專利名稱：：廢物處理和資源再生用的可調(diào)節(jié)、自供能量的一體型電弧等離子體－熔融室熔漿化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般涉及廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，更具體地涉及作為可調(diào)節(jié)的廢物處理及電力生產(chǎn)設(shè)備一體型系統(tǒng)的獨(dú)立可控電弧等離子體-焦耳加熱熔融室組合件。
背景技術(shù)：
：近一、二十年來，由於填坑的空間限制及與設(shè)置新焚化爐有關(guān)的問題，城市固體廢物和其它廢物的處理已成為一個(gè)主要的議題。此外，日益增長(zhǎng)的環(huán)境意識(shí)已使許多大城乃至整個(gè)國(guó)家將主要關(guān)心放在確保固體廢物能適當(dāng)處理上。見如美國(guó)EPA，固體廢物難題行動(dòng)備忘錄，EPA/530-SW-89-019，華盛頓，哥倫比亞特區(qū)(1989)。人們已經(jīng)進(jìn)行了通過焚化和廢熱發(fā)電來縮減城市固體廢物的體積及使其所含能量再生的嘗試。標(biāo)準(zhǔn)的將廢物轉(zhuǎn)換成能量的焚化爐對(duì)廢物流的固體可燃燒部份進(jìn)行處理，產(chǎn)生蒸汽以驅(qū)動(dòng)蒸汽透平，并由于燃燒過程產(chǎn)生廢物灰分。通常，灰分被埋在城市填坑中。但目前的趨勢(shì)和最近的法規(guī)可以要求將這樣的物料運(yùn)輸?shù)綔?zhǔn)許埋危險(xiǎn)廢物的填坑去。這將大大增加處理灰分的成本。更有甚者，公眾日益關(guān)心從填坑產(chǎn)生氣體泄出及對(duì)地下水可能污染的問題。另一與焚化爐系統(tǒng)有關(guān)的缺點(diǎn)是產(chǎn)生大量氣體泄放，因而需要有成本昂貴的空氣污染控制系統(tǒng)，試圖降低氣體泄放水平，以符合立法機(jī)構(gòu)規(guī)定的要求。為克服與焚化爐系統(tǒng)有關(guān)的缺點(diǎn)，在先前技術(shù)中，人們?cè)秒娀〉入x子體炬以消除有毒廢物。在一定運(yùn)行條件下，應(yīng)用電弧等離子體炬要優(yōu)于傳統(tǒng)的焚化爐或燃燒過程，因?yàn)橛呻娀〉入x子體矩產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物的體積要遠(yuǎn)小于典型焚化或燃燒期間產(chǎn)生的體積，在氣體產(chǎn)物中有毒物質(zhì)較小，在某些情況下，廢料能加以氣化。例如，卡爾特等的美國(guó)專利No.5280757披露了在反應(yīng)器中應(yīng)用電弧等離子體炬以氣化城市固體廢物這一專利。由此產(chǎn)生的產(chǎn)物包含中等質(zhì)量的氣體和具有較低毒性元素析出性的熔渣。巴頓等的美國(guó)專利No.4644877涉及采用電弧等離子體炬破壞聚氯二苯(PCBs)這一專利。廢料被電弧等離子體炬原子化和電離化，然后在反應(yīng)腔內(nèi)被冷卻和復(fù)合成氣體和顆粒物體。，貝爾等的美國(guó)專利No.4431612討論了采用中空石墨電極轉(zhuǎn)移電弧等離子體爐對(duì)諸如PCBs的危險(xiǎn)廢物的處理。在別特勒等的美國(guó)專利No.5284503中，披露了對(duì)鉛污染土壤和廢電池材料進(jìn)行改造的過程。由此土壤形成了陶瓷化的熔渣。由廢電池殼產(chǎn)生的可燃?xì)怏w和陶瓷化鉛最好運(yùn)送至常規(guī)熔煉爐，作其燃料應(yīng)用。由巴頓等、貝爾等、卡爾特等及別特勒等建議的系統(tǒng)具有很多缺陷。例如，這些缺陷包括對(duì)范圍很廣的廢物進(jìn)給沒有足夠的加熱、混合和停留時(shí)間以確保產(chǎn)生高質(zhì)量、非浸析的玻璃狀物質(zhì)。此外，爐膛尺寸和進(jìn)給器的設(shè)計(jì)也受到很大限制，因?yàn)殡娀〉入x子體是其唯一熱源，因此爐壁必須相對(duì)靠近電弧等離子體。由于對(duì)爐膛尺寸的限制，因而在爐壁上常常產(chǎn)生很高的熱應(yīng)力。先前技術(shù)中具有金屬電極的電弧等離子體爐，當(dāng)它在較高的直流電流下使用時(shí)，還受到電極壽命短促的限制。因此，為獲得較高的功率輸出，必須通過拉長(zhǎng)電弧來提高電弧的電位。這造成對(duì)爐子側(cè)壁的輻射熱損失，并導(dǎo)至金屬電極(炬)的效率不高。此外，在處理冷的、非導(dǎo)電物料時(shí)，常常會(huì)產(chǎn)生與先前技術(shù)中轉(zhuǎn)移電弧等離子體起動(dòng)和重新起動(dòng)這樣電弧等離子體系統(tǒng)有關(guān)的困難。這樣，雖然先前技術(shù)的這些嘗試曾是有用的，但在此技術(shù)中，仍然需要有一個(gè)耐用的、易于操作的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，它使危險(xiǎn)氣體泄出達(dá)到最小，而使范圍很廣的固體廢物成為有用能量的轉(zhuǎn)換達(dá)到最大，并以安全、穩(wěn)定的形式產(chǎn)生有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)物流量，或者對(duì)處理不要求有特殊危險(xiǎn)廢物的考慮。因此希望提出一種耐用、對(duì)用戶友好的，且高度靈活的方法和設(shè)備，以便將種類繁多的廢料轉(zhuǎn)換成有用的能量和穩(wěn)定的產(chǎn)物，同時(shí)使危險(xiǎn)氣體的泄出達(dá)到最小，從而克服與先前技術(shù)有關(guān)的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種方法和設(shè)備，它能以增大的轉(zhuǎn)換率將諸如城市和工業(yè)廢物的固體廢料轉(zhuǎn)換成有用的能量，而空氣污染卻大大減少。本發(fā)明另一目的是提出一種方法和設(shè)備，用于將種類繁多的廢料轉(zhuǎn)換成具有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)物，或安全、穩(wěn)定、適于處理的產(chǎn)物。本發(fā)明另一目的是提出一種方法和設(shè)備，它采用由獨(dú)立可控電弧等離子體與焦耳加熱熔融室組合而成的一體型系統(tǒng)對(duì)廢料進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本發(fā)明的再另一目的是提出一種方法和設(shè)備，它在直接聯(lián)結(jié)的一體型系統(tǒng)中采用電弧等離子體向焦耳加熱熔融室提供加熱的物料以便對(duì)廢料進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本發(fā)明的又另一目的是提出一種方法和設(shè)備，它采用完全一體型的焦耳加熱熔融室與電弧等離子體組件以轉(zhuǎn)換廢物。本發(fā)明的再另一目的是提出一種轉(zhuǎn)換廢料的方法和設(shè)備，其中在完全一體型系統(tǒng)中的焦耳加熱熔融室和電弧等離子體在具有公用熔池和相互獨(dú)立的功率調(diào)節(jié)狀態(tài)下同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明的又另一目的是提出一種方法和設(shè)備，它采用由焦耳加熱熔融室和電弧等離子體組合而成的一體型系統(tǒng)以熔融廢料。本發(fā)明的再另一目的是提出一種方法和設(shè)備，它采用快速高溫?zé)峤夥椒▉磙D(zhuǎn)換廢料，從而能提供適于燃燒的高純度氣體。本發(fā)明的又另一目的是提出一種方法和設(shè)備，它通過小型、高效燃?xì)馔钙交騼?nèi)燃機(jī)，高效地將廢料轉(zhuǎn)換成能產(chǎn)生電力的氣體燃料。本發(fā)明的再另一目的是提出一種廢物轉(zhuǎn)換組件，它在燃?xì)馔钙交騼?nèi)燃機(jī)中采用變化量的，諸如天然氣、柴油或某些其它燃料的輔助燃料，因而是能自供能量，或向外界提供一定水平電力的。本發(fā)明的這些和其它目的是通過一個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，此系統(tǒng)能將城市固體廢物、工業(yè)廢物或其它廢物處理成穩(wěn)定的、不可浸析的、適于商業(yè)用途或能對(duì)環(huán)境無危害地加以處理的產(chǎn)物。此系統(tǒng)還能將空氣析出降至最低，而能將對(duì)電力生產(chǎn)有用的氣體產(chǎn)物的生產(chǎn)量升至最高。本發(fā)明提出一種緊湊的、廢物至能量的處理系統(tǒng)，其優(yōu)越性是能在單個(gè)部位上，將廢料完全或基本完全轉(zhuǎn)換成有用的氣體和產(chǎn)物流量。此外，該產(chǎn)物流量能用于各種商業(yè)應(yīng)用?；虼?，該產(chǎn)物流量處于安全、穩(wěn)定的廢物形式，對(duì)其處理不要求有特殊危險(xiǎn)的考慮。電弧等離子體爐和焦耳加熱熔融室一體型系統(tǒng)與燃?xì)馔钙交騼?nèi)燃機(jī)發(fā)電設(shè)備的組合提供了一種自供能量的廢物處理和電力生產(chǎn)設(shè)施，它能部署成相對(duì)小型的組合式組件，并能按比例設(shè)置以處理大量城市固體廢物。主要處理組件最好包含對(duì)廢料加熱的直流或交流電極電弧等離子體，且它還具有對(duì)熔池進(jìn)行焦耳加熱的能力。電極電弧或一些電極電弧最好是具有石墨電極的直流電極電弧或一些直流電極電弧。直流電極電弧結(jié)合特殊電路的應(yīng)用確保電弧等離子體和焦耳加熱熔融室的同時(shí)獨(dú)立控制。電弧等離子體和焦耳加熱熔融室的主要運(yùn)行模式是高溫?zé)峤?貧氧運(yùn)行)。在一個(gè)最佳實(shí)施例中，系統(tǒng)運(yùn)行，使快速高溫?zé)峤獍l(fā)生，從而產(chǎn)生與其它高溫?zé)峤夥椒ㄏ啾扔懈呒兌鹊臍怏w。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例應(yīng)用電弧等離子體爐組合，它向與電弧等離子體爐聯(lián)結(jié)的焦耳加熱熔融室提供加過熱的物料。感應(yīng)加熱/或混合線圈可用于提供熔池中附加的加熱和/或混合。在本發(fā)明的另一最佳實(shí)施例中，電弧等離子體和焦耳加熱熔融室部件由公用熔池進(jìn)行完全結(jié)合，這使該系統(tǒng)能同時(shí)獨(dú)立地可控，即這些部件的運(yùn)行是可調(diào)節(jié)的。電弧等離子體產(chǎn)生于石墨電極或一些不墨電極與熔融物料之間。石墨是優(yōu)于金屬的電弧電極材料，因?yàn)槭姌O能簡(jiǎn)化處理，也因?yàn)槭姌O在等離子體炬中具有比金屬電極高得多的電流通過能力。此外，石墨電極相對(duì)金屬電極等離子體炬系統(tǒng)中經(jīng)常的更換尖端，要求的維護(hù)更少。但是應(yīng)看到，諸如鎢或類似的其它金屬元素也可用作電極材料。這一可調(diào)節(jié)的、完全一體型的系統(tǒng)應(yīng)用電和機(jī)械械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)使靈活性和有效性達(dá)到最大。本發(fā)明這一實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，但不限于是，能將多種物料熔融成高質(zhì)量、穩(wěn)定、不可浸析的玻璃狀物質(zhì)的高處理速率，和由于此一體型系統(tǒng)因而對(duì)體積的要求縮小。焦耳加熱熔融室提供深度體積加熱，并能以均勻混合特性將整個(gè)熔池保持在恒定溫度下，從而產(chǎn)生高質(zhì)量、均勻的玻璃狀產(chǎn)物。電弧等離子體提供必要的輻射表面加熱，以便用比其它工藝高很多的速率高效處理進(jìn)給物料。電弧等離子體和焦耳加熱熔融室的同時(shí)、獨(dú)立可控運(yùn)行是由預(yù)定的電弧熔融室的結(jié)構(gòu)和電路提供的。雖然不企圖限制于此，但電弧等離子體最好由直流電弧加以運(yùn)行，而焦耳加熱熔融室由交流功率加以運(yùn)行。