一种微波等离子焚烧炉
阅读说明：本技术 一种微波等离子焚烧炉 (Microwave plasma incinerator ) 是由 曾启林 曾伟哲 熊显名 张文涛 杜浩 于 2021-07-14 设计创作，主要内容包括：本发明提供的是一种微波等离子焚烧炉,其特征是：由主炉部分和副炉部分组成,所述主炉部分包含主炉膛、传送带、焚烧物投放口、焚烧物投放口闸门、废渣排出口、废渣排出口闸门、焚烧观测窗、主炉支撑架、主炉排烟口和主微波等离子体炬,所述副炉部分包含副炉膛、副炉支撑架、观测窗、排烟口、副炉入烟口、副微波等离子体炬和排烟管,所述主微波等离子体炬与副微波等离子体炬结构相同,另外,所述主炉部分与副炉部分设有导烟管连接。本发明用于垃圾处理领域,适应了当前绿色发展的时代要求,解决了以前处理垃圾的二次污染问题,改进了目前已有技术的缺点。(The invention provides a microwave plasma incinerator, which is characterized in that: constitute by main furnace part and auxiliary furnace part, the main furnace part contains main furnace, conveyer belt, burns the thing and puts in the mouth, burns the thing and puts in a mouthful gate, waste residue discharge port gate, burns observation window, main furnace support frame, main furnace exhaust port and main microwave plasma torch, the auxiliary furnace part contains auxiliary furnace, auxiliary furnace support frame, observation window, exhaust port, auxiliary furnace income mouth, vice microwave plasma torch and the pipe of discharging fume, main microwave plasma torch is the same with vice microwave plasma torch structure, in addition, the main furnace part is equipped with the auxiliary furnace part and leads the tobacco pipe and is connected. The invention is used in the field of garbage disposal, meets the current requirement of the era of green development, solves the problem of secondary pollution of the prior garbage disposal, and improves the defects of the prior art.)
(一)
技术领域
本发明属于垃圾焚烧领域，尤其是涉及一种微波等离子焚烧炉。
(二)
背景技术
当前，国家正在进入新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局，“环保”二字已经进入生产的各行各业、生活的方方面面，可持续发展在社会中已经成为普遍的共识。同时，随着人民的生活水平不断提高，产生的垃圾数量也不断增加，各界对于垃圾处理问题的关注度越来越高。
目前，垃圾的处理方法多种多样，方法中占比最大的两种就是填埋和焚烧，而且其它方法的占比总和跟这两种的总和相比差距极大。众所周知，我国是人口大国，本来人均土地使用面积就小，所以大力推广填埋的方法进行垃圾处理并不明智。垃圾填埋不但占用土地资源，而且对环境的危害大，所以就现在而言，大力发展垃圾焚烧技术显得尤为重要。根据数据显示，垃圾焚烧处理方式的占比正在不断提高，未来有望将会成为最主要的垃圾处理方式。因此，发展垃圾焚烧技术，不断提高焚烧能力、不断减少二次污染都是垃圾焚烧面临重要问题。
