等离子熔炉的直流电源 |
|||||||
| 申请号 | CN201710856865.1 | 申请日 | 2017-09-21 | 公开(公告)号 | CN107525400A | 公开(公告)日 | 2017-12-29 |
| 申请人 | 航天环境工程有限公司; | 发明人 | 马永华; 宋慧; 郑德刚; 张安国; 张明杰; 刘立新; | ||||
| 摘要 | 一种等离子熔炉的直流电源，所述等离子熔炉至少包括第一 等离子体 电极 组件和第二等离子体电极组件，所述直流电源用于给第一等离子体电极组件中的电极和第二等离子体电极组件中的电极提供直流 电能 ，其特征在于，直流电源包括电源 控制器 、 变压器 和N个通过 开关 串联 的直流 电压 单元，在等离子熔炉点火时，N个直流电压单元中的电开关均导通以给第一等离子体电极组件中的电极和第二等离子体电极组件中的电极提供电能，在等离子熔炉点火成功后，电源控制器控制每个直流电压单元的开关的状态来控制等离体熔炉的容器内的 温度 。本 发明 提供的直流电源根据等离子熔炉的工作状态提供不同的 输出电压 值，使等离子体熔炉容易起动工作，并扩大了工作范围。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种等离子熔炉的直流电源，所述等离子熔炉至少包括第一等离子体电极组件和第二等离子体电极组件，所述直流电源用于给第一等离子体电极组件中的电极和第二等离子体电极组件中的电极提供直流电能，其特征在于，直流电源包括电源控制器、变压器和N个通过开关串联的直流电压单元，在等离子熔炉点火时，N个直流电压单元中的电开关均导通以给第一等离子体电极组件中的电极和第二等离子体电极组件中的电极提供电能，在等离子熔炉点火成功后，电源控制器控制每个直流电压单元的开关的状态来控制等离体熔炉的容器内的温度。 |
||||||
| 说明书全文 | 等离子熔炉的直流电源技术领域[0001] 本发明涉及等离子熔炉的直流电源，更具体的说，涉及危险和无危险的物质的可控热破坏。 背景技术[0002] 以前，将废品处理方法是将废料置于填埋场。当填埋处理的后果有些有害有毒的物质慢慢向空气、水和土壤中释放，因此，造成了环境的污染，为解决这个问题，现有技术中采用采用焚化处理，但是焚化处理是有局限性的，如，有的废料不均匀，这使得焚化炉不能保持足够高的恒定温度以完全处理废品中的所有有机和无机物质，在低温循环中，产生不完全燃烧的产物(污染物)和潜在危险的有机物质(例如二氧芑、呋喃和温室气体)，并最终释放至大气中。在高温循环中，颗粒、氧化氮和金属氧化物的释放增加，包括已知的一种致癌物：六价铬。为解决上述技术问题，现有技术中采用等离子体气化对无机和/或有机固体废物、半固体废物和/或液体废物进行处理，现有技术中的气化炉通常是通过等离子熔炉的进料口将待处理的废品输送到炉膛中，而后通过等离子火炬对待送入到炉膛的废品加热气化或者熔化形成气体或炉渣，而后再对所产生的气体再处理形成可用气体进行再利用或者形成无害气体排放到空中，或对炉渣进行处理形成建筑用料。但是现有技术中仅通过控制设置在等离子气熔炉内的两个等离子电极组件之间的距离来控制炉膛内的温度，工作范围受炉膛的限制。 发明内容[0004] 为实现所述发明目的，本发明提供一种等离子熔炉的直流电源，所述等离子熔炉至少包括第一等离子体电极组件和第二等离子体电极组件，所述直流电源用于给第一等离子体电极组件中的电极和第二等离子体电极组件中的电极提供直流电能，其特征在于，直流电源包括电源控制器、变压器和N个通过开关串联的直流电压单元，在等离子熔炉点火时，N个直流电压单元中的电开关均导通以给第一等离子体电极组件中的电极和第二等离子体电极组件中的电极提供电能，在等离子熔炉点火成功后，电源控制器控制每个直流电压单元的开关的状态来控制等离体熔炉的容器内的温度。 [0005] 优选地，每个直流电压单元到少包括一个变压器次级线圈、一个检波电路、一个电子开关和一个二极管，其中，变压器次级线圈的第一端连接于检波电路的第一端，检波电路的第二端连接于二极管的正极，二极管的负极连接于电子开关的第一端，电子二开关的第二端连接于变压器次级线圈的第二端，电子开关的控制端由电源控制器进行控制。 [0007] 优选地，电源控制器经光电隔离器连接于驱动器。 [0008] 优选地，等离子熔炉的直流电源还包括电压取样电路，所述电压取样电路连接于N个通过开关串联的直流电压单元组成的总的电压源输出端和地之间以采样总的电压值。 [0009] 优选地，等离子熔炉的直流电源还包括电流取样电路，所述电流取样电路串联到N个通过开关串联的直流电压单元组成的总的电压源的电路中，以采样流过第一等离子体电极组件中的电极和第二等离子体电极组件中的电极的电流值。 [0010] 优选地，电源控制器根据电流取样电路和电压取样电路所提供的电流和电压值控制N个通过电开关串联的直流电压单元中的电开关的工作状态。 [0011] 优选地，等离子熔炉还包括控制系统和电极组件伺服机构，所述电极组件伺服机构根据控制系统提供的指令，驱动第一等离子体电极组件或者第二等离子体电极组件运动，以控制第一等离子体电极组件和第二等离子体电极组件之间的间隔。 [0012] 优选地，等离子熔炉至少设置有温度传感器，控制系统根据温度传感器提供的信息控制电极组件伺服机构以控制第一等离子体电极组件和第二等离子体电极组件的间隔和/或给电源控制器传送指令以控制N个通过电开关串联的直流电压单元中的电开关的工作状态。 [0013] 优选地，等离子熔炉还包括旋转废料旋转支架。 [0015] 图1是本发明等离子熔炉的纵向截面示意图； [0016] 图2是本发明提供废料支架的结构示意图； [0017] 图3是本发明提供的第一等离子电极组件的仰视图； [0018] 图4是本发明提供的第二等离子电极组件的仰视图。 [0019] 图5是本发明提供的直流电流的电路图。 具体实施方式[0020] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，所示实施例仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。 [0021] 本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/ 或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。这里使用的措辞“和/ 或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。 [0022] 本技术领域技术人员可以理解，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，本申请文件中所用术语，应该被理解为具有与现有技术一致的意义，除非在本申请文件被特定定义，否则不会用极端化的含义来解释。 [0023] 图1是本发明等离子熔炉的纵向截面示意图；图2是本发明提供废料支架的结构示意图；图3是本发明变形例提供的第一等离子电极组件的仰视图；图4 是本发明变形例提供的第二等离子电极组件的仰视图。如图1-4所示，根据本发明一个实施例的等离子体熔炉100包括：设置在容器支撑架119上的容器101，所述容器具有接收废物原料的空腔，所述容器的侧壁设置有进料口，所述进料口连接进料装置，由进料装置供料，所述进料装置的排料口和容器101的进料口之间设置有可伸缩的隔离门125，需要进料时，控制系统使电机工作以驱动隔离门 125打开，如果不需要进料时，控制系统使电机工作以驱动隔离门125关闭进料口。 [0024] 进料装置包括以倾斜角度设置的进料室。在一些实施例中，此倾斜角度为进料室和安装平面的夹角，大约0度与距离水平大约15度之间变化。在其它实施例中，该倾斜角度可大于15度。使进料装置倾斜设置是为了在重力作用下，从进料室向容器101中供给和排出已从废物包挤出或泄漏的废物和液体(诸如水)。根据本发明一个实施例，所述进料装置包括进料斗110、与安装平面呈0度到15 度的圆筒形进料室和设置在进料室内并沿进料室的轴线延伸的运输轴113，沿运输轴113周向盘旋设置有凸肋112以形成单螺杆机构，所述运输轴113由电机驱动旋转，沿圆筒形进料室的周向盘旋设置有导气管109，所述导气管的一端与容器101的排气孔连通，另一端再次连通于容器内腔或者连通于下游的余热锅炉。