一种低温等离子体氧化降解反应炉的制作方法

1.本实用新型涉及垃圾焚烧无害化处理技术，具体涉及一种低温等离子体氧化降解反应炉。


背景技术：

2.目前用于垃圾焚烧降解的等离子体反应炉内设石墨电极，在高频电场作用下，产生激发态的高能量原子，激发态原子通过辐射放出外层电子，回到基态释放能量，由于高能量的正价原子和游离电子容易碰撞复合为氧原子，而导致猝灭失去氧化性强的氧正离子，氧正离子数量减少使得物料氧化降解速率降低，而且还需额外高温加热至500～800℃才能降解完全，能耗增大。因此，研发一种低温等离子体氧化降解反应炉以解决现有垃圾焚烧降解等离子体反应炉的猝灭问题，以及高温加热的高耗能问题具有重要意义。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的不足，本实用新型提供一种低温等离子体氧化降解反应炉，以解决现有垃圾焚烧降解等离子体反应炉的猝灭问题，以及高温加热的高耗能问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
5.一种低温等离子体氧化降解反应炉，其包括反应炉本体，所述反应炉本体的顶盖上端连接阀门和流量计；顶盖中心设有伸入炉内的中空石墨电极，所述中空石墨电极表面缠绕高频线圈，所述高频线圈的两端与设置在反应炉本体外部的高频电源相连；所述反应炉本体的炉膛上部设有阳极板，用于分离电子，中部设有废物料反应室，下部设有阴极板，用于分离氧正离子，防止氧正离子和电子复合为原子态氧而发生猝灭；反应炉本体的顶盖中心设有伸入炉内的中空石墨电极，所述反应炉本体炉膛的底部真空系统接口，所述真空系统接口连接真空计和真空泵，真空系统使垃圾分解产生的气态物质快速排出，真空度保持在0.1～0.3kpa，有利于物料氧化；所述反应炉本体的炉膛侧面下部设有熔融体排出口，上部设有供高温热解气体排出的气体出口，所述气体出口与气体收集室连接。
6.优选地，所述反应炉本体内表面设有耐火材料炉衬和隔热保温层。
7.优选地，所述废物料反应室包括物料仓，所述物料仓的四周布置铜网筛板，所述铜网筛板上分布有气孔，供燃烧后蒸汽通过，所述物料仓的下面设有预热装置。预热温度为50～150℃。
8.优选地，所述中空石墨电极的中空部分为待处理废物料和氧气输入反应炉本体的通道；所述中空石墨电极穿过阳极板，置于废物料反应室的顶部。
9.优选地，所述阳极板、阴极板是厚度为2～4mm的铜紫板。
10.优选地，所述高频线圈是直径为10～15mm的紫铜线，其在中空石墨电极上的绕制匝数与高频电源的功率相匹配。
11.优选地，所述反应炉本体的顶盖上端通过连接阀门和流量计与氧气源连接；所述阀门为针型阀，所述流量计为转子流量计。氧气流量控制在100～600ml/min。
12.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
13.1、本实用新型通过低温等离子技术可实现垃圾物料的无害化处理，节约能源。
14.2、本实用新型通过炉内上部和下部布置阳极板和阴极板，使分子态氧电离出的激发状态的氧正离子在电场作用下向下端阴极板迁移，电子向上端阳极板迁移，有效避免电离产生的氧正离子和电子结合为原子态氧，解决了低温等离子体氧化降解反应炉猝灭问题，同时该分离过程可大幅增加氧正离子的动能，高速氧正离子的轰击可加快垃圾分解。
15.3、本实用新型的物料仓采用预热装置，预热温度为50～150℃，有效节约能源消耗。
附图说明
16.图1为本实用新型的结构示意图。
17.图2为本实用新型中物料反应室的结构示意图。
18.图3为本实用新型中反应炉本体的耐火材料炉衬和隔热保温层的结构示意图。
19.图中：1—反应炉本体，101—耐火材料炉衬，102—隔热保温层，2—高频电源，3—物料反应室，301—物料仓，302—筛板，303—气孔，4—针型阀，5—转子流量计，6—中空石墨电极，7—高频线圈，8—阳极板，9—阴极板，10—真空计，11—真空泵，12—熔融体排出口，13—气体出口，14—气体收集室，15
‑
真空系统接口。
具体实施方式
20.下面结合附图并通过具体实施例来进一步说明本实用新型的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述具体实施方式仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。
21.如图1
‑
3所示，一种低温等离子体氧化降解反应炉，包括反应炉本体1，所述反应炉本体1的顶盖上端连接阀门4和流量计5；顶盖中心设有伸入炉内的中空石墨电极6，并穿过阳极板8，置于废物料反应室3的顶部；所述中空石墨电极6的中空部分为待处理废物料和氧气输入反应炉本体1的通道；所述中空石墨电极6表面缠绕高频线圈7，高频线圈7是直径为10～15mm的紫铜线，其在中空石墨电极6上的绕制匝数与高频电源2的功率相匹配；所述高频线圈7的两端与设置在反应炉本体1外部的高频电源2相连；所述反应炉本体1的炉膛上部设有阳极板8，中部设有废物料反应室3，下部设有阴极板9；反应炉本体1的顶盖中心设有伸入炉内的中空石墨电极6，所述反应炉本体1炉膛的底部设有真空系统接口15，所述真空系统接口15连接真空计10和真空泵11；所述反应炉本体1的炉膛侧面下部设有熔融体排出口12，上部设有供高温热解气体排出的气体出口13，所述气体出口13与气体收集室14连接。
22.其中，所述反应炉本体1内表面设有耐火材料炉衬101和隔热保温层102。
23.其中，所述废物料反应室3包括物料仓301，所述物料仓301的四周布置铜网筛板302，所述铜网筛板302上分布有气孔303，供燃烧后蒸汽通过；所述物料仓301的下面设有预热装置。
24.其中，所述阀门4选用针型阀，所述流量计5选用转子流量计。
25.本实用新型的使用方法如下：
26.首先垃圾物料通过石墨电极的中空通道进入物料反应室3中的物料仓301，打开物
料仓下方预热装置，达到一定温度。打开高频电源2开关，外接氧气经过转子流量计5，通过针型阀控制4，进入反应炉本体1内，在高频电场作用下，在石墨电极表面电离出正价原子态氧和负价原子态氧，负价电子在反应炉本体1上端的阳极板8上，正价氧离子由于反应炉本体1上端的阴极板9的吸引，向下迁移，高速轰击粉碎的垃圾物料，使垃圾物料分解为气体，从反应炉体1的炉壁上侧面设有供高温热解气体排出的气体出口13排出进入气体收集室14，残留的熔融固体从反应炉本体1的炉膛底部侧面设有熔融体排出口12排出。


