CN101187528A - 一种危险废物热处理箱式试验电炉装置 - Google Patents

一种危险废物热处理箱式试验电炉装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种危险废物热处理箱式试验电炉装置。该装置包括密封加热***、气路***和温控***；密封加热***包括炉体密封外壳、炉膛、硅钼棒加热***、耐高温炉衬和炉门；气路***主要由排气阀、进气阀及流量计和胶管组成；进气阀与流量计连接，流量计通过胶管连接到炉膛内的炉门口处；排气阀通过管道连接到炉膛的炉门口相对端；所述温控***由工业级单片微处理器、变压器及热电偶组成；热电偶设置在炉膛后端，与微处理器连接；微处理器还与变压器连接。本发明采用温度－时间反馈***，实现了工业级单片微处理器自动控制加热***，使加热***处于最佳试验状态，令炉膛保温***内温度上升，迅速达到设定温度，实现对危险废物的密封加热处理。

Description

一种危险废物热处理箱式试验电炉装置
技术领域
本发明涉及一种试验室用电炉装置，具体是一种危险废物热处理箱式试验电炉装置。
背景技术
固体废物的热化学处理，如焚烧、热解，熔融及微波等，就是高温条件下对废物进行分解，使其中的某些剧毒成分毒性降低，实现快速、显著地减容，并对废物的有用成分加以利用。由于该方法有诸多上述提及的优点，因此，目前，利用热化学处理实现对固体废物，特别是危险废物的处理或安全处置，在国内正逐渐引起人们的重视。
固体废物在热化学处理过程中，最终产物可能包括酸性气体(如CO2、HCL及SO2等)、碳烟、CO、未完全燃烧的有机组成、粉尘以及灰渣等物质，甚至还可能产生二垩英、多环碳氢化合物(PHA)和醛类等有毒气体。因此，必须对固体废物热化学处理过程中产生的污染物进行控制和处理。而一般情况下，在实验室条件下，与固体废物，特别是与危险废物相关的多数研究主要是在不尽相同的普通试验电炉上开展的，如马沸炉。由于危险废物本身的特性，普通的试验电炉并不能满足试验室的各种要求，如试验室安全要求。因此，开发一种新型的处理危险废物的试验电炉具有重要意义。
普通试验电炉一般由两大***组成，即加热***、温度控制***。加热***一般采用电阻丝，温控***一般采用热电偶。普通试验电炉具有以下缺点：
(1)开放性：普通试验电炉一般为开放***，在固体废物、特别是危险废物热处理过程中，不能对该过程中产生的有害废气进行收集处理。
(2)温度低：普通试验电炉的额定温度一般均低于或等于1200℃，不能满足高温处理固体废物的要求。固体废物处理研究的主要问题是如何实现固体废物的资源化，而高温处理固体废物实现其资源化又是目前研究的热点，如高温煅烧制水泥、耐火材料等。因此，普通试验电炉不具备高温要求。
(3)温度控制***简单：普通试验电炉的温度控制***一般比较简单，只能满足简单的试验要求，而高温处理固体废物实现其资源化，一般要求复杂的时间-温度处理过程。因此，普通试验电炉不适于复杂条件下处理固体废物。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术存在的缺点，提供一种新型的试验室用电炉装置。本发明采用温度-时间反馈***，实现了工业级单片微处理器自动控制加热***，使加热***处于较佳试验状态，令炉膛保温***内温度上升，迅速达到设定温度，实现对危险废物的密封加热处理。
本发明通过以下技术方案达到发明目的：
一种危险废物热处理箱式试验电炉装置，包括密封加热***、气路***和温控***；密封加热***包括炉体密封外壳、炉膛、硅钼棒加热***、耐高温炉衬和炉门；炉膛前端设有炉门口，炉门口安装有炉门，炉膛设置在耐高温炉衬中，多支硅钼棒组成硅钼棒加热***，通过导线串联设置在炉膛左右两侧的耐高温炉衬中，由炉膛、硅钼棒加热***、耐高温炉衬及炉门组成的电炉主体被炉体密封外壳所密封，形成一个密封加热***；
所述气路***主要由排气阀、进气阀及流量计和胶管组成；进气阀与流量计连接，流量计通过胶管连接到炉膛内的炉门口处；排气阀通过管道连接到炉膛的炉门口相对端；
所述温控***由工业级单片微处理器、变压器及热电偶组成；热电偶设置在炉膛后端，***炉膛内，与微处理器连接；微处理器还与变压器连接。
为进一步实现本发明目的，
所述密封加热***还包括挡火砖，挡火砖位于炉门口内。
所述微处理器为BT109型可编30段时间-温度程序的智能PID控制仪。
所述热电偶为B分度型热电偶。
所述硅钼棒加热***由8支150热端×350冷端×6×40规格的硅钼棒组成，设置在炉膛左右两侧的耐高温炉衬中，每侧各支。
所述炉膛横断面为半圆形，管体由钢玉莫莱石材料制成。
与已有技术相比，本实用新型具有如下优点：