沿圆筒形进料室的周向盘旋设置的导气管109形成圆筒，在由导气管形成的圆筒的外周设置有保温筒108或者由保温材料缠覆而成的保温层以尽量防止导气管的热量散发。圆筒形进料室的壁和导气管均由导热材料制备，所述导热材料例如为金属材料。电机根据控制系统的控制信号可驱动运输轴113旋转。圆筒形进料室的侧壁上设置有向上开放的进料口，所述进料口连接于进料斗110，进料口和进料斗110之间设置有隔离门127，电机根据控制系统的指令控制所述隔离门运行从而使进料口关闭和开启。根据一个实施例，等离子熔炉还包括集气箱300，所述集气箱300的一个进气口连通于容器101的排气口107，所述集气箱的另一个进气口可连通于外来气源通道；集气箱300的排气口经控制阀129连通于导气管109，集气箱300内可设置气体含量传感器(图中未示)以探测集气箱内的气体成份。容器排出的气体先存储于集气箱300，利用气体分析仪分析集气箱内的气体成份，当集气箱300内的有害气体的含量超标时，控制系统控制控制阀129，使集气箱300的排气口与导管109的进气端连通，导气管的排气口连通于容器，使气体再次经过分解；当集气箱300内的有害气体的含量没有超过标准时，控制系统控制控制阀129，使集气箱的排气口与余热锅炉的进气端连通，利用余热与工业水进行热交换。 [0025] 在一些实施例中，进料装置可向容器101提供废物原料，诸如固体废物、多氯联苯污染物、精炼厂废物、办公垃圾、自助餐厅废物、设备维护废物(例如，木制托架、报废的照明器具、工厂废物、废水污泥)、医药废物、医疗废物、飞尘和底灰、工业和实验室溶剂、有机和无机化学制品、杀虫剂、有机氯化物、热电池、废电池和包括武器部件在内的军用废物。等离子体熔炉包括多个可收缩的可收缩的隔离门。隔离门127可邻近供料斗设置以允许向固体废物供给进料装置的进料室中供给废物原料。隔离门125邻近容器101设置并且可允许向容器101 中供给废物原料。在隔离门127关闭之后，可使用氮气对进料室加压以明显减小和/或防止空气进入容纳废物原料的容器101中，并且基本防止可燃合成气体流入到容器101中。在一些实施例中，设置防止可燃气体流入到容器101的安全部件，隔离门127紧急关闭，就可将氮气引入到进料室中。采用本发明的进料装置中的单螺杆机构在隔离门125打开时，就可将废物原料推入容器101中，使得在隔离门125与容器101的入口之间的区域中将基本没有剩余的废弃材料。除了倾斜设置进料室以允许重力帮助将废物原料移入容器101中之外，进料室的倾斜设置可有助于废物中所含水或其它液体向容器101中的排放。 [0026] 在接收废料时，为帮助减小和/或防止自进料室中产生和/或释放的有毒或有害物质，可通过开口将消毒剂引入进料室中。在一些实施例中，此开口可以是料斗口，其在废物进入进料室之前进行消毒。在其它实施例中，开口可沿进料室的一部分设置。引入进料室中的消毒剂可排入容器101中并作为废物进行处理。在另一些实施例中，消毒剂可通过沿进料室的路径设置的喷嘴引入。 [0027] 根据一实施例，在隔离门125与通向容器101的入口之间的部分可以是耐火材料衬里。 [0028] 根据一些实施例，固体和液体废物基本同时进行处理。为基本同时处理废物，可将固体和液体废物引入进料装置中以形成固体和液体废物均匀混合物。等离子体熔炉可处理相等或不等量的固体和液体废物。 [0029] 容器101可垂直放置，并且可局部或部分地构造为使得如果将一部分取下进行维护时，则其它部分可保持在其适当的位置。在一些实施例中，容器101可以为椭球形，也可以为圆柱形，还可以为下部为圆柱形室和上部为圆柱形室，中间为圆台形室以将上室和下室过渡连接。 [0030] 容器101的下室可包括熔渣/金属部和高温湍流部，其可促进气体离解和热解反应。容器101从内到外依次包括高耐热耐侵蚀层、绝缘层、保温层和耐火层。