技术特征：
1.一种低温等离子体氧化降解反应炉，其特征在于：包括反应炉本体(1)，所述反应炉本体(1)的顶盖上端连接阀门(4)和流量计(5)；顶盖中心设有伸入炉内的中空石墨电极(6)，所述中空石墨电极(6)表面缠绕高频线圈(7)，所述高频线圈(7)的两端与设置在反应炉本体(1)外部的高频电源(2)相连；所述反应炉本体(1)的炉膛上部设有阳极板(8)，中部设有废物料反应室(3)，下部设有阴极板(9)；反应炉本体(1)的顶盖中心设有伸入炉内的中空石墨电极(6)，所述反应炉本体(1)炉膛的底部设有真空系统接口(15)，所述真空系统接口(15)连接真空计(10)和真空泵(11)；所述反应炉本体(1)的炉膛侧面下部设有熔融体排出口(12)，上部设有供高温热解气体排出的气体出口(13)，所述气体出口(13)与气体收集室(14)连接。2.根据权利要求1所述的一种低温等离子体氧化降解反应炉，其特征在于：所述反应炉本体(1)内表面设有耐火材料炉衬(101)和隔热保温层(102)。3.根据权利要求1所述的一种低温等离子体氧化降解反应炉，其特征在于：所述废物料反应室(3)包括物料仓(301)，所述物料仓(301)的四周布置铜网筛板(303)，所述铜网筛板(303)上分布有气孔(304)，供燃烧后蒸汽通过；所述物料仓(301)的下面设有预热装置(302)。4.根据权利要求1所述的一种低温等离子体氧化降解反应炉，其特征在于：所述中空石墨电极(6)的中空部分为待处理废物料和氧气输入反应炉本体(1)的通道；所述中空石墨电极(6)穿过阳极板(8)，置于废物料反应室(3)的顶部。5.根据权利要求1所述的一种低温等离子体氧化降解反应炉，其特征在于：所述阳极板(8)、阴极板(9)是厚度为2～4mm的铜紫板。6.根据权利要求1所述的一种低温等离子体氧化降解反应炉，其特征在于：所述高频线圈(7)是直径为10～15mm的紫铜线，其在中空石墨电极(6)上的绕制匝数与高频电源(2)的功率相匹配。7.根据权利要求1所述的一种低温等离子体氧化降解反应炉，其特征在于：所述反应炉本体(1)的顶盖上端通过连接阀门(4)和流量计(5)与氧气源连接；所述阀门(4)为针型阀，所述流量计(5)为转子流量计。

技术总结
本实用新型公开了一种低温等离子体氧化降解反应炉，包括反应炉本体，反应炉本体的顶盖上端连接阀门和流量计；顶盖中心设有伸入炉内的中空石墨电极，所述中空石墨电极表面缠绕高频线圈，所述高频线圈的两端与设置在反应炉本体外部的高频电源相连；所述反应炉本体的炉膛上部设有阳极板，中部设有废物料反应室，下部设有阴极板；反应炉本体的顶盖中心设有伸入炉内的中空石墨电极，所述反应炉本体炉膛的底部真空系统接口，所述反应炉本体的炉膛侧面下部设有熔融体排出口，上部设有供高温热解气体排出的气体出口，所述气体出口与气体收集室连接。本实用新型通过炉内上部和下部布置阳极板和阴极板，解决了低温等离子体氧化降解反应炉猝灭问题。猝灭问题。猝灭问题。


技术研发人员：程淑艳 寇佳伟 薛静 张慧敏 王涛
受保护的技术使用者：山西大学
技术研发日：2020.11.13
技术公布日：2021/9/28