CN217329800U - 一种高温熔融炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温熔融炉，包括炉体、出料管道和多个电极。炉体设有进料口和出料口，其中进料口位于炉体的上部，出料口位于炉体的下部，多个电极相互间隔分布在炉体的内部并且位于进料口和出料口之间的区域；出料管道的一端与出料口连通，另一端位于炉体的外部并且沿炉体的高度方向延伸至进料口和电极之间的区域。通过在炉体的内部设置多个电极，利用多个电极对垃圾焚烧产物进行高温熔融而形成高温熔融液和高温熔融烟，高温熔融烟在炉体内部上升过程中，自动冷却并凝结为液体，高温熔融液则可以通过出料管道而连续自动排出炉体且逐渐冷却变成玻璃体熔渣，使该高温熔融炉可以持续垃圾产物或垃圾热解产物进行无害化回收处理。

Description

一种高温熔融炉

技术领域

本实用新型属于固体废弃物减量化、无害化处理技术领域，具体涉及一种能够用于垃圾焚烧产物回收处理的高温熔融炉。

背景技术

我国生活垃圾成分复杂，粘度高，含水率高，目前通常采用混合收集、混合处理的方式，具体为垃圾焚烧的方式，这样可以对垃圾减量化、资源化起到很大的作用。但是，在垃圾焚烧过程中会存在“一进四出”问题，即经过垃圾焚烧会分解产生炉渣、飞灰、烟气及渗滤液等产物，其中在每吨垃圾的焚烧中产生大约3％-5％的飞灰，而飞灰作为危险废弃物若不能进行处理而直接排放，对大气、土壤、人体均会造成不同程度的危害。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型公开了一种高温熔融炉，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高温熔融炉，包括炉体、出料管道和多个电极；所述炉体设有进料口和出料口，其中所述进料口位于所述炉体的上部，所述出料口位于所述炉体的下部，多个所述电极相互间隔分布在所述炉体的内部并且位于所述进料口和所述出料口之间的区域；所述出料管道的一端与所述出料口连通，另一端位于所述炉体的外部并且沿所述炉体的高度方向延伸至所述进料口和所述电极之间的区域。

可选的，所述炉体内的底部采用斜面结构，且靠近所述出料口的一端为最低端。

可选的，所述高温熔融炉还包括传输机构，所述传输机构与所述进料口连通。

可选的，所述传输机构采用螺旋输送机。

可选的，多个所述电极位于所述炉体的内部同一高度区域。

可选的，多个所述电极位于所述炉体底部与所述出料管道中位于所述炉体外部一端之间的中心高度位置。

可选的，所述出料管道位于所述炉体外部的一端高度可调。

可选的，所述出料管道采用Z形结构。

可选的，所述炉体的内部设有集灰区和料层区；所述集灰区位于所述料层区的上方，并且相对于所述料层区，所述集灰区沿水平方向形成延伸区域，所述进料口位于所述集灰区的延伸区域。

可选的，所述炉体的炉衬采用惰性耐火材料。

本实用新型的优点及有益效果是：

在本实用新型高温熔融炉中，通过在炉体的内部设置多个电极，利用多个电极对垃圾焚烧产物进行高温熔融而形成高温熔融液和高温熔融烟，其中高温熔融烟在炉体内部上升过程中，随着炉体内部温度的逐渐降低，自动冷却并凝结为液体，由此可以定时排出高温熔融烟中的金属氯化物而避免其进入大气污染环境，高温熔融液则可以通过炉体下部的出料口进入出料管道而连续自动排出炉体，并且在排出过程中逐渐冷却变成玻璃体熔渣，使该高温熔融炉可以持续对垃圾焚烧产物或垃圾热解产物进行无害化回收处理。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型一实施例中高温熔融炉进行垃圾焚烧产物处理的示意图。

图2为本实用新型一实施例中高温熔融炉的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和效果更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图，详细说明本实用新型各实施例提供的技术方案。

结合图1至图2所示，本实施例的高温熔融炉包括炉体1、出料管道2 和两个电极11。炉体1设有进料口12和出料口13，其中进料口12位于炉体 1的上部，出料口13位于炉体1的下部，两个电极11相互间隔分布在炉体1 的内部，并且位于进料口12和出料口13之间的区域。出料管道2的一端与出料口13连通，另一端位于炉体1的外部并且沿炉体1的高度方向延伸至进料口12和电极11之间的区域。

在本实施例中，炉体内间隔设置了两个电极(即一个正电极，一个负电极)，这样在垃圾焚烧产物对两个电极形成覆盖的情况下，借助焚烧产物具有的导电性就可以在两个电极之间形成高温电弧而对焚烧产物进行加热至熔融，例如1400℃以上。在其他实施例中，还可以根据炉体尺寸以及垃圾焚烧产物的量的不同，对正电极和负电极的数量进行调整，以提高对垃圾焚烧产物熔融速率。