根据一个实施例，容器的内壁可以由若干层耐火材料组合而成，还可以由低碳钢和通过耐火材料层制成的隔离内壁制成，该耐火材料层可包括金刚砂或石墨砖、水硬性浇灌耐火材料、陶瓷板、陶瓷涂层、密压板和/或高耐热耐侵蚀硼硅玻璃块。容器101的内壁的设计可考虑：如何使操作灵活性、如何使加热时间最小化、在允许自然冷却和/或在不导致对容器101的耐火绝缘部和/或其它部分的损害的情况下，如何实现每天频繁的加热和冷却。 [0031] 在容器内可以设置温度传感器和/或压力传感器以可对容器101中的温度和/ 或压力进行连续或基本连续地监控以确保容器101中的负压在预定范围之内。可通过在容器101壁上设置一个或多个监控口，以使温度传感器和/或压力传感器的探头伸入容器内，以检测温度和/或压力，温度传感器和/或压力传感器可与控制系统相连以将所探测的温度信息和压力信息传送给控制系统，控制系统根据其测得的数据控制其它部件的工作状态，所述其它部件如电机的伺服机构、直流电压源的输出电压。容器101中，预定负压范围可在大约-5mm水柱与大约-25mm 之间，但运行压力选择可取决于待处理的废料的特性而改变。优选地，负压在 -5mm水柱.与大约-15mm水柱之间。 [0032] 当将无机废物提供给到容器101时，可通过加热装置使无机废物玻化或熔化。加热装置为可将电能转化成热能的装置。这些装置可以是由两个电极(阳极和阴极)组成的等离子炬，所述等离子炬安装到容器101内并且可在容器101内部产生可控等离子场。当具有较高电流值的电极组件之间形成基本稳定的气流时，等离子体电极组件可产生可控的等离子场。加热装置可产生大约100kW的等离子能。 [0033] 本发明第一实施例的等离子体熔炉100的加热装置包括两个等离子体电极组件，第二等离子体电极组件包括支撑件130和曲面形电极129，所述支撑件130 由耐高温合金制成，其包括直径略小于容器101内径的圆环、直径等于曲面的弦长的圆环及沿径向连接第一圆环和第二圆环的多个连接条组成，曲面形电极129 通过机械结构固定于直径等于曲面板的弦长的圆环上，曲面板形电极129优选是向上凸的弧形曲面。所述第一等离子体电极组件包括梳状电极，其至少包括一个连接轴、电极板1022和垂直设置在电极板上的多个电极柱，如1021。第一等离子体电极组件的多个电极柱的自由端与曲面板的间距相同，优选地，电极板1022 为圆饼形，多个电极柱均匀垂直设置在电极板上。连接轴的一端固定于电极板 1022上，另一端连接齿轮106。通过电极组件伺服机构可控制第一等离子电极组件在容器内上下运动。第二等离子体电极组件通过其支撑件130固定于容器内的适当位置，优选地，使曲面板电极129置于废料旋转架正下方，如此，当放置于废料旋转架上废料被熔化时，熔液通过曲面板电极组件流入到容器底部，从而电极板上不容易产生积垢和/或金属沉淀，如此可保持等离子熔炉长期稳定工作。同时，由于本发明中的第一等离子体电极组件中电极为梳状，有利于容器内的气体电离以产生等离子场。 [0034] 第一个等离子体电极组件102安装在容器顶部，并在电极组件伺服机构的作用下沿第二等离子体电极组件131的轴线上下运行，以控制容器空腔内的温度。等离体电极组件102包括中空的轴和安装于轴上的电极组件段，轴的空腔用于穿过导线，所述导线连接于电极组件段上，用于给电极组件段提供电能，所述电能由直流电源供给，后续结合附图5进行说明直流电源的电路。用于驱动第一等离子体电极组件上下运行的电极组件伺服机构包括：支架123、锯齿条122、圆饼形齿轮106、圆饼形齿轮104和驱动电机105，支架123固定于熔炉项的上部，其中央设置有通孔以供连于电极组件段的筒形轴穿过，所述支架上垂直设置有锯齿条122。等离子体电极组件102的筒形轴的一端固定于圆饼形齿轮106，另一端连接于电极组件段。所述齿轮与锯齿条122啮合。电机105的输出轴与齿轮 104啮合，电机105在控制系统的作用下进行工作，当需要容器101内的温度降低时，电机105的输出轴带动齿轮104顺时针旋转，齿轮104带动齿轮106逆时针旋转，齿轮106沿着锯齿条122向上移动，从而使第一等离子体电极组件102 向上移动，以使等离子体电极组件102和等离子体电极组件129的距离加大，容器101的温度降低。