直流電弧和交流供電焦耳加熱熔融室的布置確保有獨(dú)立控制和運(yùn)行每一部件的性能。結(jié)合電弧等離子體來應(yīng)用熔融室能進(jìn)行比先前技術(shù)更均勻的加熱。此外，由焦耳加熱玻璃狀物質(zhì)熔融室設(shè)施提供的深度體積加熱又使運(yùn)行更為容易。它也提供了維持廢物足夠電導(dǎo)率以快速重新起動(dòng)電弧等離子體所必須的恒定熱源，這是因?yàn)橹匦缕饎?dòng)需應(yīng)用通過廢物的導(dǎo)電路線。此外，完全一體型系統(tǒng)使?fàn)t壁得以離開電弧等離子體遠(yuǎn)一些，因?yàn)檫@里還設(shè)置一輔助熱源。壁與電弧等離子體之間間距的增大可增加進(jìn)給，減少在爐子襯砌上的熱應(yīng)力。本發(fā)明也使電極具有長(zhǎng)的使用壽命，并能應(yīng)用各種電弧等離子體和焦耳加熱器的功率水平。電弧等離子體和焦耳加熱熔融室功率的獨(dú)立控制保證了表面加熱和深度體積加熱的配合比的連續(xù)可調(diào)節(jié)，這可在不同運(yùn)行階段進(jìn)行優(yōu)化。例如，為傾倒玻璃狀物質(zhì)或維持玻璃狀物質(zhì)熔池的溫度，可能要求輔助加熱，而在進(jìn)給的開始階段，可能必須有輔助表面加熱。此外，對(duì)不同的廢物流量要對(duì)應(yīng)不同的表面加熱和體積加熱配合比。例如對(duì)城市廢物的表面與深度體積的加熱比例可小于包含大量金屬和高溫材料的工業(yè)廢物。根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生出的高質(zhì)量、熔融產(chǎn)物可有各種用途。例如，熔融產(chǎn)物可壓碎，混入至瀝青中用於路面或類似物。不然，熔融產(chǎn)物可用于替代爐渣或建筑用板中的灰渣，從而使板中的吸水性達(dá)到最小。此外，熔融產(chǎn)物可固化成最終形體，其體積要遠(yuǎn)小于先前的熔融產(chǎn)物。這種固化體適于處理，對(duì)健康和環(huán)境沒有危害。上述列出了本發(fā)明基本較為關(guān)鍵的目的。提出這些目的僅僅是為了展示發(fā)明的某些突出特征和應(yīng)用。許多其它有益的結(jié)果，如將要說明的那樣，可以不同的修正發(fā)明的方式應(yīng)用所披露的發(fā)明而獲得。因此，發(fā)明的其它目的和更全面的了解可參考以下最佳實(shí)施例的詳細(xì)說明而得到。附圖概述為更全面地了解本發(fā)明，必須結(jié)合附圖參考下述說明，其中圖1(a)是適用于本發(fā)明的方法和設(shè)備的工藝流程示意圖，其中在直接連接一體型系統(tǒng)中，電弧等離子體向熔融室供應(yīng)已加熱的物料；圖1(b)是適用于本發(fā)明替代實(shí)施例的方法和設(shè)備的工藝流程示意圖，其中圖1(a)中所示的燃燒室和燃?xì)馔钙奖换鸹c(diǎn)火或柴油內(nèi)燃機(jī)所替換；圖2(a)-2(e)是本發(fā)明提出的直接連接的電弧等離子體爐和焦耳加熱熔融室；圖3(a)和3(b)是圖2(a)-2(e)中所示的電弧爐和焦耳加熱熔融室設(shè)備的僅用于其電弧等離子體部分的直流功率系統(tǒng)設(shè)備；圖4(a)表示本發(fā)明提出的電弧等離子體和焦耳加熱熔融室的替代最佳實(shí)施例，其中爐子和熔融室采用公用熔池制作成完全一體的系統(tǒng)；圖4(b)表示完全一體型的電弧等離子體爐和熔融室，其中熔融室部分的電極相對(duì)電弧等離子體-熔融室組件的垂直部分傾斜地設(shè)置；圖4(c)是圖4(a)的完全一體型系統(tǒng)，它具有本發(fā)明提出的用于感應(yīng)加熱和混合的磁場(chǎng)線圈；圖4(d)展示圖4(a)的完全一體型系統(tǒng)，它具有本發(fā)明替代實(shí)施例提出的次級(jí)增熱器；圖5展示完全一體型的電弧等離子體爐和焦耳加熱熔融室系統(tǒng)，它具有獨(dú)立可控的功率供應(yīng)系統(tǒng)；圖6(a)和6(b)分別為用于圖5所示完全一體型系統(tǒng)的交流功率系統(tǒng)和直流功率系統(tǒng)；圖7(a)和7(b)為示于圖5的完全一體系統(tǒng)的兩種電極結(jié)構(gòu)和幾何形狀的平面圖；而圖8展示了具有連結(jié)交流電極一部分能力的電路框圖，按照?qǐng)D5所示的一體型系統(tǒng)，交流電極將傳導(dǎo)交流和直流電流。在附圖的若干視圖中，對(duì)相似部件采用相似的標(biāo)號(hào)。最佳實(shí)施例的詳細(xì)說明現(xiàn)請(qǐng)參考圖1(a)，圖中展示了適用于本發(fā)明的方法和裝置的示意圖。系統(tǒng)10包括具有電弧等離子體爐12和熔融室32的主要處理組件。如圖2更詳細(xì)地所示，電弧等離子體爐12建造成，存在于爐中的氧氣量是可以調(diào)節(jié)的。爐12包括頂部12a、底部12b及側(cè)面12c和12d。此外，爐12最好至少包括四個(gè)口，圖1中以14、16、18和20a表示。如在這里論述的那樣，開口14使形成電弧爐12中的氣體能通過開口14排出，為氣體線路30添加燃料，并經(jīng)處理作為燃料氣體。開口或氣體排出口14可由任何常規(guī)的、能控制可燃?xì)怏w排出量的任何常規(guī)器材構(gòu)成。例如，但并不意味著限制于，氣體從爐12的排出量可由開口14上的流量控制閥或類似物加以控制。氣體排出品14最好設(shè)置在爐12的頂部12a或頂部12a的附近。另一個(gè)辦法是如圖2所示，可將氣體排出口設(shè)置在室32中。如圖1(a)、1(b)和2(a)2(e)進(jìn)一步所示，開口16使得在爐12中形成的熔渣或玻璃狀物質(zhì)能流入至焦耳加熱的熔融室32中。流過開口或口16的流量最好通過將爐12建造成如圖2所示具有傾斜壁12d來控制。這樣，在達(dá)到預(yù)定高度之前，熔渣物質(zhì)36積聚在爐12中，然后迫使熔渣36流過壁12d而入熔融室32中。同時(shí)，便并不意味著限制于，壁12d可如圖2所示地在約為45°的角度下形成。熔渣開始流過壁12d進(jìn)入熔融室32的高度根據(jù)所要求的廢料在爐內(nèi)的停留時(shí)間及進(jìn)給速率來確定。這樣的結(jié)構(gòu)也使玻璃狀物質(zhì)得以連續(xù)地去除，且同時(shí)防止氣體的進(jìn)入或外流。開口或金屬排出口18使得在爐12中形成和收集的金屬能排出，并與在爐12中形成的氣體和熔渣分開。排出口18建造成能夠控制熔融金屬材料從爐12排出量的任何形式。例如，可采用流量控制閥和設(shè)備以控制通過排出口18流至金屬收集器28的流量。最好如圖1和2所示，將開口16設(shè)置在爐12的側(cè)面12d，將金屬排出口18設(shè)置在爐12的底部12b或靠近底部12b。同時(shí)，但并不意味著限制于，爐12可如圖2所示那樣地設(shè)計(jì)成底部12b是傾斜的。廢料進(jìn)入口12a設(shè)置成，廢料26以受控制的方式從廢物進(jìn)給系統(tǒng)20通過口20a進(jìn)給至爐12中。同時(shí)，口20a可包括，但并不限于包括流量控制閥或類似物，以監(jiān)控廢料26的進(jìn)給速率。進(jìn)給系統(tǒng)20可以是任何通常類型的進(jìn)給系統(tǒng)，它能夠?qū)⒊鞘泄腆w廢物，或諸如危險(xiǎn)廢物、醫(yī)院廢物、焚化爐中的爐灰或類似物進(jìn)給至爐12中，只要此進(jìn)給系統(tǒng)不允許空氣通過進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)入爐中。如圖1(a)所示，爐12可包括諸如空氣或氣體進(jìn)入口12e的輔助口?？諝饣驓怏w進(jìn)入口12e包括諸如流量控制閥或類似物的流量控制器。口12e最好位于如圖1(a)所示的熔渣物質(zhì)36高度的附近，通過爐子而進(jìn)入。這樣，空氣50b(它可包含預(yù)定量的蒸氣80)在受控制的速率和時(shí)間下，在轉(zhuǎn)換過程期間被注入至爐12中以控制離開爐子的氣體的成分。此外，可通過開口12e引入空氣和/或蒸氣以確保進(jìn)給物料中的任何碳都已被轉(zhuǎn)換成諸如CO、CO2、H2、CH4及類似物的含碳?xì)怏w。這將減少由于處理過程期間碳沒有完全轉(zhuǎn)換成含碳?xì)怏w而造成的炭化量。耐火材料24被用于襯砌爐12。耐火材料24可由能對(duì)付溫度超過約3000℃的任何合適材料構(gòu)成。例如，但并不意味著限制于，耐火材料24的爐12及其部分可由陶瓷材料或石墨構(gòu)成。爐12包含電極或若干電極22，它們最好由石墨制成。最好應(yīng)用石墨而不是金屬去作電極材料，因?yàn)槭姌O簡(jiǎn)化過程，且比在金屬炬中應(yīng)用的那些電極具有更高的電流通過能力。此外，相對(duì)金屬炬系統(tǒng)的經(jīng)常的尖端更換，石墨電極要求的維修要更少一些。由于爐子的充氣空間中的預(yù)計(jì)條件既包括部分氧化氣氛，也包括促進(jìn)水-氣體反應(yīng)的條件在600-1000℃下因此沒有特殊措施，就可能有不可接受的石墨消耗。為此，石墨電極22最好涂敷有氧化鋯、碳化硅、氮化硼或其它保護(hù)性涂層以使石墨消耗達(dá)到最小，并延長(zhǎng)其使用壽命。例如，當(dāng)向爐12進(jìn)給含碳物質(zhì)的城市固體廢物時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高的吸熱反應(yīng)，為將可燃燒材料轉(zhuǎn)換成燃燒氣體，將不可燃燒材料轉(zhuǎn)換成熔渣，約要求600千瓦-小時(shí)/噸城市固體廢物。電極或若干電極22在爐12中可或以交流或以直流電流進(jìn)行運(yùn)行。但是在爐12中，最好采用直流電弧而不是交流電弧，因?yàn)閼?yīng)用直流電弧會(huì)加強(qiáng)電弧的穩(wěn)定性，并能減少電極消耗?？赡芊e聚在爐12底部的金屬能通過金屬排出口18而被取走。爐12還可包含一個(gè)或多個(gè)電極86a，86b，它們最好設(shè)置在爐12的底部12b或其附近。熔融室32包含頂部32a、底部32b和側(cè)面32c及32d，它是焦耳加熱的，并最好直接與爐12相連接。焦耳加熱的熔融室32或采用交流功率或采用直流功率進(jìn)行加熱。在最佳實(shí)施例中，焦耳加熱的熔融室32是采用交流功率來加熱的，而電弧電極22則應(yīng)用直流功率。將熔渣36保持在適當(dāng)溫度所要求的能量等于從熔融室外表面散走的熱損失。已證明這十分低，即對(duì)于適當(dāng)設(shè)計(jì)的熔融室來講，約為20-30千瓦/每平方米的熔渣或玻璃狀物質(zhì)的表面積。熔融室32與電弧爐12緊密連接的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，熔融室32提供附加的熔融體積，從而提供在處理過程中更長(zhǎng)的停留時(shí)間，消除金屬短接焦耳加熱熔融室底部上電極的現(xiàn)象。這造成通過熔渣排出口82從系統(tǒng)10排走的熔渣或玻璃狀產(chǎn)物更為均勻。耐火材料34起焦耳加熱熔融室32的襯墊作用，并可由能經(jīng)住約1600℃溫度的任何材料構(gòu)成。例如，耐火材料34可由陶瓷材料或類似物構(gòu)成。電極38a、38b最好這樣地設(shè)置在熔融室32中，即當(dāng)熔渣36進(jìn)入熔融室32時(shí)，電極38a和38b被淹沒于其中。例如，如圖1和2所示，電極38a可設(shè)置在熔融室32的一個(gè)側(cè)面32b上，而電極38b則設(shè)置在熔融室32的相對(duì)側(cè)面32c上，這樣交流或直流電流能在其間流動(dòng)。電極38a、38b最好設(shè)置在熔融室32的底部32d或其附近。但應(yīng)指出，只要有足夠電流能夠通過熔渣36，電極38a、38b的任何布置都可適用于本發(fā)明。還應(yīng)指出，熔融室32還可包括如圖2(a)-2(e)所示的輔助電極38c。熔融室32還可包括輔助加熱系統(tǒng)90。如圖2(a)-2(e)所示，輔助加熱系統(tǒng)90包含一個(gè)或多個(gè)加熱器92、管道98、熔渣倒出管道94、口96和熔渣收集器100。