危险固体废物等离子体无害化处理系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种危险固体废物等离子体无害化处理系统和方法。本发明专利技术的等离子体气化熔融炉用于一级处理，得到熔融体渣和烟气，重整燃烧室用于进一步对烟气进行二级处理。本发明专利技术可有利地回收重金属等有毒有害物质，重金属浸出浓度远远低于毒性浸出标准，可作为建筑材料或者路基材料使用，并且无飞灰二次污染，同时有效地控制有害气体(例如，二噁英、臭气)的生成，并能够使得到的烟气中的有害成分降至更低。

Hazardous solid waste plasma innocuous treatment system and method

The invention discloses a hazardous solid waste plasma innocuous treatment system and method. The plasma gasification melting furnace of the invention is used for primary treatment to obtain melt slag and flue gas, and the reforming combustion chamber is used for further secondary treatment of flue gas. The invention can recover toxic and harmful substances such as heavy metals advantageously, the concentration of heavy metals leaching is far lower than the toxic leaching standard, and can be used as building materials or roadbed materials, and has no secondary pollution of fly ash, and can effectively control the generation of harmful gases (e.g., dioxins and odors), and can make the smoke produced. Harmful ingredients to lower.

【技术实现步骤摘要】
危险固体废物等离子体无害化处理系统和方法
本专利技术涉及一种危险固体废物无害化处理技术，特别涉及一种危险废物去除率更高的等离子体无害化处理系统和方法。
技术介绍
随着工业化进程的加速，经济的高速发展，人民生活水平普遍提高，城镇常住人口迅速增长，在消耗能源和资源的同时，也产生了大量的城市生活垃圾。由于城市生活垃圾产量增长迅速，加上我国对城市生活垃圾的管理控制起步较晚，因此城市生活垃圾的无害化处理率还较低，远远不能满足人们对良好生态环境的要求。由于大量的生活垃圾被露天堆放或者简易填埋，已经给人类的生存环境带来巨大危害。经过长期的研究和实践形成了多种方法和途径，目前普遍使用的城市生活垃圾处理技术主要分为三大类：资源回收处理、生物法处理(填埋、堆肥)和热处理(焚烧、热解气化)。等离子体被定义为带电和中性粒子的类群气体，它们表现出集体行为。等离子体可根据电离程度和重粒子与电子之间的温度差异，将等离子体分为非热等离子体和热等离子体。热等离子体的特点是在重粒子和电子温度之间近似相等，具有高温、高能量密度等诸多优点。电产生的热等离子体可以达到10000℃以上的温度，可以裂解任何有机物。由于这个原因，热等离子体技术已应用于废物处理。例如，CN107816720A公开了一种危废物焚烧干化一体化处理系统，其包括危险废物预处理系统、焚烧系统及干化系统；所述危险废物预处理系统包括依次相连的预处理冲洗区、分析鉴别区及危险废物储存区。但是该系统对于危险废物中的有害成分仍然不能完全去除。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术在危险固体废物的无害化处理进行的深入研究，并提供一种危险固体废物等离子体无害化处理的新技术，其具有更高的有害成分去除率。具体地，本专利技术包括以下内容。本专利技术的一方面，提供危险固体废物等离子体无害化处理系统，其包括进给系统、等离子体气化熔融炉、重整燃烧室、热交换系统、烟气治理系统和排气系统，其中：所述进给系统用于将所述危险固体废物进给至所述等离子体气化熔融炉；所述等离子体气化熔融炉设置等离子体炬，用于使所述危险固体废物熔融气化，得到熔融体渣和烟气；所述重整燃烧室设置等离子体炬，用于处理所述烟气得到重整烟气；所述热交换系统用于将所述重整烟气的热量交换至循环水系统，同时得到冷却烟气；所述烟气治理系统用于净化所述冷却烟气得到净化空气；所述排气系统用于排出所述净化空气。在某些实施方案中，所述烟气治理系统包括急冷装置。在某些实施方案中，所述重整燃烧室包括自上而下设置的烟气进口、第一扩张段、第一等直段、第一收缩段、第二扩张段、拐角段、灰渣收集段和灰渣出口，在所述拐角段沿水平方向向外依次连接第二等直段、第二收缩段以及合成气或烟气出口；且所述重整燃烧室还包括第一组接口和第二组接口，所述第一组接口用于连接等离子体炬，其设置于所述第一扩张段，所述第二组接口用于连接燃料喷嘴和/或等离子体炬，其设置于所述拐角段。在某些实施方案中，所述第一扩张段的截面为圆形，且自上而下逐渐扩张，扩张半角为10-30度；所述第一等直段为等截面圆筒；所述第一收缩段的截面为圆形，且自上而下逐渐收缩，收缩半角为40-60度；所述第二扩张段的截面为圆形，且自上而下逐渐扩张，扩张半角为10-30度；所述拐角段为等径三通结构，上方与所述第二扩张段连接，下方与所述灰渣收集段连接，水平方向与第二等直段的一端连接；所述灰渣收集段为收缩锥，收缩半角为10-30度，用于收集烟气产生的灰渣；所述灰渣出口为圆截面管道，用于排除灰渣；所述第二等直段为等截面圆筒；所述合成气或烟气出口为收缩段，收缩半角为30-50度。在某些实施方案中，所述第二组接口包括第一接口、第二接口和第三接口，且所述第一接口与第三接口沿所述第二等直段的中心轴对称设置，所述第二接口沿所述第二等直段的中心轴设置，且所述第一接口与所述第二接口的夹角以及所述第二接口与所述第三接口的夹角分别为60度。在某些实施方案中，所述重整燃烧室进一步包括空气进口组。在某些实施方案中，所述第一组接口连接多个等离子体炬，所述第二组接口连接多个燃料喷嘴和/或等离子体炬，和所述空气进口组包括多个空气进口。本专利技术的另一方面，提供用于固体废物处理的方法，其为基于本专利技术所述的危险固体废物等离子体无害化处理系统的方法，其包括控制所述重整燃烧室内的工作温度为950℃以上，和烟气在炉内停留的时间为2.0秒以上。在某些实施方案中，控制所述热交换系统内烟气的温度为600℃以上。在某些实施方案中，本专利技术的方法包括在所述烟气治理系统内使烟气温度在1秒内急冷至200℃以下。本专利技术的系统和方法在垃圾处理过程中具有更高的二噁英等有害成分的去除率，尾气安全达标排放到大气。另外，等离子体气化熔融装置产生的急冷熔渣，玻璃态熔渣远远低于以上危险废物浸出毒性标准，真正实现了危险废物零排放。附图说明图1为本专利技术一种示例性危险固体废物等离子体无害化处理系统的示意图。图2为本专利技术一种示例性重整燃烧室的结构示意图。图3为本专利技术一种示例性第一扩张段等离子体炬接口的布置示意图。图4为本专利技术一种示例性第二扩张段空气进口的布置示意图。图5为本专利技术一种示例性拐角段燃料喷嘴或等离子体炬接口的布置示意图。附图标记说明100-化验分析室、200-存储室、300-进给系统、400-等离子体气化熔融炉、500-重整燃烧室、600-热交换系统、700-烟气治理系统、800-排气系统；410-等离子体炬、420-供气进口、430-供气系统、440-熔融体渣处理装置、610-循环水系统、710-急冷装置、720-脱酸装置、730-污水回收装置、740-布袋除尘器、810-引风机、820-吸附装置、830-烟囱；510-烟气进口、520-第一扩张段、521-第一组接口、530-第一等直段、540-第一收缩段、550-第二扩张段、551-空气进口组、560-拐角段、561-第二组接口、570-灰渣收集段、580-灰渣出口、590-第二等直段、591-第二收缩段、592-合成气或烟气出口。具体实施方式现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为具体公开了该范围的上限和下限以及它们之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。除非另有说明，否则“截面”是指水平方向的截面。关于本文中所使用的“和/或”，包括所述事物的任一或全部组合。本专利技术所述的“固体废物”有时简称为“固废”，是指在生产、生活和其他活动过程中产生的丧失原有的利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固体、半固体。按来源分类，固体废物可包括工业固体废物、城市垃圾、农业废弃物和放射性固体。按化学成分分类，固体废物可包括有机废物和无机废物。按危害状况分类，固体废物可包括有害废物和一般废物。优选地，本专利技术的固体废物为有机废物。有机废物是指以有机物为主要成分的废物，但这并不意味着有机废物不包含任何无机成分。优选地，本专利技术的有机废物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种危险固体废物等离子体无害化处理系统，其特征在于，包括进给系统、等离子体气化熔融炉、重整燃烧室、热交换系统、烟气治理系统和排气系统，其中：所述进给系统用于将所述危险固体废物进给至所述等离子体气化熔融炉；所述等离子体气化熔融炉设置等离子体炬，用于使所述危险固体废物熔融气化，得到熔融体渣和烟气；所述重整燃烧室设置等离子体炬，用于处理所述烟气得到重整烟气；所述热交换系统用于将所述重整烟气的热量交换至循环水系统，同时得到冷却烟气；所述烟气治理系统用于净化所述冷却烟气得到净化空气；所述排气系统用于排出所述净化空气。

