时送料管道内适配有物料传输器70。即，本实施例还包括物料传输器70，所述物料传输器70用于将废物料包输送至所述进料斗10，以便于自动将废物料包自动输入进料斗10。对于物料传输器70，可以采用斜坡式传送皮带或垂直式翻斗装置等。
42.可以理解的是，危险废物、难熔废物以及放射性废物等非常规垃圾废物，通常预处理成球形或立方体的形状，暂存室20的最小口径应当大于所处理废物料包的最大直径或对角线最大尺寸，且需暂存室20每次进料不超过一包，避免多个废物料包进入暂存室20或进料管50道造成进料装置堵塞。
43.对于第一进料阀40、第二进料阀和抽气阀30与暂存室20的连接采用标准法兰连接，且各连接处均设置有密封槽和耐高的温密封胶圈，保证暂存室20与外界有效隔离和顺利达到负压环境。
44.再次结合图1，所述进料通道51包括依次相连的水平段52和倾斜段53；所述水平段52内腔与所述暂存室20出料端相连，所述水平段52远离所述倾斜段53的一端适配有推料器60，所述推料器60用于将所述水平段52内的废物料包推入所述倾斜段53；所述倾斜段53由与所述水平段52相连的一端向下倾斜设置。
45.从而使得废物料包进入进料通道51后，先落入水平段52，通过水平段52适配的推料器60将其推入倾斜段53，在重力的作用下沿倾斜段53滑入熔融炉，一方面便于将进料装置布置在熔融炉的侧壁，另一方面，可通过水平段52减小废物料包的势能，并且废物料包沿倾斜段53下滑，能够降低废物料包进入熔融炉炉腔的动能，避免熔融炉内的熔融液溅入进料通道51内。
46.结合图2，所述推料器60包括推板61和直线驱动元件62；所述推板61位于所述水平段52内，且所述推板61能够沿所述水平段52的长度方向移动；所述直线驱动元件62的移动段与所述推板61相连，用于驱动所述推板61移动，以通过直线驱动元件62带动推板61推动废物料包沿水平段52长发方向移动。
47.优选的，所述直线驱动元件62为液压缸或气压缸，以避免直线驱动元件62受高温的影响，确保直线驱动元件62的可靠性。
48.结合图3，所述进料通道51为进料管50的内腔，所述进料管50为双层壳体结构，且双层壳体间的冷却腔54能够供冷却液流动，以通过冷却也对进料管50进行冷却，避免废物料包粘连管道、结胶等导致管道阻塞的现象，确保进料装置的可靠性。
49.其中，所述进料管50插设置有冷却液进管55，所述冷却液进管55设置在所述冷却腔54内，以便于对冷却液进行引流。
50.结合图4，所述冷却液进管55由所述倾斜段53的上端向下延伸，且所述冷却液进管55的出液口正对所述进料管50的出口端，由于进料管50下端与熔融炉相连温度更高，冷却液进管55由所述倾斜段53的上端向下延伸至进料管50的出口端，能够对其快速冷却，避免进料管50的出口端的温度过高。
51.本实施例提供的等离子体熔融炉进料装置，使用时，将经过预处理的废物以废物料的形式传送至进料斗10，在对暂存室20抽负压处理后开启第一进料阀40、保持第二进料阀处于关闭的状态，废物料包在重力作用下进入暂存室20，然后关闭第一进料阀40、开启第二进料阀，废物料包进入进料通道51并经进料通道51进入到等离子体熔融炉的炉腔内，并开启抽气阀30、关闭第二进料阀，使暂存室20恢复负压状态，废物料包在熔融炉中发生高温熔融反应，完成等离子体熔融处理工艺的进料过程。
52.因此，在废物料包进入到等离子体熔融炉内的过程中，保证同一时刻仅开启一道进料阀，使得熔融炉始终与外界断开连接，而暂存室20在未进料时处于负压状态，进而有效
保证了熔融炉体80内高温熔融产生的烟气、危险废物高温熔融产生的有害气体与外界大气完全隔离，不会对废物处理现场的环境安全和运维人员的人身安全造成危害，提高了等离子体高温熔融工艺的安全性和可靠性。
53.实施例2
54.结合图5，本实施例提供了一种等离子体熔融炉，包括炉体80，于所述炉体80进料端安装有实施例1所记载的等离子体熔融炉进料装置。