当需要容器101内的温度升高时，电机105的输出轴带动齿轮104逆时针旋转，齿轮104带动齿轮106顺时针旋转，齿轮106沿着锯齿条122向下移动，从而使第一等离子体电极组件向下移动，以使等离子体电极组件 102和等离子体电极组件 129的距离减小，容器101的温度升高。 [0035] 本发明中，等离子熔炉还包括废料旋转支架，其包括直径略小于容器内腔的直径的圆环齿轮1301、直径远小于容器内腔直径的圆环1302，圆环齿轮1301 可与废料旋转支架伺服机构中的齿轮啮合；圆环齿轮1301和圆环1302之间均匀设置有多个呈辐射状的长方体形径向连接条，如1033，相邻两个连接条之间还设置有至少一个周向连接条，如此，使废料旋转支架形成大的网孔形。制作时，根据待处理废料的大小设置网孔的大小，通常，网孔的尺寸小于废料的尺寸。若处理液体废料可将废料旋转支架设计成圆环形槽以容纳液体。 [0036] 废料旋转支架伺服机构包括传动齿轮124、驱动齿轮116和电机17。在容器 101的侧壁内沿周向设置有多个L型的固定架，如126，多个固定架沿容器内壁的周向均匀且同一高度设置，多个固定架用于固定环形导轨128。在容器101的侧壁上设置有开口，开口内设置有轴，传动齿轮124能够绕该轴转动，传动齿轮 124延伸于容器外的部分与电机117的输出轴上连接的驱动齿轮116啮合，延伸于容器内的部分与圆环齿轮1301啮合。圆环齿轮1301下设置有开口向下的环形凹槽或者多个能够在导轨128上滑动的滑动组件，安装时，将导轨128嵌入在废料旋转支架的圆环齿轮1301下的滑动组件中或者环形凹槽中，如此，当电机 117 带动其驱动齿轮116旋转时，传动齿轮124也旋转，从而带动环形齿轮1031也旋转。工作时，废料旋转支架的第一位置置于进料口下，进料口倒入的固态废料先放置于废料旋转支架的第一位置；废料旋转支架在支架伺服机构的作用下旋转时，废料旋转支架的第二位置置于进料口下，承接了废料的第一位置离开进料口下端的位置被容器内的加垫装置加热而气化和/或熔化，如此循环，倒入到容器内的固态废料均匀布置于废料旋转支架上，不会造成堆积，使反应更加充分和快速。 [0037] 通过控制第一等离子体电极组件中的电极和第二等离子体电极组件中的电极之间的间隙，可对电极之间的弧电压进行控制，从而调节容器101的内部温度。第一实施例中，主要是是指第一等离子体电极组件中的电极的顶端和第二等离子体电极组件中的电极的底部之间的间隙。电极之间的间隙的尺寸可选择为使得弧电压基本保持在设计水平。该设计水平可考虑如下因素：废物的特征；加热装置供给的能量与完成分子的离解、热解、气化和熔解过程期望所需能量之间的比例；期望产生的合成气体的量与设计容量之间的比；和/或容器101内的温度和/或氧气条件。施加于第一等离子体电极组件中的电极和第二等离子体电极组件中的电极之间的电压越高，电极之间可允许的间隙越大，而工作电流越低。如果电压下降到最小预定阈值水平以下，则可减小电极组件中的电极之间的间隙，直到电压升高到或超过该最小预定阈值水平。如果电压升高到最大预定阈值水平以上，则可增加电极组件中的电极之间的间隙，直到电压稳定在最小到最大预定阈值范围之内。在200kW功率的等离子熔炉中，电极组件中的电极之间的间隙可选择为使得运行电压近似为200伏。最小和最大阈值预定阈值水平可选择为大约160 到大约240伏，而电极组件之间的间隙可大约为20mm到大约150mm。加热装置可通过加热系统可通过交流电和/或直流电来供电，本发明通过直流电源供电，后续结合附图4进行说明。 [0038] 来自废物原料的玻化或熔化废物可形成熔渣诸如玻璃状熔渣，其可收集在容器101底部的渣池中。熔渣可通过一个或多个出渣口120从容器101排出，所述出渣口可设置在距容器101底部适当的指定的高度处并且可设置在环绕容器101 的周边的径向位置处。一个或多个出渣口与水平面呈一定角度设置，熔融的熔渣层可保持近似连续的气体密封。一个或多个出渣口相对于与容器101在出渣口的位置处相交的水平面的角度大约可为10度。 可替代地，多个出渣口可以与水平面呈不同的角度设置。 [0039] 熔渣可通过出渣口排入到熔渣/金属合金收集装置中。