同時(shí)，構(gòu)造不受此限制，在圖2(a)-2(e)中展示了若干在輔助加熱系統(tǒng)90中設(shè)置管道98的替代結(jié)構(gòu)。從熔融室32通過管道98流動(dòng)的熔渣36，受到加熱器92的加熱。然后熔渣36通過熔渣倒出管道94流至口96，并由此排出至熔渣收集器100。口96可包含流量控制閥或類似物以控制熔渣36從加熱系統(tǒng)90的排出量。當(dāng)需要減小熔渣的粘性以保持熔渣在熔融室中的高度時(shí)，就應(yīng)用輔助加熱系統(tǒng)90。輔助加熱系統(tǒng)也抵消熔渣跌落至熔渣容器之前到達(dá)熔渣排出時(shí)的熱損失。如圖2所示，因此熔渣可收集在容器84和/或100中。當(dāng)處理危險(xiǎn)廢物時(shí)，容器28、84和100最好相應(yīng)地與口18、82和96密封地相連接，這樣，空氣和/或氣體不會(huì)由此進(jìn)入系統(tǒng)或由系統(tǒng)排出?，F(xiàn)在將說明本發(fā)明的處理方法。廢料26從進(jìn)給系統(tǒng)20通過進(jìn)入口20a進(jìn)給至爐12中。如上所述，電弧爐12最好包含采用直流電弧運(yùn)行的石墨電極或一些石墨電極22。該設(shè)備特別適于將固體廢物材料加工成玻璃狀物質(zhì)或熔渣及有用氣體。爐12中的電弧最好設(shè)計(jì)成直接接觸進(jìn)給的物料26。兩種類型的電源設(shè)置適用于本發(fā)明，以便將三相交流功率轉(zhuǎn)換成直流功率以起動(dòng)和維持電弧爐12中穩(wěn)定的直流電弧。圖3(a)和3(b)展示了僅用于圖2中所示的電弧爐和焦耳加熱熔融室設(shè)備中等離子體部分的直流功率系統(tǒng)部分。此組合系統(tǒng)的焦耳加熱熔融室部分可應(yīng)用常規(guī)的交流功率系統(tǒng)，諸如由太平洋西北實(shí)驗(yàn)室(PacificNorthwestLaboratories)或能源部(DepartmentofEnergy)應(yīng)用的，并可買到的那些交流功率系統(tǒng)。如圖3(a)所示，所展示的是一臺(tái)常規(guī)的三相閘流晶體管橋式整流器200，它具有“漂置”或“箝壓”二極管212。次級(jí)變壓器繞組204向閘流晶體管206a、206b供應(yīng)交流電壓，它們對(duì)第一相202a進(jìn)行整流。同樣，次級(jí)變壓器繞組204向閘流晶體管206c、206b供應(yīng)交流電壓，它們對(duì)第二相202b進(jìn)行整流，而次級(jí)變壓器繞組204向閘流晶體管206e、206f供應(yīng)交流電壓，它們對(duì)第三相202c進(jìn)行整流。這樣，圖3(a)中以208表示的經(jīng)整流的相跨越點(diǎn)210a和210而供應(yīng)?！绑閴骸倍O管212連接在橋式整流器的輸出(+)218和(-)220之間。電感線圈214與不接地電纜串接在“箝壓”二極管212和電弧爐12之間。電感線圈214用于供應(yīng)瞬時(shí)電壓，它是電弧爐12運(yùn)行期間為維持穩(wěn)定電弧216而經(jīng)常要求的。“箝壓”二極管212的作用是在直流電弧216的電壓超過整流器開路電壓時(shí)，為電流提供一條從電感線圈214流動(dòng)的路線?，F(xiàn)請(qǐng)參考圖3(b)，圖中展示了適用本發(fā)明的將三相交流功率轉(zhuǎn)換成直流功率的另一常規(guī)電路230。這類電路適用于維持爐12中的直流電弧。并經(jīng)常用于直流電弧焊接系統(tǒng)。在圖3(b)所示的電路中，飽和電抗器232a、232b和232c與三相交流次級(jí)變壓器繞組和三相二級(jí)管整流器橋中的每一個(gè)進(jìn)行串聯(lián)。飽和電抗器232a、232b和232c的作用是改變變壓器和二極管整流器交流輸入之間交流電流線路的阻抗，從而提供了一種方法，即使電弧電壓改變相當(dāng)快時(shí)，也能保持要求的電弧216中的直流電流量。圖3(b)中所示的電路230中的次級(jí)變壓器繞組204可以是Y型或△形的。假如次級(jí)繞組204是Y形的，則初級(jí)繞組(在圖3(b)中未表示)必須是△形或是帶中性回路或不帶中性回路的Y形。在圖3(b)所示的這類電路中，“箝壓”二極管不是必須有的，因?yàn)闃蚴秸髌髦械亩O管就提供了這一功能。電抗器214用于提供為維持爐12中穩(wěn)定的直流電弧216所必須的瞬時(shí)電弧電壓。重要的是閘流晶體管型或飽和電抗器型整流器具有通常超過直流電弧電壓的足夠高的開路直流電壓。還有重要的是，當(dāng)電弧電壓處于零至至少為正常開路整流器電壓90％的范圍內(nèi)時(shí)，即使電弧電壓很快變化，任何一種類型的電源必須能保持預(yù)置的直流電流值。假如電弧爐12是由交流而不是直流電源供電的，則最好采用圖3(b)所示的飽和電抗器型電路，因?yàn)樗瘸Ｒ?guī)的閘流晶體管型交流開關(guān)能提供更高程度的電弧穩(wěn)定性。與電弧的接觸以及存在于廢料26中的金屬的比重造成在爐12中形成三個(gè)相或三個(gè)層金屬層、熔渣層和氣態(tài)層。電弧爐12在溫度范圍約為1400-2000℃之間運(yùn)行，而最好根據(jù)廢物進(jìn)給的成分，在約為1550-1600℃范圍內(nèi)運(yùn)行。電弧等離子體在約為3500-4500℃的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。金屬層或相88直至收集到足夠量之前，由于重力分離而積聚在爐膛12a的底部。然后，金屬88通過排出口18排入至單獨(dú)的容器中。如上所述，口18可由能經(jīng)住約為1400-2000℃溫度范圍的金屬的任何合適材料構(gòu)成?？?8還可包含控制閥或類似物以控制金屬88從爐12的排出量。產(chǎn)生于電弧爐12中的玻璃狀物質(zhì)或熔渣36在溢水孔之下通過，進(jìn)入與爐12相連接的焦耳加熱熔融室32。雖然焦耳加熱熔融室32的運(yùn)行溫度可根據(jù)熔渣成分和性能而改變，但熔融室32最好在約為1200-1600℃之間運(yùn)行。在爐12和熔融室32中的重要運(yùn)行模式是高溫分解模式。但是，也可要求在部分氧化模式下運(yùn)行以協(xié)助進(jìn)行大數(shù)量可燃物料的處理。在圖1中進(jìn)一步展示，系統(tǒng)10還包括透平56、發(fā)電機(jī)60及用于將電弧爐-熔融室組件連接于此所必須的設(shè)備。例如，系統(tǒng)10最好包括熱氣體清潔設(shè)備40、廢熱回收組件72和空氣及水注入系統(tǒng)48和68。雖然在圖1(a)中未表示，但在進(jìn)給系統(tǒng)20中，對(duì)廢料26在被進(jìn)給至爐12之前還可應(yīng)用進(jìn)給調(diào)節(jié)處理。除去圖1(a)中所示的組件外，最好包含對(duì)離開清潔組件40或燃?xì)馔钙降臍怏w進(jìn)行洗滌的廢氣洗滌處理設(shè)備以由此去除任何酸性氣體。對(duì)離開電弧爐12的氣體進(jìn)行氣體調(diào)節(jié)的唯一要求是在熱氣體清潔組件40中進(jìn)行氣固分離以便將進(jìn)入透平56的顆粒數(shù)量減至最少。在爐12中產(chǎn)生的氣體是由于快速高溫?zé)峤饨Y(jié)果形成的可燃?xì)怏w。如這里討論的，快速高溫?zé)峤馔ǔＶ辽偈?0％的廢料轉(zhuǎn)變成對(duì)燃燒有用的氣體。這樣，應(yīng)用本發(fā)明的電弧爐12提供的氣體約包含2％二氧化碳、44％一氧化碳、43％氫氣、2％甲烷，其余為輕質(zhì)碳?xì)浠衔铩Ｔ跔t12中生產(chǎn)的氣體通過管線30輸送至熱氣體清潔組件40中，在那里灰分42被去除，從而從燃料氣體44中分出。吸入空氣48進(jìn)入壓縮機(jī)46，而離開壓縮機(jī)46的空氣50則可劃分成若干股排氣流。例如，空氣流50a進(jìn)給至燃燒室52，而空氣流50b可被進(jìn)給至爐12中。燃料氣體44進(jìn)入燃燒室52，與空氣50a組合。在燃燒室52中產(chǎn)生的熱氣體和蒸汽54驅(qū)動(dòng)透平56，它通過58與發(fā)電機(jī)60相連接，這樣，從而發(fā)出電能量64。透平56最好是高效的蒸汽注入的燃?xì)馔钙健＿@樣的透平在市場(chǎng)上可買到。為確保自供能量的運(yùn)行，特別在啟動(dòng)階段，可向燃燒室52(或如圖1(b)所示的內(nèi)燃機(jī)55)進(jìn)給變化數(shù)量的天然氣或其它類型的燃料53。水68通過泵66進(jìn)入系統(tǒng)10，到達(dá)熱再生蒸汽系統(tǒng)72，即熱交換器，在那里熱從透平出口的熱氣體62中交換給水流70。廢氣74與熱再生蒸汽系統(tǒng)72中的蒸汽76分離開。蒸汽76如圖1(a)所示，最好相應(yīng)地作為透平56的蒸汽78和供給空氣流50b的蒸汽80進(jìn)行再循環(huán)。現(xiàn)請(qǐng)參考圖1(b)，所示過程與圖1(a)中所示的相似，除了壓縮機(jī)46、燃燒室52和燃?xì)馔钙?6被內(nèi)燃機(jī)55所代替。內(nèi)燃機(jī)55比壓縮機(jī)-燃?xì)馔钙礁菀资褂茫杀靖鼮榻?jīng)濟(jì)，特別對(duì)小型可調(diào)節(jié)等離子體-熔融室電轉(zhuǎn)換組件更是如此。空氣50a和輔助燃料53可根據(jù)燃料氣體44的成分以預(yù)定方式進(jìn)給至內(nèi)燃機(jī)55中。內(nèi)燃機(jī)55的效率最好能為可調(diào)節(jié)等離子體-熔融電轉(zhuǎn)換組件所需的全部或基本全部的電功率提供足夠的電力。雖然不企圖限制於此，但內(nèi)燃機(jī)55最好在相當(dāng)貧油的模式下運(yùn)行，即高的空氣與燃料之比，以氫氣-一氧化碳?xì)怏w作為燃料。這樣，可由富氫的氣體中產(chǎn)生電力。采用在約0.5-0.6范圍的低當(dāng)量比例(燃料/空氣比例相對(duì)化學(xué)計(jì)量比例)的運(yùn)行，NOx的產(chǎn)量可大大降低，也即相對(duì)化學(xué)計(jì)量運(yùn)行要減少至1/100以下。碳?xì)浠衔锖鸵谎趸嫉呐懦鲆矊⑹值汀；鸹c(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)越性在于，對(duì)于十分小的組件這樣的內(nèi)燃機(jī)比較便宜，且比透平更容易起動(dòng)和停止。為加速電力生產(chǎn)達(dá)到要求的水平，特別在啟動(dòng)階段，可應(yīng)用諸如富氫氣體、丙烷、天然氣或柴油燃料的輔助能原以驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。輔助燃料的量可根據(jù)廢物流的成分進(jìn)行變化，也即引入廢料的熱值和廢料中可燃物質(zhì)的數(shù)量以及對(duì)廢物進(jìn)行處理所需的電力。在圖4-8中展示了本發(fā)明的替代最佳實(shí)施例。在此實(shí)施例中，直流電弧和交流焦耳加熱電系統(tǒng)完全組合成一體，并同時(shí)在單一的玻璃狀熔融液中運(yùn)行，但在電學(xué)上則通過采用特殊的功率輸出電路互相隔離。這樣，圖4(a)-(c)和5中所示的電弧等離子體-熔融室組合件在熱學(xué)上和電學(xué)上都是結(jié)合成一體的，而圖1(a)、1(b)和2中所示的與焦耳加熱熔融室相連接的電弧等離子體爐則在一個(gè)方向上進(jìn)行熱學(xué)上的連接，也即焦耳加熱熔融室中熔池中的熱量沒有用于加熱構(gòu)成電弧等離子體爐中電流回路主要部分的熔池。由本發(fā)明提出的完全結(jié)合為一體的等離子體-熔隔室系統(tǒng)的優(yōu)越性是具有在等離子體加熱和玻璃狀物質(zhì)熔融室加熱之間功率的連續(xù)可調(diào)性能。例如，當(dāng)希望應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)部分，如電弧等離子體或熔融室時(shí)，連續(xù)可調(diào)獨(dú)立功率分配是有用的。連續(xù)可調(diào)獨(dú)立功率分配提供了變化條件下的耐用性和促進(jìn)運(yùn)行的簡(jiǎn)易性。連續(xù)可調(diào)獨(dú)立功率分配通過對(duì)固體廢物產(chǎn)品，如玻璃狀物質(zhì)和廢氣的產(chǎn)生進(jìn)行額外的控制，還能額外地改進(jìn)效率，并使對(duì)環(huán)境方面的吸引力達(dá)到最大。