在CN 108253422 A公布的一种等离子体垃圾焚烧炉及其焚烧系统中，发明采用的热源是一种等离子体炬，等离子体炬的管体内设有阳极和阴极，当等离子体炬工作时，利用阴、阳两极产生电弧，电弧将切割气体射流区域得到等离子体，然后等离子体焚烧垃圾。再有，在CN 111412474 A公布的一种村镇生活垃圾清洁焚烧装置中，发明采用的热源是一种等离子火焰发生器，等离子火焰发生器包含了放电电极、导电筒以及电源装置，电源提供高压高频电源使电极在导电筒中产生电弧，然后导电筒的风孔提供气流从而形成等离子体火焰流来焚烧垃圾。以上两发明中产生等离子体时均用到电极产生电弧作用气流，因此都难以避免放电区域的电极刻蚀或副产物沉积等问题。
(三)
发明内容
综上所述，本发明目的在于解决相关技术中垃圾焚烧处理所存在的问题，为此提供一种微波等离子焚烧炉。
根据发明提供了一种微波等离子焚烧炉，包括：所述微波等离子焚烧炉包含主炉和副炉，所述微波等离子焚烧炉主炉包括炉膛，所述微波等离子焚烧炉主炉膛下方设有传送带，所述微波等离子焚烧炉主炉膛左侧设有主微波等离子体炬，所述微波等离子焚烧炉主炉膛设有焚烧物投放口，所述微波等离子焚烧炉主炉膛设有废渣排出口，所述微波等离子焚烧炉主炉膛右面设有焚烧观测窗，所述微波等离子焚烧炉的包含副炉，所述微波等离子焚烧炉副炉包括炉膛，所述微波等离子焚烧炉副炉膛下方设有副微波等离子体炬，所述微波等离子焚烧炉副炉膛左侧设有排烟管，所述微波等离子焚烧炉副炉膛右面设有观测窗，微波等离子焚烧炉工作时，垃圾从焚烧物投放口进入主炉膛，主微波等离子体炬作用于垃圾使之燃烧，生成的废气进入副炉膛进行二次燃烧，再从排烟管排到外界，生成的废渣由传输带从废渣排出口送出。
进一步地，所述主微波等离子体炬包括微波源、调配器、波导、等离子体炬、供气口以及活塞，所述微波源包括直流电源和磁控管，微波源频率为2.45GHz，供气口通入惰性气体，微波作用于惰性气体在等离子体发生器中产生等离子体，等离子体使高温垃圾焚烧。
进一步地，所述副微波等离子体炬结构与主微波等离子体炬结构相同，供气口通入惰性气体，微波作用于惰性气体在等离子体发生器中产生等离子体，等离子体高温处理垃圾焚烧产生的废气。
进一步地，所述主炉底部设有支撑架，所述主炉顶部设有排烟口，垃圾焚烧产生的废气通过排烟口排出主炉膛。
进一步地，所述副炉底部设有支撑架，所述副炉顶部设有入烟口，垃圾焚烧产生的废气通过入烟口排入副炉膛。
进一步地，所述主炉排烟口与副炉入烟口由导烟管相连接，导烟管将主炉膛排出的废气送到副炉膛。
进一步地，所述焚烧物投放口设有闸门，所述焚烧物投放口闸门为电驱动，所述投放口闸门设有独立开关，当需要把垃圾投放主炉膛，先通过投放口闸门开关打开闸门，投放完成后再关闭。
进一步地，所述废渣排出口设有闸门，所述废渣排出口闸门为电驱动，所述排出口闸门设有独立开关。当需要把废渣排出主炉膛，先通过排出口闸门开关打开闸门，排出完成后再关闭。
进一步地，所述传送带为电动智能控制，所述电动智能控制为通过PLC与投放口闸门、排出口闸门进行联动，当投放口闸门打开时，PLC对传送带进行锁死，且传送带向排出口方向传输的前提是排出口闸门打开，当投放口闸门和排出口闸门均关闭时，传送带将在两个运动方向往返运动促进垃圾充分燃烧。
本发明提供的一种微波等离子焚烧炉，涉及的关键技术如下：
一是利用微波激发产生等离子体，即微波气体击穿放电技术，使用微波电场作为激发源，将通过电场的工作气体击穿，得到气体放电产生等离子体。产生等离子体时满足数学模型：
Eb＝E(λ,Vi,l,Λ)
其中，Eb为微波电场的有效值，E为激发产生等离子体所需的电场强度，E分别与微波的自由空间波长λ，工作气体的电离电位Vi和特征扩散长度Λ，以及电子的平均自由程Λ有关。
二是使用微波等离子体炬相关技术，微波等离子体炬通过将电能转化成微波能，再让微波能使用特定的装置转变成电场能，通过将电场能进行传输并压缩激发工作气体产生等离子体，进而形成更高能量利用率的等离子体射流，微波等离子体炬得到的高温等离子体射流在焚烧炉内直接作用于垃圾，从而使得垃圾高温热解。
通过本发明提供的微波等离子焚烧炉，解决使用相关技术对垃圾进行焚烧处理所带来的一些问题，提供了一种微波等离子焚烧炉，提高了垃圾焚烧处理水平。通过使用上述本发明的技术方案具体有以下优势：
第一，本发明的微波等离子焚烧炉体型较小，广泛适用于我国广大农村地区垃圾分布散，垃圾量有限的实际情况，而且随着国家大力推动乡村振兴，这也是进一步推动农村垃圾无害化处理的发展方案；
