[发明专利]一种等离子危废灰渣熔融装置

说明书

技术领域

本发明涉及危废处理领域，具体而言涉及一种等离子危废灰渣熔融装置。

背景技术

生活垃圾以及危险废弃物焚烧产生的飞灰和底渣均属于危险废弃物范畴，而目前针对于此类危险废弃物的处理方式主要为安全填埋，成本较高。现通过等离子熔融技术可以将飞灰和底渣无害化、减容化、资源化。

由于等离子炉内为高温腔体，需要使用耐火材料对其进行衬砌，以保证外界的操作环境以及避免热量的散失。由于等离子灰渣熔融炉的特殊性，对耐火材料有不同的要求。首先，等离子体电弧对于传统耐火材料有较强的侵蚀性，同时等离子体电弧在瞬间启动与停止，在便于控制的同时却给耐火材料带来了强烈的热震；其次，由于危废灰渣含有大量的钠钾钙等碱金属离子，呈现较强的碱性，加剧了对于耐火材料的侵蚀；另外，由于等离子体电弧的高温，导致对于耐火材料绝热性要求大幅提高。

目前的炉体耐火材料的设计通常使用高纯度氧化铝、氧化镁等材料的耐火砖、耐火浇注料或者其组合形式作为工作层，其通常的设计厚度约为200mm，外层为密排水冷管或水冷钢壳等水冷结构，耐火材料的冷面与水冷结构直接接触，耐火材料起到抵抗侵蚀的作用，其热量被冷却水带走。

由于熔融灰渣的碱性较强，在熔融玻璃体区域，由于受到熔浆的不断冲刷，同时受到熔融玻璃体中碱金属和重金属成分的作用，导致高纯度氧化铝、氧化镁等为基础的耐火材料侵蚀严重，通常寿命只有3-6个月；而在自由气化区，由于受到等离子电弧的辐射作用，另外由于熔浆中的碱金属元素的熔沸点均较低，容易挥发出来并在耐火材料工作层聚集，导致受到等离子体辐射以及受到碱金属元素侵蚀的部位寿命大大缩短。

同时，由于等离子体电弧的启停带来的巨大的热震冲击，一方面容易在炉壳与耐火材料的接触面形成缝隙，导致导热系数下降等问题，另一方面，热震容易在耐火材料表面形成细小裂缝，在为碱金属元素的侵入形成通路，加剧耐火材料的损耗。

为此，本发明提供了一种新的等离子危废灰渣熔融装置，用以解决现有技术中的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供了一种等离子危废灰渣熔融装置，所述装置包括炉底、炉墙和炉盖，其中，所述炉墙和所述炉盖包括耐火材料层，所述耐火材料层包括包含有氧化铬的耐火材料的工作层。

示例性的，所述耐火材料层还包括设置在所述工作层外侧的绝热层。

示例性的，所述绝热层包括绝热浇注料、耐火砖或者两者的组合。

示例性的，所述耐火材料层还包括设置在所述绝热层外侧的柔性隔热层。

示例性的，所述柔性隔热层包括岩棉、耐火纤维、纳米隔热材料或者其中的组合。

示例性的，所述炉墙采用分段设置，所述炉墙包括位于所述炉墙上部与所述炉盖连接的上炉墙和位于所述炉墙下部与所述炉底连接的下炉墙。

示例性的，所述上炉墙与所述炉盖的所述耐火材料层形成一个整体。

示例性的，所述上炉墙和/或所述炉盖的所述工作层的氧化铬含量为55-95％。

示例性的，所述下炉墙的所述工作层的氧化铬含量为75-95％。

示例性的，所述绝热层包括由内而外依次设置的内绝热层和外绝热层，其中所述外绝热层具有较所述内绝热层低的相对密度。

示例性的，在所述上炉墙中，所述工作层厚度为100-300mm，所述内绝热层厚度为100-250mm，所述外绝热层厚度为100-200mm，所述柔性隔热层厚度为10-100mm。

示例性的，在所述下炉墙中，所述工作层厚度为100-300mm，所述内绝热层厚度为100-300mm，所述外绝热层厚度为100-200mm，所述柔性隔热层厚度为10-100mm。

示例性的，在所述炉盖中，所述工作层厚度为100-280mm，所述绝热层厚度为100-400mm，所述柔性隔热层厚度为10-100mm。

示例性的，所述装置还包括设置所述炉底的炉底耐火材料层，所述炉底耐火材料层采用镁砖复合碳元素粉末制备，其中，金属阳极贯穿所述炉底耐火材料层，所述金属阳极和所述炉底耐火材料层之间的接触面上还设置有石墨粉。

示例性的，所述装置还包括设置在所述炉墙和所述炉盖的耐火材料层的外侧面的炉壳。