(1)密封性：本装置通过炉体密封外壳和排气阀，实现了对危险废物加热处理过程中产生的废气的收集。炉体密封外壳，可使实验过程中产生的废气被密封在炉体内，而通过排气阀，则可以方便将废气输入到后续烟气处理***，实现废物零排放。
(2)温度高：本发明装置采用硅钼棒***为左右加热元件，采用钢玉莫莱石为炉膛管体材料，采用氧化铝聚轻砖和陶瓷纤维符合材料为炉膛保温材料，即耐高温炉衬可使炉内温度高达1600℃。这既能满足普通试验温度，也能满足高温试验要求。
(3)智能多段式温度-时间控制：本发明装置采用工业级单片微处理器自动控制加热***，实现了对控温***的编程控制，通过控制工业级单片微处理器的人工智能PID调节仪表，可实现30段可编程序(温度-时间控制)，因而具有试验条件精确，每炉次加热条件对等，试验具有可比性等优点。
(4)升温快：本发明装置采用8支硅钼棒***在炉膛左右两侧加热，因此，升温速度比较快，能节省实验时间，炉温从425℃升高至820℃时，所需时间大约90Min，而从425℃升温至900℃时，所需时间大约为180Min。
附图说明
图1为本发明危险废物热处理箱式试验电炉装置的结构示意图；
图2为应用本发明装置的温度-时间关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，需要说明的是本发明要求保护的范围并不局限于实施方式表述的范围。
如图1所示，危险废物热处理箱式试验电炉装置，包括密封加热***、气路***和温控***。密封加热***包括炉体密封外壳13、炉膛12、硅钼棒加热***11、耐高温炉衬8、炉门1及挡火砖2；炉膛12前端设有炉门口，炉门口安装有炉门1，并在炉门口设置挡火砖2，炉膛12设置在耐高温炉衬8中，8支硅钼棒组成硅钼棒加热***11，通过铝质导线串联设置在炉膛12左右两侧的耐高温炉衬8中，每侧各4支；由炉膛12、硅钼棒加热***11、耐高温炉衬8及炉门1组成的电炉主体被炉体密封外壳13所密封，形成一个密封加热***。气路***主要由排气阀10、进气阀6及流量计5和胶管3组成；进气阀6与流量计5连接，流量计5通过胶管3连接到炉膛12内的炉门口处；排气阀10通过管道与炉膛12内相通，具体是通过管道连接到炉膛12的炉门口相对端。温控***由工业级单片微处理器4、变压器7及热电偶9组成；热电偶9设置在炉膛12正后端，***炉膛12内，采用B分度号补偿导线与工业级单片微处理器4连接；工业级单片微处理器4还与变压器7连接。
主要部件及其功能说明：
(1)微处理器4为工业级单片微处理器，具体是BT109型可编30段时间-温度程序的智能PID控制仪，包括程序信号发生器、微伏放大器、PID调节器、可控硅执行元件4部分。微处理器的作用是根据热电偶反馈的信号，对变压器发出接通或断开连接硅钼棒加热***电源的指令。
(2)流量计5为普通玻璃转子流量计，主要用于控制进气流量。
(3)变压器7为2相380V的普通变压器，其作用是，通过微处理器4发出的指令，对硅钼棒加热***11提供电流。配置电源时，按10KW配置导线容量。
(4)热电偶9为B分度型热电偶，其长度为350MM，作用为测温，并向微处理器4反馈的信号。
(5)硅钼棒加热***11由8支150热端×350冷端×6×40(MM)规格的硅钼棒组成，其作用是在变压器7提供电流的作用下对电炉加温。硅钼棒为易损部件，安装时需注意，不能用力过大，防止断损。更换时，需要专门定制。
(6)炉膛12为物质加热区，横断面为半圆形，炉膛12管体材料为钢玉莫莱石，如果用该材料制备炉膛，不能加热对硅酸铝***耐火材料有腐蚀性或发生高温反应的物质，不能处理高温挥发而低温又凝结的物质。
主要技术参数：
额定加热功率：8KW
额定温度：1600℃
控温精度：±1℃
恒温段炉温均匀度：±2℃
具体实施时，根据实验的要求，设置好“温度-时问”控制指令。工业级单片微处理器4的程序信号发生器按照给定的程序方式(升温、恒温、降温或循环)给出毫伏信号。如温控热电耦9的热电势与程序发生器给出的毫伏值有偏差时，说明炉温偏离给定值，此偏差经微伏放大器放大，送入PID调节器，再经可控硅执行元件，向变压器7发出指令，调整电阻炉的加热电流从而使偏差消除，使电炉按给定的“温度-时间”工作，最终达到使炉温按一定的速度上升、下降或恒定的目的。应用本发明的装置具有升温速度比较快的优点，能节省实验时间。经测试，其温度-时间关系曲线如附图2所示。由图可知，炉温从425℃升高至820℃时，所需时间大约90Min，而从425℃升温至900℃时，所需时间大约为180Min。
由于该装置还具有密封性好，温度高，以及功能丰富，操作流畅，简单易学，安装方便等优点，同时，因此，不仅适合实验室处理一般固体废物，更特别适合于处理危险废物。