電弧等離子體和熔融室的連續(xù)可調(diào)獨(dú)立運(yùn)行使用戶得以選擇多種類型的加熱。例如，電弧等離子體(或一些等離子體)提供輻射性的表面加熱。大量等離子體功率可在進(jìn)給起始階段應(yīng)用。稍少一些，但仍為相當(dāng)量的等離子體功率可在連續(xù)進(jìn)給期間使用。高的廢物表面溫度加熱促進(jìn)高的通過量處理以及快速高溫?zé)峤庖援a(chǎn)生高質(zhì)量的可燃?xì)怏w。高表面加熱在那些材料難于熔融，或材料是高導(dǎo)電的處理中，從而在不存在電弧等離子體情況下，限制了玻璃狀物質(zhì)焦耳加熱有效性時(shí)也是需要的。應(yīng)用玻璃狀物質(zhì)熔融室電極進(jìn)行焦耳加熱提供了深度體積加熱。這類加熱通過促進(jìn)整個(gè)熔池中的混合，確保產(chǎn)生高質(zhì)量的玻璃狀物質(zhì)。它也為更為穩(wěn)定的轉(zhuǎn)移電弧運(yùn)行提供了導(dǎo)電材料。體積加熱的獨(dú)立應(yīng)用還可被用于在沒有進(jìn)給時(shí)，以低的功率要求將廢物保持于熔融狀態(tài)。體積加熱對(duì)玻璃狀物質(zhì)的傾倒也很重要。等離子體加熱和玻璃狀熔融室加熱的連續(xù)可調(diào)獨(dú)立功率分配促使為了玻璃狀物質(zhì)傾倒或改進(jìn)的玻璃狀物質(zhì)生產(chǎn)使用額外的體積加熱，而不會(huì)增加只有等離子體加熱時(shí)的諸如材料的過度揮發(fā)和爐壁熱應(yīng)力的負(fù)面效應(yīng)。除去給定類型廢物流處理期間的連續(xù)可調(diào)獨(dú)立功率分配外，一體式等離子體熔融室組件的可調(diào)特征還可用于對(duì)不同類型的廢物流的處理進(jìn)行優(yōu)化。例如，城市廢物流要求的等離子體功率相對(duì)量通常比具有高溫度熔點(diǎn)材料和大量金屬的，諸如由大量無機(jī)物物體構(gòu)成的危險(xiǎn)和工業(yè)廢物流要低。熔融室體積加熱的應(yīng)用也促使等離子體電極結(jié)構(gòu)有更大的選擇范圍。因?yàn)槿谑殷w積加熱將材料保持在基本為融和導(dǎo)電的狀態(tài)，因此可容易地應(yīng)用一個(gè)以上的等離子體電極。這部分是由于熔融材料提供了電極間的導(dǎo)電線路。這樣，為應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)等離子體電極可能容易地進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)運(yùn)行。增大的靈活性可用于優(yōu)化可燃?xì)怏w的生產(chǎn)、使顆粒排出達(dá)到最小和減少電極磨損。等離子體和熔融室加熱系統(tǒng)的連續(xù)可調(diào)獨(dú)立功率分配提供了大為增加的溫度控制量。溫度的空間和時(shí)間控制，這在以前是未曾有過的，可用于改進(jìn)組合式的電弧等離子體和熔融室熔漿化系統(tǒng)的實(shí)用性和環(huán)境吸引力。如這里討論的，本發(fā)明提出的焦耳加熱熔融室和電弧等離子體的完全結(jié)合也促使采用具有兩個(gè)電弧等離子體電極的長(zhǎng)條的熔融室。熔融的材料能在兩個(gè)電弧等離子體電極之間提供導(dǎo)電或電流線路。這一結(jié)構(gòu)大大增加了廢物進(jìn)給和熔渣泄放的靈活性，也增加了電弧等離子體電極的壽命和耐用性。雙電弧等離子體電極一長(zhǎng)條室的布置由于焦耳加熱熔融室而得到促進(jìn)，因?yàn)榻苟訜崛廴谑夷茉跔t子閉置周期期間提供必需的熱量以保持兩個(gè)電弧等離子體電極之間的導(dǎo)電路線，也在長(zhǎng)條熔融室內(nèi)提供均勻的加熱。示于圖4-8中的本發(fā)明的實(shí)施例包含電路布置，如在標(biāo)準(zhǔn)的常規(guī)焦耳加熱熔融室中那樣，它就用浸沒式電極使要求的交流功率得以通過熔融體，它也使直流電弧等離子體電路得以通過可移動(dòng)的上電極之間的，或者，如需要，通過這些電極和/或浸沒的反向電極之間的熔融體同時(shí)運(yùn)行。廢物的類型和熔融熔渣的特性將確定最佳運(yùn)行模式。示于圖4(a)-4(d)的一體型電弧等離子體-熔融室組體300包3含反應(yīng)槽302。焦耳加熱熔融室促進(jìn)了對(duì)過程輸入最小能量，生產(chǎn)高質(zhì)量高溫?zé)峤鈿怏w，因而受到贊賞。這一情況之所以能存在是因?yàn)?，輸入至電弧的能量不需大于高溫?zé)峤夂腿廴陔娀^(qū)中材料所要求的能量。與只采用電弧等離子體爐的情況相反，應(yīng)用焦耳加熱將未熔融的進(jìn)給材料之下的熔池保持于要求的溫度。加入空氣/氧氣和/或空氣與蒸汽的組合以消除熔融表面的炭化，并調(diào)節(jié)玻璃狀物質(zhì)的氧化還原狀態(tài)。焦耳加熱熔融室向氣體/蒸汽混合物引入的熔池側(cè)面附近提供能量(即熱的玻璃狀物質(zhì))。一體型組件300還可包含輔助加熱器320。反應(yīng)槽302包括頂部302a、底部302b和側(cè)面302c及302d。通常，底部302b具有如圖4所示的V字形結(jié)構(gòu)。反應(yīng)槽302還至少包括一個(gè)口或開口304a，用于將廢料330引入至反應(yīng)槽302中。在最佳實(shí)施例中，反應(yīng)槽302如圖4(a)-4(d)所示，包括若干口或開口304a和304b?？?04a和304b可包括流量控制閥或類似物以控制廢料330進(jìn)入槽302的流量，并防止空氣由此進(jìn)入槽302。最好這些口304a和304b也是能被控制的，這樣，能有選擇地單獨(dú)或同時(shí)使用一個(gè)或多個(gè)口。反應(yīng)槽302還包含氣體口或開口306及金屬/熔渣傾倒口或開口310。如以上參考圖1(a)所討論的那樣，由口306排出的氣體最好進(jìn)入線路30(如圖1(a)和1(b)所示)，并將送入至洗滌室、透平或類似物以便進(jìn)一步處理?？?06設(shè)置有流量控制閥或類似物，這樣，在反應(yīng)槽302中生成的氣體可有選擇地排放進(jìn)入至線路30中。金屬/熔渣口310的運(yùn)行方式與圖1(a)中所示的口28的運(yùn)行方式相似。特別地，口310設(shè)計(jì)成具有流量控制閥或類似物，這樣，在處理期間，金屬和/或熔渣能按預(yù)定的時(shí)間間隔卸除，并引入至金屬/熔渣參集器312中。當(dāng)處理危險(xiǎn)廢物時(shí)，收集器312最好密封地與口310相連接，這樣，空氣和/或玻璃狀物質(zhì)不會(huì)由此進(jìn)入系統(tǒng)或從系統(tǒng)排出。室320的作用與圖2所示的輔助加熱器90相似。特別地，由于比重的差異，金屬/熔渣層332中的金屬向槽302的底部302b移動(dòng)。金屬/熔渣層332中的熔渣則通過開口或口326a排入至管道326中。管道326的設(shè)置最好參考圖2(a)-(b)，與所示及說明的管道98相似。熔渣334被腔322a和322b繼續(xù)加熱足夠時(shí)間，以提供均勻的熔渣產(chǎn)物。然后，熔渣334通過熔渣傾倒管道324和328，從而離開室320進(jìn)入熔渣收集器336。在處理危險(xiǎn)廢物時(shí)，收集器336最好密封地與口328相連接，這樣，空氣和/或氣體就不會(huì)由此進(jìn)入系統(tǒng)，或由系統(tǒng)排出。反應(yīng)槽302還包含若干交流焦耳加熱電極308a和308b。圖4(a)還展示，電極308a和308b可相應(yīng)地在側(cè)面302c和302d上從一個(gè)至另一個(gè)地加以設(shè)置。此外，電極308a-308b設(shè)置成，當(dāng)進(jìn)行處理時(shí)，電極308a-308b浸沒在熔渣332的混合物中。圖4(b)展示了本發(fā)明提出的電極308a和308b設(shè)置的替代布置。圖4(b)所示的電極308a和308b的設(shè)置能便于電極的更換。特別是，這種類型的布置得以更換電極而不必排空爐膛。排空爐膛是不希望有的，因?yàn)樗３?huì)惡化爐襯。因此，將電極308a和308b相應(yīng)放置在一角度309a和309b上，在防止氣體逸出或排出的同時(shí)，還在要時(shí)便于電極的更換。雖然并不想將結(jié)構(gòu)限制于此，但電極308a和308b相對(duì)爐子相應(yīng)內(nèi)側(cè)面的角度309a和309b最好在約30°-45°之間。對(duì)于焦耳加熱熔融室還最好使用金屬電極或涂層的石墨電極。電極338可設(shè)置在任意角度上，只要它們是設(shè)置在爐膛的內(nèi)表面上。電弧等離子體電極或一些電極最好由石墨制成。正好在電極底部以上部分的電極長(zhǎng)度可加以涂層以減少腐蝕率。如圖4(b)進(jìn)一步表示的，交流供電的焦耳加熱電極308(a)和308b)最好相應(yīng)地通過爐子302的側(cè)面302c和302d而插入。如上所述，電極相對(duì)爐子相應(yīng)內(nèi)側(cè)的角度309a和309b最好在約30°-45°之間。每一電極的頂端最好在金屬爐殼之外延伸，并用與電接地爐殼電絕緣的電連接件加以覆蓋。每一電極的底端浸沒在熔池緊下方至要求的深度。通過對(duì)電極至熔融體表面下進(jìn)入點(diǎn)位置的適當(dāng)選擇，電極將沒有一部分是曝露在直流電弧或由此電弧發(fā)出的輻射之下，從而增加了該電極的壽命。當(dāng)必須更換電極308a和/或308b時(shí)，將已用過的電極從熔池抽出。如果插入至熔池中的新電極未經(jīng)電極預(yù)熱，則在電極與溶池接觸處，冷電極會(huì)引起溶池的粘性增加，從而造成難于將此新電極插入至熔池中。最好應(yīng)用特殊的、電絕緣的、限定電流的電源對(duì)此電極進(jìn)行通電，它將在熔池與電極的聯(lián)接處安全地提供附加的熱量，從而使新電極能充分地浸沒在熔池中。在最佳實(shí)施例中，還可對(duì)每一電極設(shè)置適當(dāng)?shù)碾姾蜔岬慕^緣，這樣，在正常運(yùn)行期間，每一電極將在熱和電兩方面與金屬爐殼隔絕。圖4(c)展示了本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中采用了磁場(chǎng)線圈315a和315b以進(jìn)行感應(yīng)加熱和/或混合。為達(dá)到與引入至組合式直流電弧等離子體-熔融室中的特定廢物流相匹的最優(yōu)熔融率，除去通常由爐子的熔融室部分和爐子的直流電弧部分產(chǎn)生的攪攔和混合之外，最好還有附加的攪攔和混合。這可通過在關(guān)鍵位置添加諸如線圈315a和315b的磁場(chǎng)線圈，以產(chǎn)生更大的J×B力，它轉(zhuǎn)而又引起熔池中的附加混合物和/或加熱來完成。線圈315a和315b可設(shè)置在金屬爐殼內(nèi)，但在熔池的耐火材料襯之后?？商鎿Q的是，假如爐殼是由諸如304L或316牌號(hào)的非磁性不銹鋼制成的，則線圈可放置在殼的外側(cè)。線圈315a和315b與交流電源相聯(lián)。電源的頻率可根據(jù)物料而改變。熔池混合的加強(qiáng)是“調(diào)整”類型的一個(gè)例子，它可以增加爐子電極的壽命和廢物的通過量。適合于應(yīng)用焦耳加熱熔融室的表面和體積加熱的混合可調(diào)節(jié)性的特點(diǎn)同樣適合于結(jié)合等離子體的感應(yīng)加熱熔融室的應(yīng)用。在最佳實(shí)施例中，如圖4(c)所示，感應(yīng)加熱性能是設(shè)置在電弧等離子體-焦耳加熱熔融室系統(tǒng)中的。對(duì)某些類型的廢物處理，最好只用電弧等離子體和感應(yīng)加熱來運(yùn)行。該實(shí)施例的代表性系統(tǒng)將與圖4(c)中所示的，沒有焦耳加熱電極的系統(tǒng)相同。磁場(chǎng)線圈可結(jié)合圖1(a)和1(b)中所示的電弧等離子體-熔融室組件用于感應(yīng)加熱和/或混合，這也將是受到贊賞的。在那些實(shí)施例中，電弧等離子體爐和焦耳加熱熔融室各自都設(shè)置線圈。這樣，與電弧等離子體爐一起使用的線圈可獨(dú)立于與焦耳加熱熔融室結(jié)合使用的線圈而運(yùn)行和調(diào)節(jié)。