可燃垃圾等离子焚烧炉系统

446 编辑：中冶有色技术网来源：南京中船绿洲环保有限公司

2023-12-20 10:26:39

权利要求书： 1.一种可燃垃圾等离子焚烧炉系统，其特征在于：包括焚烧炉主体及附属设备，所述焚烧炉主体由主燃室及二燃室组成，所述主燃室的顶部开有进料口，通过进料口与加料通道相连通；

所述附属设备由等离子炬系统、供气系统及控制系统组成；

所述等离子炬系统由分别安装于主燃室及二燃室上的两组等离子炬发生器及外设于焚烧炉本体的控制电源柜组成，等离子炬发生器通过其端部的电源接口与控制电源柜电连接，通过温度信息进行切换；所述控制电源柜内上部设置有总控制模块，与等离子炬发生器信号连接，下部为高压电源模块通与等离子炬发送器，通过控制系统进行切换；

所述供气系统由鼓风机、主燃室一次风管路、二燃室二次风管路、冷却风管路及电动阀门组成；所述鼓风机安装于焚烧炉主体的外部一侧，通过风道与主燃室一次风管路及二燃室二次风管路及冷却风管路连通；所述电动阀门组包括主燃室进气管阀组、二燃室进气管阀组及设备冷却进气管阀组；

所述控制系统由热电偶、氧化锆氧气分析仪、压力分析仪及光敏电阻组成。

2.根据权利要求1所述的可燃垃圾等离子焚烧炉系统，其特征在于：所述焚烧炉主体的侧面中下部设置有对鼓风机进行降温的空冷层，所述空冷层的空气通过底部排气孔排入大气。

3.根据权利要求1所述的可燃垃圾等离子焚烧炉系统，其特征在于：所述主燃室的一侧安装有检修门，所述检修门的四周设置有采用防火绳及硅酸铝耐火棉组成的密封层，厚度为50mm；所述检修门内部镶嵌有预制高铝耐火砖层，厚度70mm；所述检修门上还设置有电子锁。

4.根据权利要求1所述的可燃垃圾等离子焚烧炉系统，其特征在于：所述主燃室内下1/

3位置安装有第一等离子炬发生器，所述第一等离子炬发生器呈倾斜安装，其倾斜角度为

45°。

5.根据权利要求1所述的可燃垃圾等离子焚烧炉系统，其特征在于：所述二燃室内的烟气管道上1/4位置安装有第二等离子炬发生器，所述第二等离子炬发生器倾斜角度为45°；

两组等离炬发生器的材质为316S，通过法兰固定安装。

6.根据权利要求1所述的可燃垃圾等离子焚烧炉系统，其特征在于：所述主燃室底部安装有搅拌装置，所述搅拌装置通过其底部的搅拌电机带动进行旋转，所述搅拌装置上安装有对物料进行持续搅拌的叶片。

7.根据权利要求1所述的可燃垃圾等离子焚烧炉系统，其特征在于：氧化锆传感器及氧化锆烟气分析仪通过垂直法兰安装于主燃烧室烟气出口。

8.根据权利要求1所述的可燃垃圾等离子焚烧炉系统，其特征在于：第一光敏电阻垂直安装于主燃室内总高度的1/3以上位置，与第一等离子炬发生器水平距离为600mm；第二光敏电阻垂直安装于二燃室的烟气管道上，与第二等离子炬发生器水平距离为600mm。

9.根据权利要求1所述的可燃垃圾等离子焚烧炉系统，其特征在于：所述焚烧炉主体内安装有压力感应器，通过调整整个系统的风量使得焚烧炉在微负压下运行，保证安全性。

说明书：一种可燃垃圾等离子焚烧炉系统技术领域[0001] 本实用新型涉及一种焚烧炉系统，尤其是一种受限空间的小型可燃等离子焚烧炉系统，属于垃圾处理加工技术领域。背景技术[0002] 可燃物废弃物的处理方式有热解气化、碳化、焚烧3种常见的热化学处理方式。对于小型受限空间的垃圾处理装置，其处理量较小，余热回收的成本较高，主要目的是进行无害化处理。热解气化+焚烧、直接焚烧是生活垃圾常见的工艺。常规的垃圾处理是采用燃油、天然气、煤炭等作为热源，但是常规的燃料自身的焚烧也会产生大量的烟气，增加烟气净化系统的处理负荷，不符合“双碳”政策的背景。同时全球能源紧缺，寻找新的能源形式也是迫在眉睫，等离子炬技术只需消耗电力，无需其他能源消耗，是较好的替代形式。[0003] 等离子炬系统由电源柜、载气系统、冷却水系统占地面积较大，其中占地和重量最大的是电源系统，常规100KW等离子炬的电源柜的重量在1T左右。常规等离子炬系统是每支炬配备一个电源柜，载气和冷却水系统可以多支共用。垃圾处理设备的装机功率较是常规的燃油和燃气处理装装置的10倍左右，总装机功率在100KW以上，对系统的电力系统要求比较严格。不适用在受限空间以及应急情况下使用，尤其不适宜应用在船上，船上的空间和重量都受限。[0004] 为了满足受限空间以及应急状态下的使用需求，减少系统的占地面积、重量以及装机功率是等离子焚烧炉的重点和难点。实用新型内容

