基于等离子体熔融炉与回转窑焚烧炉的耦合系统及应用的制作方法

本发明属于危险废物焚烧处理领域，具体涉及一种基于等离子体熔融炉与回转窑焚烧炉的耦合系统及应用。

背景技术：

危废处理行业通常用回转窑焚烧系统处理有机危废，焚烧会产生30％左右的无机物灰渣，这部分灰渣仍然属于危险废弃物，含有超标的重金属等有害物质。现在通用方法就是用等离子体熔融炉将这灰渣以一定比例配伍后熔融，熔融后的液体从熔融炉排出后经过冷却形成致密的玻璃体，合格的玻璃体重金属浸出率达标，减少危废量，达到减量化与无害化。

等离子体熔融炉生产过程中会产生少量的烟气，烟气中含有污染物粉尘、氮氧化物和酸等，需要处理净化。等离子体熔融炉往往是伴随回转窑焚烧系统建设的，回转窑焚烧系统的烟气也是需要处理净化的，而且回转窑焚烧系统的烟气量很大，100t/d处理量的回转窑焚烧系统烟气量在35000nm³/h左右，与之配套的等离子熔融炉的烟气量只有2000nm³/h左右。

现有技术中存在如下缺陷：

1、因为回转窑焚烧系统基本都是已经建好的，烟气处理系统的处理裕量是有限度的，怎么保证等离子体熔融炉的烟气量很低，不会增加回转窑焚烧系统的烟气处理难度；

2、因为烟气中有粉尘，怎么保证烟气的长距离输送不会经常堵塞烟道；

3、怎么保证回转窑焚烧系统的压力波动不会造成等离子体熔融炉的故障；

4、怎么保证烟气输送线路上设备的安全稳定运行。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种基于等离子体熔融炉与回转窑焚烧炉的耦合装置、耦合系统及应用，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种基于等离子体熔融炉与回转窑焚烧炉的耦合装置，包括倾斜设置的耦合烟道和压力调节单元；

其中，所述等离子体熔融炉、耦合烟道、压力调节单元与回转窑焚烧炉依次连接。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种基于等离子体熔融炉与回转窑焚烧炉的耦合系统，包括如上所述的耦合装置。

作为本发明的又一个方面，还提供了一种如上所述的耦合装置或如上所述的耦合系统在危险废物焚烧处理领域的应用。

基于上述技术方案可知，本发明的基于等离子体熔融炉与回转窑焚烧炉的耦合装置、耦合系统及应用相对于现有技术至少具有以下优势之一或一部分：

1、本发明可靠性高，密封效果好；压力调节单元可以保证压力调节装置后端压力一直高于与回转窑焚烧炉接口处，保证烟气可以以正压送入回转窑焚烧炉内，而且压力调节装置后的烟道为s316不锈钢材质和法兰连接，可以保证密封不漏烟气；同时保证压力调节装置前端压力为负压，保证等离子熔融炉与等离子熔融炉出口烟道始终保持负压，不使烟气外露；

2、本发明系统简单，运行稳定，投资运营费用低；本发明容错高，等离子体熔融炉内负压阈值宽、进入回转窑焚烧炉的烟气量小，不会对回转窑焚烧炉系统造成影响，所以耦合系统不用频繁调节，也不会互相影响；此耦合系统节省了等离子体熔融炉的尾气处理系统，而且不会增加烟气排放点，既减少投资也减少运营费用，既减少处置单位的操作人工也不会增加政府对处置单位的监测工作；

3、本发明自动化程度高；本发明耦合系统工艺简单，控制点少，只需调节压力调节装置、气冷、水冷调节设备即可，而且此三项调节设备均为通过气动调节阀自动调节，只需依次设定压力调节装置前负压、等离子体熔融炉内负压、等离子体熔融炉出口烟气温度即可实现自动调节，即可保证整套系统的压力和温度在合理范围，不用人工参与调节；

4、本发明有风冷(即喷气孔)及水冷，耐高温效果好。等离子体熔融炉出口烟气最高可达1500℃，如果没有降温措施，烟道及压力调节装置很难能选到合适的材料，气冷及水冷冗余设置，可以最大限度的降低工况要求，简化系统设计，选材容易，增加系统稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例中等离子体熔融炉与回转窑焚烧炉的耦合系统的结构示意图。

附图标记说明：

100-耦合烟道；101-烟道清灰器；102-振打单元；103-文丘里喷射器；104-压缩空气管道；105-喷氮气孔；106-喷水孔；

200-等离子体熔融炉；300-回转窑焚烧炉。

具体实施方式

以下，将参照附图及实施例对本发明进行详细描述，以辅助本领域技术成员充分地理解本发明的目的、特征和效果。附图中展示了本发明的示例性实施方式，但应当理解，本申请中还能以其他各种形式实现，不应被此处阐述的实施方式所限制。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。另外，本发明以下提供的各个实施例以及实施例中的技术特征可以以任意方式相互组合。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”、“具有”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