圖4(d)展示了本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中等離子體熔融室過程的替代結(jié)構(gòu)包含一個(gè)次級(jí)增強(qiáng)系統(tǒng)307。此系統(tǒng)可以是室內(nèi)的電弧等離子體，用以提供進(jìn)一步熱解離開初級(jí)等離子體-熔融室過程的可冷凝碎塊所必須的熱能。例如，如圖4(d)所示，次級(jí)熱增強(qiáng)系統(tǒng)307可放置在口306附近，或在其內(nèi)部。等離子體熔融室過程中廢物向電能的轉(zhuǎn)換取決于固體和液體廢物向氣態(tài)產(chǎn)品氣體的最大轉(zhuǎn)換。在高溫?zé)峤膺^程中，部分排出氣體可能包含輕于中重油的可冷凝物。假如離開初級(jí)等離子體-熔融室的氣體得到冷卻，由于在爐溫下存在可冷凝物，可能造成部分廢氣的液化。次級(jí)等離子體廢氣室確保這些油轉(zhuǎn)換成不可冷凝的可燃?xì)怏w，形成由加入的廢料中得到能量值的強(qiáng)化再生。當(dāng)次級(jí)等離子體室307如圖4(d)所示那樣地設(shè)置時(shí)，由于初級(jí)爐室和次級(jí)等離子體室307是直接相連的，因此離開初級(jí)爐室的氣體在進(jìn)入次級(jí)等離子體室307之前，其溫度沒有降低。這使熱解和氣化過程所要求的總能量達(dá)到最小。除了強(qiáng)化電弧等離子體熔融室過程的氣體廢物中的能量再生外，等離子體廢氣腔307再進(jìn)一步除在初級(jí)爐室中沒有摧毀的有毒品種。這強(qiáng)化了摧毀所有形成諸如呋喃和dioxins的先驅(qū)品種的過程的有效性。此外，在處理揮發(fā)性的和半揮發(fā)性的毒性有機(jī)物時(shí)，次級(jí)等離子體室能有效地摧毀所有有毒的品種。因?yàn)樗须x開爐子的可冷凝品種都在次級(jí)等離子體室中轉(zhuǎn)換成可燃?xì)怏w，二次廢物生成達(dá)到最小。應(yīng)意識(shí)到，等離子體廢氣室可能不是一直需要的，但在處理期間，可單獨(dú)地加以調(diào)節(jié)。如圖4(a)或4(b)所示，直流電極314a和314b設(shè)置在反應(yīng)槽內(nèi)。如圖5所示，電極314a和314b提供接觸進(jìn)給物料330的電弧344。可如圖4或圖5所示的那樣，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)輔助電極338，從而形成正的(+)340和負(fù)的(-)342輸出。一體型系統(tǒng)300的一種結(jié)構(gòu)涉及功率分配中的電容器356和特殊設(shè)備的應(yīng)用。如圖5所示，單相焦耳加熱電弧等離子體一熔融室302具有電弧344的單對(duì)電極314和338。熔融室302的焦耳加熱部分最好應(yīng)用交流電源346，而熔室302的電弧部分最好應(yīng)用直流電源348。圖5所示的最佳實(shí)施例應(yīng)用直流和交流電源348、346的組合，它們分別向單槽或熔融體槽302中的電極供電，廢料330則在其中經(jīng)受轉(zhuǎn)換過程的處理，包括漿化。特殊電路是必須的，因?yàn)橹绷麟娀‰娏?14、338將與焦耳加熱交流電極308a、308b相互作用，除非采取特殊步驟以防止這樣的相互作用，及向焦耳加熱電極供電的變壓器的失靈。該電路使電弧等離子體和焦耳加熱熔融室得以進(jìn)行獨(dú)立的控制。假如應(yīng)用單相、雙相或三相交流起弧電極來替代直流起弧電極，仍然可能有交流電弧電路和焦耳加熱交流電路之間的相互作用。同時(shí)交流-交流相互作用相當(dāng)復(fù)雜，能產(chǎn)生許多從屬的相互作用，在這些情況下，常常難于控制局部加熱和電極腐蝕。因此，最好采用與焦耳加熱交流電路相結(jié)合的直流電弧電路。直流電源348包括電感器360、初級(jí)繞組362、次級(jí)繞組366a、366b，以及飽和電抗器364a、364b和364c。初級(jí)繞組362最好是△形連接的。飽和電抗器364a、364b和364c則相應(yīng)地與次級(jí)繞組366a、366b和366c進(jìn)行串聯(lián)。假如直流電流348通過廢料330和具有淹沒式焦耳加熱交流電極308a、308b的熔渣/金屬熔332，交流電極308a、308b直接與變壓器352的端點(diǎn)相聯(lián)而沒有阻塞直流電流348流過變壓器352繞組的裝置，則變壓器352的芯會(huì)飽和。這造成變壓器352的初級(jí)繞組350中的電流增大，使變壓器352在十分短的時(shí)期內(nèi)失靈。為了同時(shí)運(yùn)行槽302中的電弧等離子體和焦耳加熱熔融室，因此必須使交流電流346持續(xù)通過熔池332以進(jìn)行焦耳加熱，而同時(shí)阻斷直流電流348流動(dòng)。電容器356被用于阻斷直流電流348，通過交流電流346。最好電容器356與每一變壓器的次級(jí)繞組進(jìn)行串聯(lián)，以便在爐子運(yùn)行條件的很寬的范圍內(nèi)平衡每一相中的電流。如圖5進(jìn)而表示的，電容器356與次級(jí)繞組354相聯(lián)，而此次級(jí)繞組354則和飽和電抗器358相聯(lián)。圖6(a)和6(b)是適用于本發(fā)明的電路布置圖。具體講，在圖6(a)中展示的是三相交流電源346，而在圖6(b)中展示的是直流電源348。電路包括反映通過整個(gè)交流功率系統(tǒng)346在槽或熔融室302中每個(gè)交流電流路線的電感、通過熔池或溶融池332的電流路線的非線性電阻、電極交界面、功率進(jìn)給電纜、和變壓器376的次級(jí)繞組372a、372b和372c，以及作為聯(lián)結(jié)在焦耳加熱爐電路中的串聯(lián)元件的電容器370a、370b和370c的電容量的值。交流電源346還包括初級(jí)繞組350、飽和電抗器374a、374b和374c以及電極368-368f。飽和電抗器374a-374c相應(yīng)地與次級(jí)繞組372a-372c相聯(lián)結(jié)。由于在與非線性電阻串聯(lián)的電路，例如焦耳加熱爐電路中，交流電流很少是正弦形的，因而可能激發(fā)若干不同于60赫的諧波頻率，它們疊加在公用事業(yè)公司供給的60赫的正弦上。在此電路中，重要的是說明非線性電阻的原因，確定電元件以獲得合適的阻尼，從而獲得穩(wěn)定的運(yùn)行。還有重要的是，電容器的電壓、電流和電容量的額定值應(yīng)為，使得在爐子電極上的整個(gè)系統(tǒng)電感的串聯(lián)共振頻率是，當(dāng)觀察爐子時(shí)，在這些相同電極上查看到的電阻加上有效60赫電阻的最小值等于或大于(L/C)1/2的1.5倍，最好是大于(L/C)1/2的兩倍，這里L(fēng)是電源系統(tǒng)的總電感，而C是電容器370a、370b和370c的電容量?？傆行щ娮鑂應(yīng)為(L/C)1/2的兩倍，但如果是(L/C)1/2的1.5倍，則任何電流的共振上升可忽略。如圖6(b)所示，直流電源系統(tǒng)348可包含帶有Y或△形連接的次級(jí)繞組384a-384c的電源變壓器。初級(jí)繞組382則最好是△形連接的。還如圖6(b)所示，電源整流器最好是三相全波整流器。整流器可以是如圖3(a)所示的電流控制的閘流晶體管整流器，即硅控整流器，其中陽級(jí)-陰級(jí)電流是受施加于第三電極上的信號(hào)所控制的?？商娲氖?，整流器可以是如圖3(b)所示的，三相全波二極管整流器，它具有直流電流控制以維持要求的直流電流。假如采用閘流晶體管整流器，重要的是跨越直流輸出端點(diǎn)378a、378b設(shè)置全額定的電流漂置二級(jí)管。當(dāng)采用三相整流器時(shí)，由于整流器中的二級(jí)管足夠了，就不必要加置直流“漂置”或“箝壓”二級(jí)管。對(duì)直流電弧爐，最好采用帶飽和電抗器控制386a-386c的三相全波二極管整流器。不管采用那種類型的電源，重要的是與不接地的直流電源線串接一個(gè)電感器。此電抗器是必須的，以便在直流電弧電壓突然增加的爐子狀態(tài)下，能快速供應(yīng)能量。假如爐子或熔融室302內(nèi)側(cè)的底部是由諸如陶瓷材料或類似物的適當(dāng)耐火材料制成的，且是不良的導(dǎo)電體，則可通過將爐子302底部在焦耳加熱電極368a-368f之間的部分壓下，然后稍稍抬高熔融金屬排放管以形成熱的、反向電極380，這樣，即使金屬被排放后，金屬坑仍日留在爐子底部的這一凹陷中。此金屬可用作交流焦耳加熱電路的反向電極380，也同時(shí)用作直流電弧電路的電極。金屬爐底電極380可采用諸如圖6(b)的電路方框圖所示的各種結(jié)構(gòu)加以聯(lián)結(jié)。在任何情況下，最好有一個(gè)或多個(gè)通過爐子或熔融室底部的電極。電極可是石墨或金屬的。應(yīng)注意，圖6(b)和圖8中的電路分別包含與金屬電極380和426進(jìn)行串聯(lián)電聯(lián)結(jié)的開關(guān)388和436。這些開關(guān)的作用是使直流電弧或一些直流電弧得以或在轉(zhuǎn)移模式或在非轉(zhuǎn)移模式，或在兩個(gè)模式同時(shí)組合下運(yùn)行。假如爐子302(圖4-5所示)的實(shí)際結(jié)構(gòu)適用兩個(gè)獨(dú)立放置的可控電極，則直流電弧電極和交流焦耳加熱電極可同時(shí)運(yùn)行，沒有有害的電相互作用，而有對(duì)所有類型的廢物，包括危險(xiǎn)廢物和醫(yī)院廢物，的溶漿化都有有利的相互作用。圖7(a)和7(b)中所示的本發(fā)明的實(shí)施例的爐子或槽400的電極結(jié)構(gòu)適用于對(duì)裝置進(jìn)行遙控。圖7展示了兩種不同形狀爐子的示意平面圖。圖7(a)展示了長(zhǎng)條形形狀，而圖7(b)展示了圓形形狀。雖然兩種形狀都能采用一個(gè)、兩個(gè)或更多的固體石墨電極，但最好對(duì)長(zhǎng)條形狀應(yīng)用兩個(gè)電極(如圖7(a)所示)，因?yàn)榇私Y(jié)構(gòu)將其本身導(dǎo)至兩個(gè)分離的小直徑電極提升系統(tǒng)，每一都設(shè)置在其自身的圓筒形殼內(nèi)。任一或所有的焦耳加熱電極402a-402f可與串聯(lián)電容器相聯(lián)結(jié)，而反向電極404a-404b用於直流電弧系統(tǒng)。焦耳加熱電極402a-402f也可與電極406串聯(lián)。這時(shí)，如圖6(b)所示的那樣，也包含開關(guān)388。通過對(duì)交流電流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其峰值超過由焦耳加熱電極404a-404f攜帶的直流電弧電流，則這里總是有一個(gè)電流換向，它將趨于使這些電極上的極化達(dá)到最小。根據(jù)所處理廢料的類型，可能最好如圖8所示那樣，將直流電源412系統(tǒng)中性點(diǎn)436與交流焦耳加熱電極422a、422e和422c相聯(lián)結(jié)，它們是相應(yīng)與交流電容器416a-416c聯(lián)結(jié)的電極，并用于阻斷直流電流通過變壓器次級(jí)繞組418a-418c的流動(dòng)。直流電源412和交流電源410的聯(lián)結(jié)在圖8中用線438表示。應(yīng)用此聯(lián)結(jié)的理由是為了在爐子升溫期間，設(shè)置三個(gè)更靠近熔池332表面的輔助直流反向電極，這樣，在直接處于爐膛上反向電極之上的物料變成熱得足以傳導(dǎo)足夠的直流電流以促進(jìn)直流電弧的穩(wěn)定之前，中性的直流轉(zhuǎn)移電流428可以流動(dòng)，并促進(jìn)穩(wěn)定正(+)的和負(fù)(-)的直流電弧。最好還有三個(gè)開關(guān)434a-434c，它們與中性點(diǎn)及電極422a、422b、422c串聯(lián)，以控制在電極422a-422f之間的直流和交流電流的量。交流電源系統(tǒng)410包括分別與飽和電抗器420a-420c相聯(lián)的初級(jí)繞組414的次級(jí)繞組418a-418c。直流電源412包括電感器424a、424b及分別與飽和電抗器432a-432c相聯(lián)的次級(jí)繞組430a-430c。