Claims (6)

1.一种危险废物热处理箱式试验电炉装置，其特征在于包括密封加热***、气路***和温控***；密封加热***包括炉体密封外壳、炉膛、硅钼棒加热***、耐高温炉衬和炉门；炉膛前端设有炉门口，炉门口安装有炉门，炉膛设置在耐高温炉衬中，多支硅钼棒组成硅钼棒加热***，通过导线串联设置在炉膛左右两侧的耐高温炉衬中，由炉膛、硅钼棒加热***、耐高温炉衬及炉门组成的电炉主体被炉体密封外壳所密封，形成一个密封加热***；
所述气路***主要由排气阀、进气阀及流量计和胶管组成；进气阀与流量计连接，流量计通过胶管连接到炉膛内的炉门口处；排气阀通过管道连接到炉膛的炉门口相对端；
所述温控***由工业级单片微处理器、变压器及热电偶组成；热电偶设置在炉膛后端，***炉膛内，与微处理器连接；微处理器还与变压器连接。
2.根据权利要求1所述的危险废物热处理箱式试验电炉装置，其特征在于所述密封加热***还包括挡火砖，挡火砖位于炉门口内。
3.根据权利要求1所述的危险废物热处理箱式试验电炉装置，其特征在于所述微处理器为BT109型可编30段时间-温度程序的智能PID控制仪。
4.根据权利要求1所述的危险废物热处理箱式试验电炉装置，其特征在于所述热电偶9为B分度型热电偶。
5.根据权利要求1所述的危险废物热处理箱式试验电炉装置，其特征在于所述硅钼棒加热***由8支150热端×350冷端×6×40规格的硅钼棒组成，设置在炉膛左右两侧的耐高温炉衬中，每侧各支。
6.根据权利要求1～5任一项所述的危险废物热处理箱式试验电炉装置，其特征在于所述炉膛横断面为半圆形，管体由钢玉莫莱石材料制成。
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