本发明提供了一种新型的耦合系统，等离子体熔融炉产生的烟气通过一定的处理措施后接入到回转窑焚烧系统的烟气处理系统中，既不会增加回转窑焚烧系统的烟气处理难度也节省了等离子体熔融炉的烟气处理系统投资和运维。

本发明公开了一种基于等离子体熔融炉与回转窑焚烧炉的耦合装置，包括倾斜设置的耦合烟道和压力调节单元；

其中，所述等离子体熔融炉、耦合烟道、压力调节单元与回转窑焚烧炉依次连接。

在本发明的一些实施例中，所述耦合烟道的倾斜角度为60至90度，例如为60度、70度、75度、80度、90度。

在本发明的一些实施例中，所述耦合烟道与等离子体熔融炉连接的一端设有烟道清灰单元；

在本发明的一些实施例中，所述耦合烟道上还设有振打单元。

在本发明的一些实施例中，所述耦合烟道上设有喷水单元；

在本发明的一些实施例中，所述喷水单元设置在靠近压力调节单元的一端；

在本发明的一些实施例中，所述自动喷水单元包括喷水孔。

在本发明的一些实施例中，所述耦合烟道上设有喷气单元；

在本发明的一些实施例中，所述喷气单元设置在靠近等离子体熔融的一端；

在本发明的一些实施例中，所述喷气单元包括喷气孔。

在本发明的一些实施例中，所述耦合烟道包括水平烟道，水平烟道水平设置且与等离子体熔融炉出口连接；

在本发明的一些实施例中，所述喷气孔设置在水平烟道上。

在本发明的一些实施例中，所述压力调节单元包括文丘里喷射器或引风机。

本发明还公开了一种基于等离子体熔融炉与回转窑焚烧炉的耦合系统，包括如上所述的耦合装置。

在本发明的一些实施例中，所述耦合系统还包括等离子体熔融炉装置和回转窑焚烧炉；

在本发明的一些实施例中，所述等离子体熔融炉没有燃烧机。

本发明还公开了如上所述的耦合装置或如上所述的耦合系统在危险废物焚烧处理领域的应用。

以下通过具体实施例结合附图对本发明的技术方案做进一步阐述说明。需要注意的是，下述的具体实施例仅是作为举例说明，本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，本实施例提供了一种基于等离子体熔融炉与回转窑焚烧炉的耦合系统，包括等离子体熔融炉200、耦合烟道100和回转窑焚烧炉300。

其中，等离子体熔融炉200没有燃烧机、不需要助燃，所有的烟气只有被处理灰渣加热释放出的一些气体和等离子炉设备冷却用的一些气体。而且等离子体的最大特点就是不需要助燃风，仅靠炉中的环境气体就可以产生，所以烟气量可以保证很低。

在靠近等离子体熔融炉200出口的耦合烟道101的一端设计了烟道清灰器101，并设计了大倾角(倾角为60-90度)耦合烟道100和振打单元102，保证粉尘可以送回到等离子体炉内重新熔融，还可以避免烟气中含有的粉尘在传输过程中很容易聚集导致烟道堵塞。

耦合烟道100尽头设置文丘里喷射器(即压力调节单元)103，通过压缩空气增压，增压后的烟气直接进入回转窑焚烧炉300的二燃室，燃尽可燃气体并升温到1100℃后再进行后端处理，此处不作表述。文丘里喷射器103下端设有压缩空气管道104。文丘里喷射器103通过调节压缩空气的量来改变产生的压力，也就能控制等离子体熔融炉内的负压，使等离子体炉内的压力稳定，不会因为回转窑焚烧系统的压力波动而波动，造成故障。

等离子体熔融炉出口的烟气温度很高，而耦合烟道100和文丘里喷射器103采用不锈钢材质。在靠近等离子体熔融炉出口处的耦合烟道100上设置喷气孔105，通过喷气孔105混入一定量的气体(如氮气)，降低烟气温度，在耦合烟道100上设置自动喷水孔106，如果温度无法降至合理范围，就喷一些水降温，喷水孔106在喷气孔105后，防止温度过高而水被气化。烟气温度被控制在合理范围内，不会造成耦合烟道104和设备损坏。

需要说明的是，尽管已经参照本发明的特定示例性实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，本发明并不局限于上述实施方式，凡是对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意味着包含这些改动和变型。

特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。所有这些组合和/或结合均在本发明的保护范围。因此，本发明的范围不仅由所附权利要求来进行确定，还应由所附权利要求的等同物来进行限定。

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