玻璃狀物質(zhì)溶池的焦耳加熱交流電源在整個(gè)玻璃狀物質(zhì)熔池中提供近于不變的熔融溫度，從而使電弧的尺寸制約，即電弧功率、電極直徑及類似物達(dá)到最小。在爐子-熔融室中存在直流電弧主要是為了強(qiáng)化進(jìn)給速率。這使得此新構(gòu)造的熔融室工藝比任何其它已有的熔漿化系統(tǒng)要更為靈活。電弧將能量供應(yīng)給輸入進(jìn)給物的未熔化超載部分，而熔融室系統(tǒng)的焦耳加熱部分則將灼熱的玻璃熔體池加以保持，以確保玻璃狀物質(zhì)混合的充分融化和混合。假如單獨(dú)應(yīng)用電弧工藝，則電極爐膛直徑比必須加大，以確保爐膛內(nèi)的東西不僅在爐膛中心，而且在爐膛的壁處也能充分熔化。由于電極直徑的實(shí)際限制，因而爐膛的直徑也受到限制。但是，當(dāng)爐膛或玻璃狀物質(zhì)熔池受到焦耳加熱時(shí)，這一限制不再存在，而熔池的尺寸能做成以確保有適當(dāng)?shù)耐Ａ魰r(shí)間，使所有玻璃狀物質(zhì)的組分能完全混合和熔化。假如采用沒有電弧的溶融室工藝，由于從熔池至熔融玻璃裝物質(zhì)之上的未熔進(jìn)給物的傳熱限制，進(jìn)給速率將大大降低。為適應(yīng)大通過量的需求，標(biāo)準(zhǔn)的做法是加大熔體的表面面積。因此，對(duì)于給定的通過速率，焦耳加熱熔融室要比本發(fā)明的組合式的電弧熔融室系統(tǒng)大很多。本發(fā)明利用直流電流電弧和交流焦耳加熱熔融室這兩種工藝的優(yōu)點(diǎn)，并在單一的優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行。可應(yīng)用多電弧電極起動(dòng)或重新起動(dòng)這一組合式系統(tǒng)，但一旦熔體被加熱，在長(zhǎng)期的閉置期間，可用焦耳加熱保持熔融池。這意味著在轉(zhuǎn)移模式下，可立即觸發(fā)電弧以起動(dòng)或重新起動(dòng)電弧工況。本發(fā)明提出的電弧等離子體爐和焦耳加熱熔融室的組合提供了一種快速加熱進(jìn)給的廢料的方法，對(duì)給定尺寸的過程形成較高的處理率?？焖偌訜崴俾室伯a(chǎn)生高質(zhì)量的高溫?zé)峤鈿怏w。再生更多的能量，較少由于氣體析出造成的污染。此外，本發(fā)明的焦耳加熱熔融室提供了一種具有示范性混合性能的更大的貯槽，以十分高的穩(wěn)定性生產(chǎn)均勻的玻璃狀產(chǎn)品。因?yàn)槿蹪{化的玻璃狀物質(zhì)產(chǎn)品在地質(zhì)時(shí)代框架是穩(wěn)定的，因而是有利的。見，如布爾特(Buelt)等，“鈾后廢物的就地熔漿化系統(tǒng)進(jìn)化和應(yīng)用評(píng)估”，PNL-4800增補(bǔ)1，太平洋西北實(shí)驗(yàn)室，Richland，WA.(1987)。此外，和單獨(dú)從焚化爐中產(chǎn)生灰塵相比，本發(fā)明通過對(duì)灰塵的熔漿化進(jìn)一步減小了體積。見去普曼，西.“城市焚化爐灰塵熔漿化的進(jìn)化，難熔的核廢物管理IV”，陶瓷學(xué)會(huì)刊，奇.奇.懷克編輯，23卷，223-231頁，美國(guó)陶瓷協(xié)會(huì)(1991)。如上所述，本發(fā)明提出了一種促進(jìn)快速高溫?zé)峤獾姆椒ā？焖俑邷責(zé)峤獾慕Y(jié)果使高溫?zé)峤鈿怏w比其它高溫?zé)峤夥椒ㄓ懈叩募兌?。高純度的氣體又促進(jìn)近期發(fā)展的高效小型燃?xì)馔钙焦に嚨膽?yīng)用，從而與通常的蒸汽透平相比大大地提高了效率，并減小了透平要求的組件尺寸。直流電弧提供一種高溫?zé)嵩匆杂行У赝瓿煽焖俑邷責(zé)峤?。在格雷夫等著的“在用于生產(chǎn)乙炔的生物體/木質(zhì)素的快速高溫?zé)峤庵械漠a(chǎn)品分布”，生物體作為非礦物燃料源，美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)(1981)，已指出，在諸如等離子體爐中得到的那些條件下，城市固體廢物能高溫?zé)峤獬蓺鈶B(tài)產(chǎn)品，其成分如表1所示。表1.城市固體廢物在等離子體爐中進(jìn)行高溫?zé)峤猥@得的氣體成份</tables>著重指出，將常規(guī)高溫?zé)峤馀c快速溫?zé)峤庀啾容^，更大一部分輸入廢物被轉(zhuǎn)換成氣體。熱力或常規(guī)高溫?zé)峤庖鸬囊夯饔弥唤o出45-50％的高溫?zé)峤鈿怏w的轉(zhuǎn)換率，而快速高溫?zé)峤獾臍怏w產(chǎn)量大于65％。城市廢物的快速熱解已采用水冷、金屬等離子體炬進(jìn)行了示范。見卡爾等，“應(yīng)用等離子體電弧進(jìn)行城市固體廢物氣化的現(xiàn)實(shí)性，等離子體的工業(yè)及環(huán)境應(yīng)用”，第一屆國(guó)際EPRI等離子體會(huì)議論文集(1990年5月)。在部分氧化模式運(yùn)行中，兩種技術(shù)中的殘余物都進(jìn)行氧化以補(bǔ)償高溫?zé)峤獾哪芰恳?。按本發(fā)明生產(chǎn)的高溫?zé)峤鈿怏w相當(dāng)適合于現(xiàn)今技術(shù)的高效燃?xì)馔钙桨l(fā)電機(jī)的燃燒。當(dāng)現(xiàn)代燃?xì)馔钙浇M合循環(huán)系統(tǒng)的效率接近50％時(shí)，本廢物至能量的轉(zhuǎn)換方法為常規(guī)廢物焚化爐提供了一個(gè)有效的替代物。在有利的條件下，焚化爐-蒸汽發(fā)電機(jī)系統(tǒng)獲得15-20％的廢物所含潛能轉(zhuǎn)換至有用電能的轉(zhuǎn)換效率。在表2中總結(jié)了本發(fā)明完全廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與常規(guī)焚化爐-蒸汽發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的示例性比較。表2.電弧爐和焦耳加熱熔融室相對(duì)常規(guī)焚化爐-蒸汽發(fā)電機(jī)技術(shù)的相對(duì)能量平衡和凈成本信息(基礎(chǔ)＝1噸城市固體廢物)</tables>HV＝熱值；MSW＝城市固體廢物。進(jìn)行兩種工藝的比較時(shí)，做了一個(gè)假設(shè)，即本發(fā)明電弧爐中生產(chǎn)的玻璃狀物質(zhì)或熔渣產(chǎn)品是有用的產(chǎn)品，雖然對(duì)這一比較并沒有給玻璃狀物質(zhì)規(guī)定價(jià)值。但至少此材料是穩(wěn)定、非危險(xiǎn)材料，它可以容易地在任何非危險(xiǎn)填坑中加以處理。還假定城市固體廢物熒化爐是在堵如美國(guó)東北部人口眾多的地區(qū)應(yīng)用的，其產(chǎn)生的爐灰或必須運(yùn)載至標(biāo)準(zhǔn)填坑或是危險(xiǎn)廢物填坑。能量和成本是根據(jù)現(xiàn)有可使用數(shù)據(jù)對(duì)每噸要處理的城市固體廢物給出的。系統(tǒng)運(yùn)行要求的能量是在相對(duì)基礎(chǔ)上給出的，即作為“系統(tǒng)運(yùn)行要求的能量”所示的對(duì)電弧爐-熔融室的值是超過熒化爐要求的值。輸入廢物的熱值是取自多種參考物的綜合值。見卡爾特等，“應(yīng)用等離子體電弧進(jìn)行城市固體廢物氣化的現(xiàn)實(shí)性，等離子體的工業(yè)及環(huán)境應(yīng)用”，第一屆國(guó)際EPRI等離子體會(huì)議論文集(1990年5月)；“燃料和能量的可再生能源”，約翰遜編輯，Island出版社，華盛頓哥倫比亞特區(qū)(1993)；和“從廢物和煤得到干凈能量”，可汗編輯，美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)會(huì)議系列集，美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)，華盛頓哥倫比亞特區(qū)(1991年8月，1993年出版)。兩種方案產(chǎn)生的凈能量對(duì)電弧爐-熔融室-燃透平發(fā)電機(jī)方案和熒化爐-鍋爐-蒸汽透平發(fā)電機(jī)方案分別采用40％和15％效率來確定。見“從廢物和煤得到干凈能量”，可汗編輯，美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)會(huì)議系列集，美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)，華盛頓哥倫比亞特區(qū)(1991年8月，1993年出版)；和佩里的“化學(xué)工程師手冊(cè)”，第6版，26章。出現(xiàn)于表2中的損失是輸入廢物的熱值和能量輸入減去凈能量輸出。焚化爐方案的損失較高，這是由于與高溫?zé)峤鈿怏w燃?xì)馔钙桨l(fā)電機(jī)相反，鍋爐和蒸汽發(fā)電機(jī)組合的效率不高。見佩里的“化學(xué)工程師手冊(cè)”，第6版，26章。爐灰處理成本體現(xiàn)了從廢物處理裝置獲得的目前文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)值。見如“再循環(huán)和熒化”，戴遜等編輯，Island出版社，華盛頓哥倫比亞特區(qū)(1990)。假如考慮將爐灰作為危險(xiǎn)廢物處理的新規(guī)則和目前趨熱將繼續(xù)下去，則處理成本將處于表2給出范圍的高端。在這些情況下，應(yīng)用電弧爐-熔融室組合件的本發(fā)明提供了勝過先前技術(shù)的附加優(yōu)勢(shì)。應(yīng)理解到，上文公開的特定實(shí)施例可容易地作為修正方案和設(shè)計(jì)其它結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明同一目的的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)意識(shí)到，這些等同結(jié)構(gòu)物不偏離在所附權(quán)利要求中提出的本發(fā)明精神和范圍。權(quán)利要求1.一種廢物轉(zhuǎn)換組件，該組件包括電弧等離子體爐，它在其中預(yù)定的位置上具有至少一個(gè)電極；和與電弧等離子體爐相聯(lián)通的焦耳加熱熔融室。2.如權(quán)利要求1所述的廢物轉(zhuǎn)換組件，其中電弧等離子體爐相對(duì)焦耳熱熔融室而言，能為欲在組件中加以處理的物料提供占優(yōu)勢(shì)的熱源。3.如權(quán)利要求1所述的廢物轉(zhuǎn)換組件，其中熔融室是直接與爐子相聯(lián)通的。4.如權(quán)利要求1所述的廢物轉(zhuǎn)換組件，其中至少一個(gè)電極是石墨電極。5.如權(quán)利要求4所述的廢物轉(zhuǎn)換組件，其中至少一個(gè)電極是用交流電弧進(jìn)行運(yùn)行的。6.如權(quán)利要求4所述的廢物轉(zhuǎn)換組件，其中至少一個(gè)電極是用直流電弧進(jìn)行運(yùn)行的。7.如權(quán)利要求4、5或6所述的廢物轉(zhuǎn)換組件，其中至少一個(gè)電極含有保護(hù)性涂層。8.如權(quán)利要求4、5或6所述的廢物轉(zhuǎn)換組件，它還包含一個(gè)與焦耳加熱熔融室聯(lián)通的輔助加熱組件。9.如權(quán)利要求1所述的廢物轉(zhuǎn)換組件，其中爐子沿其周邊含有耐火材料內(nèi)襯。10.如權(quán)利要求9所述的廢物轉(zhuǎn)換組件，其中耐火材料由陶瓷性材料構(gòu)成。11.如權(quán)利要求1所述的廢物轉(zhuǎn)換組件，其中熔融室是由交流電源進(jìn)行焦耳加熱的。12.如權(quán)利要求11所述的廢物轉(zhuǎn)換組件，其中交流電源包括若干位于熔融室中預(yù)定位置上的電極。13.如權(quán)利要求12所述的廢物轉(zhuǎn)換組件，其中兩個(gè)電極設(shè)置在與熔融室底表面相距預(yù)定距離的熔融室的兩個(gè)側(cè)表面上。14.如權(quán)利要求13所述的廢物轉(zhuǎn)換組件，它還包含靠近熔融室底表面而設(shè)置的電極。15.如權(quán)利要求1所述的廢物轉(zhuǎn)換組件，其中熔融室是由直流電源進(jìn)行焦耳加熱的。16.