另外，在本实施例中，高温熔融液在通过出料管道排出的过程中，采用空气自然冷却的方式变成玻璃熔渣，以对垃圾焚烧产物进行回收，这样利用自然冷却可以减少冷却能耗，提高节能环保效果。

在其他实施例中，为了提升高温熔融液的降温速度，还可以利用水冷对高温熔融液降温，提升高温熔融电弧炉的工作效率。

通过设置两个电极，利用两个电极将回收的焚烧产物高温熔融，进一步生成高温熔融液和高温熔融烟。其中，高温熔融液冷却后变成玻璃体熔渣，而高温熔融烟上升过程中，随着温度逐渐降低，高温熔融烟自动冷却并凝结为液体，通过定时排出高温熔融烟中冷凝为液体的金属氯化物，从而减少高温熔融烟对烟气管道的腐蚀，进而将焚烧产物进行无害化、减量化处理，提高环保效益。同时，通过将出料管道的一端与炉体的出料口相连通，另一端沿炉体高度方向延伸至进料口和电极之间的区域，形成连通器出料结构，而在炉体内的高温熔融液的高度高于出料管道中位于所述炉体外部一端时，再由出料管道将高温熔融液排出，这样不仅可以使高温熔融液自动进入出料管道并持续出料，而且还可以使电极对炉体内部未排出的高温熔融液持续加热，保证对焚烧产物的有效转换，提升对焚烧产物的熔融分解效果。

如图2所示，优选的，炉体1的内部设有集灰区14和料层区15。其中，集灰区14位于料层区15的上方，并且相对于料层区15，集灰区14沿水平方向形成延伸区域，进料口12位于集灰区14的延伸区域并且通过倾斜的辅助管道16延伸至料层区15。这样，当高温熔融烟沿炉体高度方向上升的过程中，就可以全部在集灰区的炉体顶部形成冷却凝结，以避免高温熔融烟通过进料口反向进入大气而对大气造成污染。

其中，料层区15分为固体区151和熔融区152。具体的，通过电极11 对其周围焚烧产物加热至熔融状态而形成熔融区152，固体区151则位于远离电极11的位置，即固体区151位于熔融区152上方。其中，随着炉体1 内焚烧产物生成的高温熔融液增多，熔融区152的高度逐渐升高并稳定在出料管道2的出料端21高度处，而进入到炉体1内的焚烧产物则位于固体区 151，随着固体区151的焚烧产物在高温熔融液内逐渐下降，使焚烧产物靠近电极11被加热至高温熔融液，由此形成对焚烧产物的自动加热熔融处理。此外，位于熔融区152上方的固体区151还可以对炉体内的熔融区152起到保温作用，减少熔融区152的热量损耗，从而达到节约电能的效果。

在本实施例中，两个电极均位于炉体的内部同一高度区域，从而构建炉体内的温度梯度，使电极到炉体顶部的温度逐渐降低，以便于高温熔融烟上升过程中温度就逐渐降至各组分的沸点温度以下，进而使高温熔融烟冷却并凝结为液体，且集中炉内的料层区中，减少高温熔融烟中的污染物对大气的污染，例如重金属氯化盐，以提升对焚烧产物无害化处理的效果。在其他实施例中，根据高温熔融炉加工工艺的不同，还可以对电极的高度进行调整。

进一步的，结合图2所示，优选的，两个电极11位于炉体1底部与出料管道2中位于炉体1外部一端之间的中心高度位置，而出料管道2中位于炉体1外部一端具体为出料管道2的出料端21位置处，从而使熔融区152均匀的分布在电极11的四周区域。这样，就可以充分利用两个电极11四周的温度对焚烧产物进行熔融，从而提高电极输出热量的利用率，提高熔融工作效率。

优选的，出料管道2采用Z形结构。其中，在本实施例中，Z形结构的出料管道的底部与炉体的出料口连通，而顶部用于排出高温熔融液，以便于高温熔融液的收集冷却。在其他实施例中，根据出料管道的设计工艺以及炉体的高度不同，还可以对出料管道的形状进行改变。

进一步，优选的，位于炉体1外部的出料管道2的一端高度可调。例如，采用管道伸缩节。以根据不同使用情况，对出料管道高度进行调节，从而提高该高温熔融炉的适用性。

结合图2所示，炉体1内的底部为倾斜结构，且靠近出料口13的一端为最低端。具体的，当需要将炉体1内的熔融液全部排出时，调整出料管道2 的出料端21的高度至出料口13高度位置处，从而利用倾斜结构能够将炉体内的高温熔融液全部排出，以便于高温熔融炉的维护保养。同时，利用倾斜结构能够提升熔融液流动的流畅性，从而提高该高温熔融炉的出料速度，进而提升该高温熔融炉的工作效率。优选的，该倾斜结构为弧形，从而提高该具有黏性的熔融液流动的缓冲性，以减少熔融液的冲击性，进一步提高熔融液流动的流畅性。