熔渣/金属合金收集装置可包括出渣车。出渣车可为气冷型也可以为水冷型。排出的熔渣可在水箱中淬火，致使排出的熔渣固化和破裂成较小的片。熔渣可在固态下经得住沥滤。从容器101移出的固体熔渣可通过传送带或其它用于传输的合适装置从熔渣/金属合金收集装置传输到料箱并且可再利用或除掉。熔渣还可可排入其它特别指定的建筑机械装置，诸如通过沙隔离的模具中以形成建筑材料。 [0040] 在具有不只一个出渣口的情形中，出渣口可设置在环绕容器101的不同的位置处和/或不同的高度处。出渣口可以交替顺序每次打开一个，或基本同时打开。在出渣期间，容器101中的废物的供给和/或处理可继续。 [0041] 固体熔渣可用于许多商业应用，诸如道路构筑、混凝土骨料、喷抛清理、玻璃纤维和/或玻璃纤维状材料，固体熔渣可以是无害的并且可不需要填埋。此外它可形成装饰花砖或与建筑材料结合使用以形成轻质组合家用建筑材料。出渣口通过由耐高温材料构成的出渣塞封闭。当要启动出渣时，将出渣塞手动或远程控制拉出，从而使熔融熔渣/金属混合物从容器101流出进入收集装置中。 [0042] 由于容器101中的低氧环境，存在于废物流中的一些金属氧化物可还原成其元素形式。存在于废物原料中的金属和金属合金也可在容器101中熔化。经过一段时间，可在渣池底部积聚一金属层。诸如铁类的特定金属可能不容易与渣池中含有的硅酸盐反应。熔渣可吸收这一些金属和金属氧化物，但如果在废物中存在大量金属，则金属可能积聚。如上所述，熔融金属可与熔融熔渣一起通过出渣口排出，并进行处理。 [0043] 容器101中接收的废物可经历分子离解和热解过程。热解是这样的过程：与焚化或燃烧相比，在极端低氧环境中运行的强热通过该过程使分子离解。在此过程期间，废物可通过加热装置加热。加热的有机废物可进行处理，直至它离解成其元素成分，诸如固态碳(碳微粒)和氢气。如果在废物中以碳氢化合物的衍生物的形式存在，则氧、氮和卤素(诸如氯)也可被释出。在热解和/或部分氧化之后，所产生的气体(例如，合成气)可包括一氧化碳、氢、二氧化碳、水蒸气、甲烷和 /或氮。 [0044] 离解的氧和氯可自由地与所产生的碳和氢反应，并且可重新形成各种复杂且可能有害的有机化合物。然而，这些化合物通常不能在容器101内保持的高温下形成，在高温下，仅有限数量的简单化合物可以是稳定的。当存在氯或其它卤素时，最通常稳定的化合物是一氧化碳、氮、氢气和氯化氢气体。 [0045] 废料中存在的氧的量可能不足以将废料中存在的所有碳转化成一氧化碳气体。废料中存在的湿气可通过“蒸汽转化”反应从容器101中的高温环境吸收能量并且形成一氧化碳和氢气。如果废物流中存在不足量的氧或湿气，则未反应的碳微粒可被夹带在气流中并从容器101中载出。因此，需要在二次反应器再次处理。 [0046] 容器101内产生的合成气加热到至少大约1000℃，该合成气体中包含未被分解的成份，因此，根据本发明一个实施例，等离子熔炉还包括循环子系统，从容器101的排气口107中排出的气体再次导入容器，以对未被分解的成份进行再次分解。根据本发明一个实施例，将从容器101排出的气体先引入进料装置中的旋形导气管中以对进料室中的废料进行预热，而后再由排出口排入到容器101 中。根据本发明，进入到容器中的废料被推到呈碗状的废料旋转支架上，且该支架在电机117的作用下可以顺时针或逆时针旋转，废料旋转支架带着固体废料旋转的过程中被容器内的加热装置加热而分解或熔化，熔渣通过支架上的空隙掉入容器底部。如此结构防止了废料在容器底部堆积，从而提高了加热效率，处理废品的速度大大提高。 [0047] 图5是本发明提供的直流电源的电路图，如图5所示，根据本发明一个实施所述直流电源用于给第一等离子电极组件和第二等离子电极组件提供直流电能，本发明提供的直流电源包括变压器B、N级直流电压单元和电源控制器，所述变压器包括一个初级线圈和N个次级线圈，相邻电源单元通过续流线圈级联，所述N为大于或者等于4的整数，所述变压器将115V/220V的400Hz的交流电压变换成所需要的交流电压。