一種廢物轉(zhuǎn)換組件，該組件包括轉(zhuǎn)移電弧等離子體爐，它在其中預(yù)定的位置上具有至少一個(gè)電極；和與電弧等離子體爐相聯(lián)通的焦耳加熱熔融室。17.如權(quán)利要求16所述的廢物轉(zhuǎn)換組件，其中轉(zhuǎn)移電弧等離子體爐相對(duì)焦耳加熱熔融室而言，能為欲在組件中加以處理的物料提供占優(yōu)勢(shì)的熱源。18.一種廢料轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電弧等離子體爐，該電弧等離子體爐包括至少一個(gè)位于其中預(yù)定位置的電弧等離子體電極；第一排放口，它被設(shè)置成從爐子排放金屬；和第二排放口，它被設(shè)置成從爐子排放氣體和熔渣；焦耳加熱熔融室，它與電弧等離子體爐相聯(lián)通，該熔融室包括用于由此處排放氣體的氣體排放口，和位于其中預(yù)定位置上的熔渣排放口；進(jìn)給裝置，用于將廢料進(jìn)給至電弧等離子體爐中，以便使金屬層、熔渣層和氣態(tài)相形成于電弧爐中；氣體清潔組件，它與熔融室相連接，該氣體清潔組件能將來自熔融室的氣態(tài)相分離成燃料氣體和顆粒物質(zhì)；燃燒室，它與氣體清潔組件連接；空氣供給裝置，它以預(yù)定的速率向系統(tǒng)供給空氣；透平，它與燃燒室相連接；發(fā)電機(jī)，它與透平相連接；和熱再生蒸汽系統(tǒng)，它與透平相連接。19.如權(quán)利要求18所述的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中熔融室是直接與電弧等離子體爐相聯(lián)通的。20.如權(quán)利要求18所述的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中至少一個(gè)電弧等離子體電極是石墨電極。21.如權(quán)利要求20所述的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中至少一個(gè)電弧等離子體是石墨電極。22.如權(quán)利要求20所述的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中至少一個(gè)電弧等離子體電極是用直流電弧運(yùn)行的。23.如權(quán)利要求20、21或22所述的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中至少一個(gè)電弧等離子體電極包含保護(hù)性涂層。24.如權(quán)利要求19、20、21或22所述的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，它還包含一個(gè)與焦耳加熱熔融室聯(lián)通的輔助加熱組件。25.如權(quán)利要求18所述的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中爐子沿其周邊含有耐火材料內(nèi)襯。26.如權(quán)利要求25所述的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中耐火材料由陶瓷性材料構(gòu)成。27.如權(quán)利要求18所述的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中熔融室是由交流電源進(jìn)行焦耳加熱的。28.如權(quán)利要求27所述的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中交流電源包括若干位于熔融室中預(yù)定位置上的電極。29.如權(quán)利要求18所述的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中熔融室是由直流電源進(jìn)行焦耳加熱的。30.一種廢料轉(zhuǎn)換方法，該方法包括(a)將廢料引入至電弧等離子體中，該電弧等離子體位于電弧等離子體爐內(nèi)部，該爐在其中的預(yù)定位置上具有第一和第二排放口；(b)使廢料與電弧等離子體接觸，從而將廢料分離成金屬層、熔渣層和氣態(tài)相；(c)將氣態(tài)相和熔渣層通過第二排放口由電弧等離子體爐進(jìn)給至與電弧等離子體爐相連結(jié)的焦耳加熱熔融室中，焦耳加熱熔融室具有設(shè)置于其中的氣體和熔渣排放口；和(d)將熔渣層在焦耳加熱熔融室中混合預(yù)定時(shí)間周期，從而形成熔渣產(chǎn)物。31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中電弧等離子體包括至少一個(gè)電極。32.如權(quán)利要31所述的方法，其中至少一個(gè)電弧等離子體電極是石墨電極。33.如權(quán)利要求31或32所述的方法，其中至少一個(gè)電極包含保護(hù)性涂層。34.如權(quán)利要求30所述的方法，其中分離包括快速高溫?zé)峤狻?5.如權(quán)利要求30或34所述的方法，其中氣態(tài)相包含至少下列氣體之一，它們是氫氣、一氧化碳、甲烷、二氧化碳和輕質(zhì)碳?xì)浠衔铩?6.如權(quán)利要求30或34所述的方法，其中熔渣層包含玻璃狀物質(zhì)。37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中熔渣層從熔融室中卸走，形成陶瓷化產(chǎn)物。38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中陶瓷化產(chǎn)物適合在道路建筑中應(yīng)用。39.如權(quán)利要求37所述的方法，其中陶瓷化產(chǎn)物適合用作建筑用板中的成分。40.如權(quán)利要求37所述的方法，其中陶瓷化產(chǎn)物是不可浸析的產(chǎn)物，適合于貯存在填坑中。41.如權(quán)利要求30所述的方法，其中廢料是城市固體廢物。42.如權(quán)利要求30所述的方法，其中廢料是危險(xiǎn)廢物。43.如權(quán)利要求30所述的方法，其中廢料是醫(yī)院廢物。44.如權(quán)利要求30所述的方法，它還包括將金屬層從電弧等離子體爐中卸走。45.如權(quán)利要求30所述的方法，它還包括(e)將氣態(tài)相從熔融室的氣體排放口中卸走。46.如權(quán)利要求45所述的方法，它還包括(f)在氣體清潔系統(tǒng)中處理氣態(tài)相，使得氣態(tài)相中的顆粒由此分離出來，從而使氣態(tài)相形成燃料氣體；(g)將燃料氣體進(jìn)給至燃燒室中；(h)基本與步驟(g)同時(shí)，將空氣引入至燃燒室中，從而燃燒產(chǎn)物是由燃料氣體和空氣構(gòu)成的；和(i)將燃燒產(chǎn)物進(jìn)給至透平發(fā)電機(jī)中，從而燃燒產(chǎn)物驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電機(jī)以發(fā)出電力。47.如權(quán)利要求46所述的方法，其中透平發(fā)電機(jī)包括蒸汽透平或水引射燃?xì)馔钙健?8.如權(quán)利要求46所述的方法，其中該方法還包括(j)將從透平發(fā)電機(jī)出來的氣體進(jìn)給至洗滌槽，以便由此去除酸性氣體。49.如權(quán)利要求48所述的方法，其中透平發(fā)電機(jī)包括蒸汽透平或水引射燃?xì)馔钙健?0.一種廢料轉(zhuǎn)換方法，該方法包括(a)將廢料引入至電弧等離子體爐中，該爐子在其中預(yù)定位置上具有第一和第二排放口，并至少有一個(gè)位于其中的電弧等離子體電極；(b)使廢料與電弧等離子體電極接觸，從而將廢料分離成金屬層、熔渣層和氣態(tài)相；(c)將氣態(tài)相和熔渣層通過爐中的第二排放口進(jìn)給至與電弧等離子體爐相連接的焦耳加熱熔融室中，焦耳加熱熔融室在其中預(yù)定位置上具有氣體和熔渣排放口；(d)將熔渣層在焦耳加熱熔融室中混合預(yù)定時(shí)間周期，從而形成熔渣產(chǎn)物；(e)將氣體態(tài)相從熔融室中通過其中的氣體排放口卸走；(f)在氣體清潔系統(tǒng)中處理氣體相，使得氣態(tài)相中的顆粒由此分離出來，從而使氣態(tài)相形成燃料氣體；(g)將燃料氣體進(jìn)給至燃燒室中；(h)基本與步驟(g)同時(shí)，將空氣引入至燃燒室中，從而燃燒產(chǎn)物是由燃料氣體和空氣構(gòu)成的；和(i)將燃燒產(chǎn)物進(jìn)給至透平發(fā)電機(jī)中，從而燃燒產(chǎn)物驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電機(jī)以發(fā)出電力。51.一種一體型電弧等離子體-焦耳加熱熔融室組件，它采用公用熔池，該組件包括在公用熔池頂部或內(nèi)部產(chǎn)生電弧等離子體的裝置；和在公用熔池中提供焦耳加熱的裝置。52.一種采用公用熔池的、完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，該組件包括第一電源，它能夠在至少一個(gè)電弧等離子體電極和公用熔池之間產(chǎn)生電弧等離子體，電弧等離子體位于公用溶池的頂部或其內(nèi)部；和第二電源，它能夠向公用熔池供應(yīng)焦耳加熱；其中第一和第二電源布置成，使第一和第二電源在采用公用熔池中的導(dǎo)電路線的同時(shí)，能夠同時(shí)進(jìn)行獨(dú)立可控的運(yùn)行，且沒有相互有害的相互電作用。53.如權(quán)利要求52的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，其中第二電源是交流電源，該交流電源包括變壓器，它具有初級(jí)繞組和至少一個(gè)帶第一和第二端的次級(jí)繞組，該變壓器與若干焦耳加熱電極相連接；至少一個(gè)電容器，它與變壓器的每一個(gè)次級(jí)繞組的第一端相串連；和至少一個(gè)飽和電抗器，它與變壓器的每一個(gè)次級(jí)繞組的第二端相串連。54.如權(quán)利要求52的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，其中第一電源是直流電源。55.如權(quán)利要求52的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，其中電弧等離子體的電極數(shù)目是2。56.如權(quán)利要求52的完一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，其中電弧等離子體的電極數(shù)目大于2。57.如權(quán)利要求52的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，其中在組件中設(shè)置了6個(gè)焦耳加熱電極，這6個(gè)焦耳加熱電極形成第一、第二和第三獨(dú)立供電電路。58.如權(quán)利要求52的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，其中該組件做成長(zhǎng)條形腔的形式。59.如權(quán)利要求58的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，其中電弧等離子體的電極數(shù)目是2。60.如權(quán)利要求58的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，其中電弧等離子體的電極數(shù)目大于2。61.如權(quán)利要求59的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，其中6個(gè)焦耳加熱電極被設(shè)置在長(zhǎng)條形腔中，這6個(gè)焦耳加熱電極形成第一、第二和第三獨(dú)立供電電路。62.如權(quán)利要求52的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，其中第一電源是直流電源，該直流電源包括變壓器，它具有至少一個(gè)次級(jí)繞組；至少一個(gè)飽和電抗器，它具有第一端和第二端，該飽和電抗器的第一端與至少一個(gè)次級(jí)繞組相連接；整流裝置，它具有交流輸入和直流輸出，該交流輸入與至少一個(gè)飽和電抗器的第二端處于電接觸之中；感應(yīng)器，它具有第一端和第二端，該第一端與整流裝置的直流輸出處于電接觸之中；和至少一個(gè)等離子體電弧電極，它具有電弧端和連接端，該連接端與感應(yīng)器的第二端處于電接觸之中，而該電弧端則被設(shè)置成能在公用熔池的頂部，或在其內(nèi)部產(chǎn)生電弧等離子體。