【技术特征摘要】
1.一种危险固体废物等离子体无害化处理系统，其特征在于，包括进给系统、等离子体气化熔融炉、重整燃烧室、热交换系统、烟气治理系统和排气系统，其中：所述进给系统用于将所述危险固体废物进给至所述等离子体气化熔融炉；所述等离子体气化熔融炉设置等离子体炬，用于使所述危险固体废物熔融气化，得到熔融体渣和烟气；所述重整燃烧室设置等离子体炬，用于处理所述烟气得到重整烟气；所述热交换系统用于将所述重整烟气的热量交换至循环水系统，同时得到冷却烟气；所述烟气治理系统用于净化所述冷却烟气得到净化空气；所述排气系统用于排出所述净化空气。2.根据权利要求1所述的危险固体废物等离子体无害化处理系统，其特征在于，所述烟气治理系统包括急冷装置。3.根据权利要求1所述的危险固体废物等离子体无害化处理系统，其特征在于，所述重整燃烧室包括自上而下设置的烟气进口、第一扩张段、第一等直段、第一收缩段、第二扩张段、拐角段、灰渣收集段和灰渣出口，在所述拐角段沿水平方向向外依次连接第二等直段、第二收缩段以及合成气或烟气出口；且所述重整燃烧室还包括第一组接口和第二组接口，所述第一组接口用于连接等离子体炬，其设置于所述第一扩张段，所述第二组接口用于连接燃料喷嘴和/或等离子体炬，其设置于所述拐角段。4.根据权利要求3所述的危险固体废物等离子体无害化处理系统，其特征在于，所述第一扩张段的截面为圆形，且自上而下逐渐扩张，扩张半角为10-30度；所述第一等直段为等截面圆筒；所述第一收缩段的截面为圆形，且自上而下逐渐收缩，收缩半角为40-60度；所述第二扩张段的截面为圆形，...

【专利技术属性】
技术研发人员：关雷，
申请(专利权)人：北京戎聚环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11