[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种可燃垃圾等离子焚烧炉系统及使用方法，在满足可燃垃圾等离子焚烧炉的处理效果的前提下，通过将两支等离子炬发生器共用同一组电源模块，通过温度信息进行切换。减少了等离子焚烧炉电源柜的体积和重量。同时，两支等离子炬发生器不是同时启动，减少了装机功率。[0006] 为了达到以上目的，本实用新型具体技术方案如下：一种可燃垃圾等离子焚烧炉系统，包括焚烧炉主体及附属设备，所述焚烧炉主体由主燃室及二燃室组成，所述主燃室的顶部开有进料口，通过进料口与加料通道相连通；[0007] 所述附属设备由等离子炬系统、供气系统及控制系统组成；[0008] 所述等离子炬系统由分别安装于主燃室及二燃室上的两组等离子炬发生器及外设于焚烧炉本体的控制电源柜组成，等离子炬发生器通过其端部的电源接口与控制电源柜电连接，通过温度信息进行切换；所述控制电源柜内上部设置有总控制模块，总控制模块中的控制系统和等离子炬发生器之间通过电流、水压、气压信号来控制等离子炬发生器的启动，并通过控制系统进行切换；下部为高压电源模块，通过电缆，电源柜把普通电转换成高压电，通过电缆和等离子炬发送器。[0009] 所述供气系统由鼓风机、主燃室一次风管路、二燃室二次风管路、冷却风管路及电动阀门组成；所述鼓风机安装于焚烧炉主体的外部一侧，通过风道与主燃室一次风管路及二燃室二次风管路及冷却风管路连通；所述电动阀门组包括主燃室进气管阀组、二燃室进气管阀组及设备冷却进气管阀组；[0010] 所述控制系统由热电偶、氧化锆氧气分析仪、压力分析仪及光敏电阻组成。[0011] 进一步的，所述焚烧炉主体的侧面中下部设置有对鼓风机进行降温的空冷层，所述空冷层的空气通过底部排气孔排入大气。[0012] 所述主燃室的一侧安装有检修门，所述检修门的四周设置有采用防火绳及硅酸铝耐火棉组成的密封层，厚度为50mm；所述检修门内部镶嵌有预制高铝耐火砖层，厚度70mm；所述检修门上还设置有电子锁。

[0013] 所述主燃室内下1/3位置安装有第一等离子炬发生器，所述第一等离子炬发生器呈倾斜安装，其倾斜角度为45°。[0014] 所述二燃室内的烟气管道上1/4位置安装有第二等离子炬发生器，所述第二等离子炬发生器倾斜角度为45°；两组等离炬发生器的材质316S，通过法兰固定安装。[0015] 所述主燃室底部安装有搅拌器，所述搅拌器通过其底部的搅拌电机带动进行旋转，所述搅拌器上安装有对物料进行持续搅拌的叶片。[0016] 所述氧化锆传感器及氧化锆烟气分析仪通过垂直法兰安装于主燃烧室烟气出口。[0017] 所述第一光敏电阻垂直安装于主燃室内总高度的1/3以上位置，与第一等离子炬发生器水平距离为600mm；所述第二光敏电阻垂直安装于二燃室的烟气管道上，与第二等离子炬发生器水平距离为600mm。[0018] 所述焚烧炉主体内安装有压力感应器，通过调整整个系统的风量使得焚烧炉在微负压下运行，保证安全性。[0019] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：[0020] 本实用新型可以解决可燃垃圾等离子处理系统，附属系统尤其是等离子炬电源柜体积和重量大的问题。通过主燃和二燃室等离子发生器共用一组高压电源模块，减少了电源柜的尺寸和重量以及减少系统的总装机功率。解决了在受限空间以及应急状况下的使用需求。[0021] 为了减少装机功率和系统的重量、尺寸。焚烧炉主燃和二燃室的两支等离子发生器是不能同时运行的，除了首炉进料点燃和火焰熄灭等极端情况，主燃室的等离炬发生器不启动，主燃室垃圾成功点燃后二燃室的等离子发生器持续启动，并根据烟气温度调整输出功率。[0022] 本实用新型不仅整体系统对外界接口要求更低，因减少了一组高压电源模块，系统制造成本降低。能满足极端的应急以及受限空间的使用和运输。附图说明[0023] 图1为本实用新型的左视图。[0024] 图2为本实用新型的右视图。[0025] 图3为本实用新型的系统图。[0026] 附图说明：1?鼓风机，2?二燃室等离子矩发生器，3?主燃室等离子矩发生器，4?热电偶，5?二燃室光敏电阻，6?主燃室光敏电阻，7?二燃室进气管阀组，8?主燃室进气管阀组，9?设备冷却进气管阀组，10?设备空冷层，11?搅拌装置，12?检修门，13?搅拌电机，14?主燃室，15?二燃室，16?进料通道。