63.如利要求52的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離體體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，該組件還在組件的預(yù)室位置上包括至少一個(gè)金屬排放口和至少一個(gè)熔渣排放口。64.如權(quán)利要求63的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，其中金屬排放口設(shè)置在緊挨組件底部表面的地方。65.如權(quán)利要63的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，其中熔渣排放口相對(duì)組件側(cè)表面以預(yù)定的角度向上延伸，且其中熔渣排放口設(shè)置在組件底部表面之上的水平面和公用熔池表面之間。66.如權(quán)利要求65的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，該組件還包括一個(gè)與熔渣排放口相連接的輔助加熱室。67.如權(quán)利要求52的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔室廢物轉(zhuǎn)換組件，其中至少一個(gè)電弧等離子體電極是石墨電極。68.如權(quán)利要求67的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，其中至少一個(gè)電弧等離子體電極包含保護(hù)性涂層。69.如權(quán)利要求52的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，該組件還在相對(duì)于組件的預(yù)定位置上包括若干感應(yīng)加熱和/或混合線圈。70.如權(quán)利要求52的完全一體型的可調(diào)節(jié)電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，該組件還在與組件底部表面相隔預(yù)室距離的預(yù)定位置上至少包含兩個(gè)焦耳加熱電極。71.一種將廢料轉(zhuǎn)換成有用能量和/或固體產(chǎn)物的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)采用公用熔池的、完全一體型的電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，該組件包括(a)第一電源，它能夠在至少一個(gè)電弧等離子體電極和公用熔池之間產(chǎn)生電弧等離子體，電弧等離子體位于公用熔池的頂部或其內(nèi)部；(b)第二電源，它能夠向公用熔池供應(yīng)焦耳加熱；其中第一和第二電源布置成，使第一和第二電源在采用公用熔池中的導(dǎo)電路線的同時(shí)，能夠同時(shí)進(jìn)行獨(dú)立可控的運(yùn)行，且沒有相互有害的相互電作用；(c)第一排放口，用于從組件中排放氣體；(d)第二排放口，用于從組件中排放金屬；和(e)第三排放口，用于從組件中排放熔渣；進(jìn)給裝置，用于將廢料進(jìn)給至廢物轉(zhuǎn)換組件中，使其與電弧等離子體接觸時(shí)，在組件中形成金屬層、熔渣層和氣態(tài)相；氣體清潔組件，它與該廢物轉(zhuǎn)換組件相連接，該氣體清潔組件能夠?qū)慕M件中排放出來的氣體分離成燃料氣體和顆粒物質(zhì)；燃?xì)馔钙桨l(fā)電機(jī)組，它與氣體清潔組件相連接，此燃?xì)馔钙桨l(fā)電機(jī)組能夠應(yīng)用來自清潔組件的燃料氣體發(fā)電；和輔助燃料引入裝置，它以預(yù)定的速率將預(yù)定量的輔助燃料引入至燃?xì)馔钙桨l(fā)電機(jī)組中。72.如權(quán)利要求71的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中輔輔助燃料是預(yù)熱的油、柴油或天然氣。73.如權(quán)利要求71的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中燃?xì)馔钙桨l(fā)電機(jī)組被內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組所替換。74.如權(quán)利要求71的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中輔助燃料是預(yù)熱的油、柴油或天然氣。75.如權(quán)利要求71的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中第一電源是直流電源，該直流電源包括變壓器，它具有至少一個(gè)次級(jí)繞組；至少一個(gè)飽和電抗器，它具有第一端和第二端，該飽和電抗器的第一端與至少一個(gè)次級(jí)繞組相連接；整流裝置，它具有交流輸入和直流輸出，該交流輸入與至少一個(gè)飽和電抗器的第二端處于電接觸之中；感應(yīng)器，它具有第一端和第二端，該第一端與整流裝置的直流輸出處于電接觸之中；和至少一個(gè)等離子體電弧電極，它具有電弧端和連接端，該連接端與感應(yīng)器的第二端處于電接觸之中，而該電弧端則被設(shè)置成能在公用熔池的頂部，或在其內(nèi)部產(chǎn)生電弧等離子體。76.如權(quán)利要求71的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中第二電源是交流電源，該交流電源包括變壓器，它具有初級(jí)繞組和至少一個(gè)帶第一和第二端的次級(jí)繞組，該變壓器與若干焦耳加熱電極相連接；至少一個(gè)電容器，它與變壓器次級(jí)繞組的第一端串聯(lián)；和至少一個(gè)飽和電抗器，它與變壓器的次級(jí)繞組的第二端串聯(lián)。77.如權(quán)利要求76的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中第一電源是直流電源。78.如權(quán)利要求77的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中直流電源包括變壓器，它具有至少一個(gè)次級(jí)繞組；至少一個(gè)飽和電抗器，它具有第一端和第二端，該飽和電抗器的第一端與至少一個(gè)次級(jí)繞組相連接；整流裝置，它具有交流輸入和直流輸出，交流輸入與至少一個(gè)飽和電抗器的第二端處于電接觸之中；感應(yīng)器，它具有第一端和第二端，該第一端與整流裝置的直流輸出處于電接觸之中；和至少一個(gè)等離子體電弧電極，它具有電弧端和連接端，該連接端與感應(yīng)器的第二端處于電接觸之中，而該電弧端則被設(shè)置成能在公用熔池的頂部，或在其內(nèi)部產(chǎn)生電弧等離子體。79.如權(quán)利要71的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，它還在系統(tǒng)的預(yù)定位置上包含至少一個(gè)金屬排放口和至少一個(gè)熔渣排放口。80.如權(quán)利要求79的廢的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中金屬排放口設(shè)置在緊鄰組件底部表面的位置。81.如權(quán)利要求79的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中熔渣排放口相對(duì)于組件側(cè)表面以預(yù)定的角度向上延伸，且其中熔渣排放口設(shè)置在組件底部表面之上的水平面和公用熔池表面上之間。82.如權(quán)利要求81的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，它還包括一個(gè)與熔渣排放口相連接的輔助加熱室。83.如權(quán)利要求71的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中該組件的形狀是長(zhǎng)條形腔室的形狀。84.如權(quán)利要求71的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中電弧等離子體電級(jí)的數(shù)目為2。85.如權(quán)利要求71的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中電弧等離子體電極的數(shù)目大于2。86.如權(quán)利要求71的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中在組件中設(shè)置了6個(gè)焦耳加熱電極，這6個(gè)焦耳加熱電極形成第一、第二和第三獨(dú)立供電電路。87.如權(quán)利要求71的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中至少一個(gè)電弧等離子體電極是石墨電極。88.如權(quán)利要求87的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中至少一個(gè)電弧等離子體電極是具有保護(hù)性涂層的。89.一種采用公用熔池的電弧等離子體-焦耳加熱熔融室廢物轉(zhuǎn)換組件，該組件包括第一電源，它能夠采用電弧等離子體炬在非轉(zhuǎn)移弧的工況下產(chǎn)生電弧等離子體，電弧等離子體炬位于公用熔池之上的預(yù)定位置，使得由等離子體炬的兩個(gè)電極所引起的電弧等離子體產(chǎn)生于公用熔池之上；和第二電源，它能夠供應(yīng)公用熔池中的焦耳加熱。全文摘要本發(fā)明提出了一種相對(duì)緊湊的、能自供能量的可調(diào)節(jié)的廢物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和設(shè)備,其優(yōu)越性在于高度耐久的工作,能在單獨(dú)位置將名目繁多的廢物物流完全或基本完全轉(zhuǎn)換成有用的氣體和穩(wěn)定的、非浸析的固體產(chǎn)物,且空氣污染大大減小,能滿足空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。此系統(tǒng)應(yīng)用高效燃?xì)馔钙交騼?nèi)燃機(jī),能將廢物轉(zhuǎn)換成高質(zhì)量的可燃?xì)怏w,并將氣體轉(zhuǎn)換成電能。這種固體產(chǎn)物能適用于多種商業(yè)應(yīng)用。此外,這種固體產(chǎn)物物流是安全、穩(wěn)定的材料,不需進(jìn)行危險(xiǎn)材料特殊考慮就可加以處理。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中,電弧等離子體爐和焦耳加熱熔融室應(yīng)用公用熔池而組成完全一體型的組件,其電路布置成能使組件的電弧等離子體和焦耳加熱部分都能沒有相互干擾地、同時(shí)獨(dú)立可控地運(yùn)轉(zhuǎn)。此實(shí)施例的最佳結(jié)構(gòu)是采用具有兩個(gè)電弧等離子體電極的作為熔池的長(zhǎng)條形室,從而熔池就能成為電極之間的導(dǎo)電路線。此外,此設(shè)備也可在少用或不用使用轉(zhuǎn)換過程產(chǎn)生氣體的情況下進(jìn)行應(yīng)用。當(dāng)應(yīng)用輔助燃料以提供要求的發(fā)電水平時(shí),此設(shè)備也可用作自供能量的、或能發(fā)出凈電力的組件。文檔編號(hào)A62D3/00GK1179172SQ96192788公開日1998年4月15日申請(qǐng)日期1996年2月2日優(yōu)先權(quán)日1995年2月2日發(fā)明者查爾斯·H·泰特斯,丹尼爾·R·科恩,杰弗里·E·祖爾馬申請(qǐng)人:巴特勒－邁默瑞爾研究所,查爾斯·H·泰特斯,丹尼爾·R·科恩