N个直流电压单元的组成相同，每个电源单元包括变压器次级的第一个线圈(如L1、L2，…，LN)、一个整流器(如D11、D21、… DN1)、一个续流二极管(如(D12、D22、…、DN2)、一个电子开关(如T1、 T2、…、TN)和一个驱动级(DR1、DR2、…、DRN)，电子开关为IGBT管，所述整流器的正极连接于变压器次级的线圈的第一端，整流器的负极连接到续流二极管的负极；续流二极管D的正极连接到IGBT管的集电极组件，IGBT管的发射极连接到变压器次级的线圈的第二端，IGBT管的栅极连接到驱动级，由驱动级根据光电隔离器接收的电源控制器的控制信号控制IGBT管的通断。IGBT管工作于开关状态，当IGBT的栅极输入一个高电位时，IGBT管导通，线圈的第二端相当于接到续流二极管的正极。整流器将线圈输出的交流电压整流转换直流电压。续流二极管两端的电压为，上端为正，下端为负。当IGBT管的栅极输入一个低电位时，IGBT管截止。续流二极管两端的电压为二极管结电压。驱动器经光电隔离器(如IN1、IN2、…、INN)与电源控制器相连。 [0048] 第1个电源单元与第2个电源单之间用续流线圈L12相连，即续流线圈L12 连接于续流二极管D1的负极和续流二极管D2的正极之间；第2个电源单元与第 3个电源单元之间用续流线圈L23相连，依次类推，第N-1个电源单元与第N个电源单元之间用续流线圈相连接。如此，如果每个电源单元的电子开关均同时导通的情况下，交流调制电源总的输出总电压为V总为各个直流电压输出的电压之和。等离子熔炉中，可通过在容器的底部或者测壁上设置电源孔以使电极组件连接于外部的直流电源。 [0049] 在等离子熔炉点火时，N个直流电压单元中的电开关均导通以给第一等离子电极组件中的电极和第二等离子电极组件中的电极提供较高的电压，在等离子熔炉点火成功后，电源控制器控制每个直流电压单元的开关的状态来控制等离体熔炉的容器内的温度。优选地电源控制器经驱动器控制电子开关的工作状态。优选地电源控制器经光电隔离器连接于驱动器。优选地，等离子熔炉的直流电源还包括电压取样电路，所述电压取样电路由电阻R1和电阻R2相串联并连接于N个通过开关串联的直流电压单元组成的总的电压源输出端和地之间，从电阻R1和电阻R2相连的节点取出取样电压，并送给电源控制器；优选地，等离子熔炉的直流电源还包括电流取样电路R3，所述电流取样电路R3串联到N个通过开关串联的直流电压单元组成的总的电压源的电路中，以采样流过第一等离子电极组件和第二等离子电极组件的电流值。优选地，电源控制器根据电流取样电路和电压取样电路所提供的电流和电压值控制N个通过电开关串联的直流电压单元中的电开关的工作状态。直流电源还包括电容C1，其连接于总的电源输出端和地之间用于滤波。 [0050] 根据本发明一个实施例，等离子体容器101内至少设置有温度传感器，控制系统根据温度传感器提供的信息控制电极组件伺服机构以控制第一等离子体电极组件中的电极和第二等离子体电极组件中的电极的间隔，从而控制容器内的温度，当通过电极组件伺服机构不能再对电极组件间的间隔进行调整时，通过和电源控制器以控制N个通过电开关串联的直流电压单元中的电开关的工作状态，以控制提供给两个电极组件的电压，进而控制容器内的温度，由于本发明设置了可调电源，因此扩大了等离子熔炉容器内的温度范围，进一步适应了对处理不同特性的废料的需要。 [0051] 需要说明的是，本文中所称的“一个实施例”、“实施例”或者“一个或者多个实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性包括在本发明的至少一个实施例中。此外，请注意，这里“在一个实施例中”的词语例子不一定全指同一个实施例。 [0052] 应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，仅是为了区别。 [0053] 此外，还应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明所要求的保护范围由所附权利要求书限定。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