[发明专利]一种利用旋转弧等离子体处置废物的装置和方法

权利要求书

1.一种利用旋转弧等离子体处置废物的装置，包括炉体(4)和炉盖(10)，炉盖上开设有进料口(3)，炉盖中央设有伸入炉体内的中空电极棒(1)，中空电极棒的中空部为两端开口的主进料通道(2)，其特征在于，炉体底部嵌设有与中空电极棒相对的电极圆环(9)，电极圆环外径大于中空电极棒的外径，中空电极棒下端与电极圆环之间对应的炉体外壁设有磁场发生装置，中空电极棒、电极圆环与电源串联构成放电回路，中空电极棒与电极圆环之间的电弧在磁场作用下形成梯形环状旋转弧等离子体(8)；炉体侧壁开设有出料口A(13)，用于排出废物高温熔融后产生的尾气和熔融玻璃体(6)；

进料口为2-4个，均匀分布在中空电极棒四周，进料口和主进料通道上方对应设有送料器；

出料口A为共享出料口，用于同时排出废物高温熔融后产生的尾气和熔融玻璃体，出料口A对应的炉体内壁竖直固定圆弧形或U型隔板(11)，隔板的上下两端均超出共享出料口上下两端，超出距离为15-20cm；共享出料口对应的炉体外壁设有与共享出料口连通并向上的尾气出口(12)以及与共享出料口连通并向下的熔融玻璃体出口(14)。

2.根据权利要求1所述的利用旋转弧等离子体处置废物的装置，其特征在于，电极圆环的环部横截面等于中空电极棒的有效横截面。

3.根据权利要求1所述的利用旋转弧等离子体处置废物的装置，其特征在于，磁场发生装置为接电源的线圈(7)，线圈环绕在炉体外壁，线圈匝数为10-20，线圈单独与电源构成回路，或者，线圈与中空电极棒、电极圆环构成回路，电源为直流恒流电源，电流范围为10A～5000A。

4.根据权利要求1所述的利用旋转弧等离子体处置废物的装置，其特征在于，尾气出口连接尾气处理系统，熔融玻璃体出口连接收集装置，收集装置外部设置冷却装置。

5.根据权利要求1所述的利用旋转弧等离子体处置废物的装置，其特征在于，炉体侧壁下部开设有出料口B(15)，用于排出富集重金属的熔融玻璃体。

6.根据权利要求1所述的利用旋转弧等离子体处置废物的装置，其特征在于，中空电极棒活动插装在炉盖上开设的安装孔内，中空电极棒上部与炉体外部设置的自动升降系统(19)连接，中空电极棒的长度大于炉体底部到炉盖顶部的距离，电极圆环的内径小于或等于中空电极棒的外径。

7.一种利用旋转弧等离子体处置废物的方法，其特征在于，所述处置方法采用权利要求1-6任一所述的利用旋转弧等离子体处置废物的装置，包括如下步骤：

(1)对飞灰进行造粒处理形成物料备用；

(2)接通电源，启动磁场发生装置，使中空电极棒下端与电极圆环之间形成梯形环状旋转弧等离子体；

(3)当炉体内平均温度达到1200℃时，将步骤(1)中的部分物料通过投料口均匀连续地投入炉体内，使物料均匀堆积在中空电极棒周围，并将中空电极棒下端淹没；

(4)将步骤(1)中的另一部分物料通过主进料通道均匀连续地投入高温电弧区；炉内物料在旋转弧等离子体作用下形成的尾气及熔融玻璃体通过出料口A排出。

8.根据权利要求7所述的利用旋转弧等离子体处置废物的方法，其特征在于，在步骤(1)中，对飞灰进行造粒时，需要添加辅料进行配伍，辅料包括捕集剂、溶剂、还原剂，飞灰与辅料的重量配比为：飞灰：捕集剂：溶剂：还原剂＝100:1～6:1～2:0.3～0.5，飞灰造粒完成后进行烘干处理。