结合图1所示，优选的，该高温熔融炉还包括传输机构17。传输机构17 与进料口12连通。通过传输机构17将焚烧产物输送至进料口12并进入到料层区15中，从而带动焚烧产物连续稳定进料，以提高进料口的畅通性，并增强该高温熔融炉的自动化，节省人力，进一步提升高温熔融炉的工作效率。在本实施例中，传输机构选用柔性无轴双螺旋输送机对焚烧产物进行传输，以便于将粒径为10-100μm的飞灰输送至炉内。在其他实施例中，还可以选用不同的提升机提升并持续输送焚烧产物，例如斗式输送机。

此外，优选的，炉体1的炉衬采用惰性耐火材料，例如高铝砖，以提升高温熔融炉的耐热性和耐火性。

当然，该高温熔融炉包括但不限于对垃圾焚烧产物进行熔融。

接下来，以处理某市生活垃圾热解炭为例，对本实施例中的高温熔融炉的工作过程进行介绍。其中，垃圾热解炭的堆密度＞900kg/m³，无机成分＞60％，主要成分组成如表1所示。

表1生活垃圾热解炭成分组成(wt％)

表中，M_ad为空气基水分数据；A_ad为空气基灰分数据；V_ad为空气基挥发数据；FC_ad为空干基固定碳含量；Q_b,ad为空干基发热量；C_ad为空气干燥基含碳量；H_ad为空气干燥基含氢量；N_ad为空气干燥基含氮量；S_t,ad为硫分数据。

步骤S1、垃圾热解炭的进料。垃圾热解炭通过传输机构17传输至进料口12，并通过辅助管道16快速进入到料层区15中，随着垃圾热解炭逐渐增多将两个电极埋没。

步骤S2、垃圾热解炭的熔融。通电后的两个电极11能够在垃圾热解炭内形成高温电弧，并将两个电极11周围的垃圾热解炭加热至1400℃以上，以生成高温熔融液和高温熔融烟。熔融区152中的高温熔融液逐渐增多直至高于出料管道2中出料端21的高度，使高温熔融液自动通过出料管道2排出，并以自然冷却的方式形成玻璃体熔渣，从而实现垃圾热解炭的无害化处理。

而生成的高温熔融烟穿过固体区151，且在集灰区14内上升的过程温度逐渐降低，并低于熔融烟中各自成分的沸点，从而凝结为液体并集中于料层区15中，之后定时对该液体进行回收处理，即可降低熔融烟直接排放对大气的污染。

步骤S3、高温熔融液的全部回收。当无需高温熔融炉对垃圾热解炭进行熔融时，调整出料管道2中出料端21的高度至不高于出料口13高度的位置处，从而将炉体的高温熔融液全部排出，以便于高温熔融炉的维护保养。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高温熔融炉，其特征在于：包括炉体、出料管道和多个电极；所述炉体设有进料口和出料口，其中所述进料口位于所述炉体的上部，所述出料口位于所述炉体的下部，多个所述电极相互间隔分布在所述炉体的内部并且位于所述进料口和所述出料口之间的区域；所述出料管道的一端与所述出料口连通，另一端位于所述炉体的外部并且沿所述炉体的高度方向延伸至所述进料口和所述电极之间的区域。

2.根据权利要求1所述的高温熔融炉，其特征在于：所述炉体内的底部采用斜面结构，且靠近所述出料口的一端为最低端。

3.根据权利要求1所述的高温熔融炉，其特征在于：所述高温熔融炉还包括传输机构，所述传输机构与所述进料口连通。

4.根据权利要求3所述的高温熔融炉，其特征在于：所述传输机构采用螺旋输送机。

5.根据权利要求1所述的高温熔融炉，其特征在于：多个所述电极位于所述炉体的内部同一高度区域。

6.根据权利要求5所述的高温熔融炉，其特征在于：多个所述电极位于所述炉体底部与所述出料管道中位于所述炉体外部一端之间的中心高度位置。

7.根据权利要求1所述的高温熔融炉，其特征在于：所述出料管道位于所述炉体外部的一端高度可调。

8.根据权利要求7所述的高温熔融炉，其特征在于：所述出料管道采用Z形结构。

9.根据权利要求1所述的高温熔融炉，其特征在于：所述炉体的内部设有集灰区和料层区；所述集灰区位于所述料层区的上方，并且相对于所述料层区，所述集灰区沿水平方向形成延伸区域，所述进料口位于所述集灰区的延伸区域。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的高温熔融炉，其特征在于：所述炉体的炉衬采用惰性耐火材料。

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