第二，本发明的微波等离子焚烧炉绿色环保，相比于传统的焚烧炉，经过微波等离子焚烧炉彻底处理的垃圾对环境不会造成污染，更重要的是不会产生二噁英等有害物质造成二次污染，还可以考虑将能量进行回收用于发电供暖，将废渣进行回收用于建筑材料；
第三，本发明的微波等离子焚烧炉技术提升，与以往的等离子焚烧炉用电极间所得到的电弧来激发产生等离子体相比，利用微波能量激发得到等离子体可以有效解决电极腐蚀、副产物沉积等问题，大大地提高了设备的使用寿命，减少了后期的设备维护费用。
(四)
附图说明
图1为本发明实施例1的正视结构示意图；
图2为本发明实施例1的侧视结构示意图；
图3为本发明主/副微波等离子体炬结构示意图；
图4为本发明实施例2的正视结构示意图；
图5为本发明实施例2炬头的俯视结构示意图。
图中：1主炉；1-1主炉膛；1-2焚烧物投放口；1-3废渣排出口；1-4焚烧观测窗；1-5主炉支撑架；1-6主炉排烟口；2传送带；3焚烧物投放口闸门；4废渣排出口闸门；5主微波等离子体炬；5-1微波源；5-2调配器；5-3波导；5-4等离子体炬；5-5供气口；5-6活塞；6导烟管；7副炉；7-1副炉膛；7-2观测窗；7-3副炉支撑架；7-4排烟口；7-5副炉入烟口；8副微波等离子体炬；9排烟管；9-1排烟管体；9-2排烟管支撑架；10微波等离子体炬；11炬头；11-1出火孔。
(五)
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例都应当属于本发明保护范围。
实施例1
参照图1至图3，本实施例中包含微波等离子焚烧炉主炉1和副炉7，所述微波等离子焚烧炉主炉1设有主炉膛1-1、焚烧物投放口1-2、废渣排出口1-3、焚烧观测窗1-4、主炉支撑架1-5以及主炉排烟口1-6，各设置参照图1和图2进行位置介绍，所述主炉膛1-1设于主炉中央，所述焚烧物投放口1-2设于主炉前面，所述废渣排出口1-3设于主炉后面，所述焚烧观测窗1-4设于主炉右面，所述主炉支撑架1-5设于主炉底部，所述主炉排烟口1-6设于主炉顶部，所述微波等离子焚烧炉副炉7设有副炉膛7-1、观测窗7-2、副炉支撑架7-3、排烟口7-4、副炉入烟口7-5，各设置参照图1和图2进行位置介绍，所述副炉膛7-1设于主炉中央，所述观测窗7-2设于副炉右面，所述副炉支撑架7-3设于副炉底部，所述排烟口7-4设于副炉左面，所述副炉入烟口7-5设于副炉顶部。
所述微波等离子焚烧炉主炉1左侧设有主微波等离子体炬5，所述微波等离子焚烧炉主炉1下方设有传送带2，所述焚烧物投放口设有电动闸门3，所述废渣排出口设有电动闸门4，所述微波等离子焚烧炉副炉7下方设有副微波等离子体炬8，所述微波等离子焚烧炉副炉7左侧设有排烟管9与排烟口7-4连接，所述微波等离子焚烧炉主炉1的主炉排烟口1-6与微波等离子焚烧炉副炉7的副炉入烟口7-5设有导烟管6。
所述主微波等离子体炬5包含微波源5-1、调配器5-2、波导5-3、等离子体炬5-4、供气口5-5、活塞5-6，所述副微波等离子体炬8结构与主微波等离子体炬5相同，所述包含排烟管体9-1和排烟管支撑架9-2。
本实例的工作过程：垃圾从焚烧物投放口1-2进入主炉膛1-1，然后关闭焚烧物投放口闸门3，此时传送带2和废渣排出口闸门4同时处于关闭状态，微波等离子体炬5和副微波等离子体炬8启动工作，传送带2在两个方向正/反运动，使得垃圾均匀焚烧，产生的废气经主炉排烟口1-6通过导烟管6进入副炉7进行二次燃烧处理，最后气体经排烟口7-4通过排烟管9排到外界。
实施例2
参照图4和图5，本实例与实例1相比，差别在于本实例在主炉右侧增加了一个微波等离子体炬10，以及在实例1的副微波等离子体炬8的基础上给原炬口增加一个炬头11，所述微波等离子体炬10结构与主微波等离子体炬5完全相同，包含微波源、调配器、波导、等离子体炬、供气口以及活塞，所述微波源包括直流电源和磁控管，所述炬头11设有若干个出火孔11-1，炬头11所述为一个梯形状金属结构体。
本实施例的其它结构、部件与实例1相同。
本实施例增设微波等离子体炬10，使得垃圾焚烧更加快速、充分，大大提高焚烧炉的工作效率，本实施例增设炬头11，使得微波等离子体炬喷出的火焰范围更广，从而使副炉入烟口7-5进入的废气燃烧处理更加充分，大大减少二次污染。
本实施例的工作过程与实例1相同。
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