55.可以理解的是，于炉体80进料端安装有上述的等离子体熔融炉进料装置，使得熔融炉始终与外界断开连接，而暂存室20在未进料时处于负压状态，进而有效保证了熔融炉体80内高温熔融产生的烟气、危险废物高温熔融产生的有害气体与外界大气完全隔离，不会对废物处理现场的环境安全和运维人员的人身安全造成危害，提高了等离子体高温熔融工艺的安全性和可靠性。
56.其中，所述抽气阀30的出气端与所述炉体80的炉腔连通，以使暂存室20除进料时以外与炉体80内部保持一样的负压环境。也不需要适配额外的负压抽吸设备，降低设备的制作成本，并提高等离子体熔融炉运行的可靠性。
57.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种等离子体熔融炉进料装置，其特征在于，包括：进料斗(10)，用于投放废物料包；暂存室(20)，位于所述进料斗(10)下方，用于暂存从所述进料斗(10)输出的单个废物料包；抽气阀(30)，进气端与所述暂存室(20)内腔连通，出气端用于连接负压源；第一进料阀(40)，用于控制所述进料斗(10)的出料端与所述暂存室(20)的进料端间的通断；进料通道(51)，一端与所述暂存室(20)下方，用于接收从所述进料斗(10)输出的废物料包，另一端用于与熔融炉的炉腔相连；第二进料阀，用于控制所述暂存室(20)的出料端与所述进料通道(51)的进料端间的通断。2.根据权利要求1所述的等离子体熔融炉进料装置，其特征在于，所述进料通道(51)包括依次相连的水平段(52)和倾斜段(53)；所述水平段(52)内腔与所述暂存室(20)出料端相连，所述水平段(52)远离所述倾斜段(53)的一端适配有推料器(60)，所述推料器(60)用于将所述水平段(52)内的废物料包推入所述倾斜段(53)；所述倾斜段(53)由与所述水平段(52)相连的一端向下倾斜设置。3.根据权利要求2所述的等离子体熔融炉进料装置，其特征在于，所述推料器(60)包括推板(61)和直线驱动元件(62)；所述推板(61)位于所述水平段(52)内，且所述推板(61)能够沿所述水平段(52)的长度方向移动；所述直线驱动元件(62)的移动段与所述推板(61)相连，用于驱动所述推板(61)移动。4.根据权利要求3所述的等离子体熔融炉进料装置，其特征在于，所述直线驱动元件(62)为液压缸或气压缸。5.根据权利要求2所述的等离子体熔融炉进料装置，其特征在于，所述进料通道(51)为进料管(50)的内腔，所述进料管(50)为双层壳体结构，且双层壳体间的冷却腔(54)能够供冷却液流动。6.根据权利要求5所述的等离子体熔融炉进料装置，其特征在于，所述进料管(50)插设置有冷却液进管(55)，所述冷却液进管(55)设置在所述冷却腔(54)内。7.根据权利要求6所述的等离子体熔融炉进料装置，其特征在于，所述冷却液进管(55)由所述倾斜段(53)的上端向下延伸，且所述冷却液进管(55)的出液口正对所述进料管(50)的出口端。8.根据权利要求1所述的等离子体熔融炉进料装置，其特征在于，还包括物料传输器(70)，所述物料传输器(70)用于将废物料包输送至所述进料斗(10)。9.一种等离子体熔融炉，包括炉体(80)，其特征在于，于所述炉体(80)进料端安装有权利要求1～8中任意一项所述的等离子体熔融炉进料装置。10.根据权利要求9所述的等离子体熔融炉，其特征在于，所述抽气阀(30)的出气端与所述炉体(80)的炉腔连通。

技术总结

本发明公开了一种等离子体熔融炉进料装置及熔融炉，涉及放射性废物处理技术领域；出料装置，包括：进料斗；暂存室，位于进料斗下方，用于暂存从进料斗输出的单个废物料包；抽气阀，进气端与暂存室内腔连通；第一进料阀，用于控制所述进料斗的出料端与所述暂存室的进料端间的通断；进料通道，一端与所述暂存室下方，另一端用于与熔融炉的炉腔相连；第二进料阀，用于控制所述暂存室的出料端与所述进料通道的进料端间的通断，有效保证了熔融炉体内高温熔融产生的烟气、危险废物高温熔融产生的有害气体与外界大气完全隔离，不会对废物处理现场的环境安全和运维人员的人身安全造成危害。熔融炉在炉体进料端安装有前述的等离子体熔融炉进料装置。炉进料装置。炉进料装置。