实施方式

[0027] 下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：[0028] 本实施例提出的一种可燃等离子焚烧炉系统，包括焚烧炉本体及附属设备。其中，焚烧炉本体由主燃室及二燃室组成，在主燃室的顶部开有进料口，通过进料口与加料通道相连通。附属设备由等离子炬系统、供气系统及控制系统组成。总装机功率250KW，处理量200kg/h。

[0029] 等离子炬系统由发生器、控制电源柜组成。主燃室和二燃室各安装一支功率120?200KW的等离子发生器，两支发生器共用一套高压电源模块，通过控制系统进行切换。

[0030] 供气系统由鼓风机、主燃室一次风管路、二燃室二次风管、冷却风管路、电动阀门组成。一次风管径DN65，二次管径DN50，冷却风管径DN65，管道材质310S，阀门类型电动蝶3

阀。鼓风机启动方式变频，风量8500Nm/h。

[0031] 控制系统由热电偶、氧化锆氧气分析仪、压力分析仪、光敏电阻组成。[0032] 为了降低设备外壁温度，焚烧炉设置空冷层，对设备进行降温，空冷层的空气通过底部排气孔排入大气。[0033] 在主燃室设备一侧安装有检修门，检修门尺寸高800mm,宽500mm，检修门装有电子锁，当焚烧系统进料和正常燃烧时，门无法打开。只有在检修和清灰、首炉进料时才可打开，保证系统运行时的安全性。门四周用防火绳、硅酸铝耐火棉密封，厚度50mm。检修门内部镶嵌有预制高铝耐火砖层，厚度70mm。[0034] 系统在主燃烧室安装一支等离子炬发生器，倾斜角度45°，安装高度，总高度的下1/3位置。

[0035] 二燃烧等离子炬发生器安装位置，烟气管道上1/4位置，倾斜角度45°。等离炬发生器材质316S，固定安装方式法兰安装。[0036] 主燃室底部安装有搅拌装置，搅拌装置通过搅拌电机带动，进行旋转，搅拌装置上的搅拌器叶片对物料进行持续搅拌。[0037] 搅拌器叶片材质均采用3Cr18Mn12Si2N，可耐高温。[0038] 主燃室烟气出口安装氧化锆传感器，对烟气的含氧量进行测定，通过含氧量调整一次风量。[0039] 主燃室和二燃室都安装有光敏电阻，来判断燃烧室是否正常燃烧，等离发生器是否点火成功。[0040] 主燃烧室的光敏电阻垂直安装在总高度1/3以上，距离等离子炬发生器水平距离600mm左右。

[0041] 二燃室的光敏电阻垂直安装在烟气管道，距离二燃室的等离子发生器水平距离600mm。

[0042] 氧化锆烟气分析仪安装在主燃烧室烟气出口，垂直法兰安装。[0043] 等离子炬电源柜下部是高压电源模块，上部是总控制模块。电源模块长1000mm，宽1000mm，高度800mm，控制模块长1000mm，宽1000mm，高600mm。电源控制柜总重570kg。

[0044] 同时焚烧炉内安装有压力感应器，通过调整整个系统的风量使得焚烧炉在微负压下运行，保证安全性。[0045] 采用本系统的处理方法，包括如下步骤：[0046] 步骤1，首炉高热值垃圾通过检修门铺设300?500mm厚高热值垃圾，首炉高热值垃圾主要包括塑料、木质材料、废纸等高热值垃圾。[0047] 步骤2，打开供气系统中鼓风机一次风和二次风的阀门，进行燃烧空气供应，鼓风3

机启动方式变频，风量8500Nm /h，每个鼓风机分为3路通过电动阀门控制进气量，主燃室的一次风量可以根据主燃室出口烟气的含氧量进行调整，二燃室的二次供风量用来对主燃室未充分燃烧的烟气进行充分氧化燃烧；

[0048] 步骤3，启动主燃室的第一等离子炬发生器，点燃可燃垃圾，成功点燃后关闭主燃室等离子炬，切换打开二燃室等离子炬，启动二燃室的第二等离子炬发生器，等离子炬发生器的点火时间是2?3S，主燃烧室的烟气从主燃室的底部到达二燃烧的时间是5S，可满足主燃室和二燃室的等离子炬发生器的切换，同时进料系统持续进料，保证主燃室的持续燃烧过程；[0049] 步骤4，启动主燃室底部的搅拌装置，自动进料设备启动，通过进料通道持续进料至主燃室，以保证主燃室的温度，稳定进料30分钟后，当主燃室温降＞50℃，增大进料量，使得主燃室温度最终温度在850℃±10，并保持进料速度；二燃室的温度控制在850?1200℃之间，并根据温度对二燃室等离子炬的功率进行调整，通过改变输出电流和电压来调整输出功率；当二燃室温度低于850℃，满负荷运行；二燃室温度高于900，发生器70%负荷运行；二燃室温度＞1100℃，发生器50%负荷运行；[0050] 步骤5，设备温度运行30分钟后，开启空冷层空气管道阀门；其中一次风量要根据主燃烧室氧气含量进行调整，保障烟气含氧量在6?10%之间。鼓风机的输出功率可进行调整，保障焚烧炉系统在微负压状态下运行。[0051] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本实用新型不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。