气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统技术方案

本发明专利技术涉及一种使用等离子体炬将废料高温分解且玻璃化为废气和炉渣的气旋性等离子体高温分解／玻璃化系统。等离子体炬通过强的等离子体射流使废气在主反应器中以最大循环功率而循环，并使得循环废气中所含的飞灰在由离心力吸收到主反应器内壁或底部的熔融废料中后被熔融。因此，通过使废气快速循环，防止了含有毒性物质的飞灰排出到外界，并引发了废料的高温分解和气化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及一种用于处理废料的高温分解/玻璃化系统，且更具体来说，涉及一种使用具有低质量、极高温度和高焓的等离子体的等离子体高温分解/玻璃化系统，以通过高温分解和气化将有机废料转化为燃料气体，且同时通过熔融将无机废料转化为无害可再利用之炉渣。
技术介绍
近来，由于快速工业化和人口增长，工业/家庭废料的量迅速增加。通常使用垃圾填埋法来处理废料。然而，由于缺少垃圾填埋地点和对地下水和土壤的污染，因此垃圾填埋法可能并非一种理想的解决方案。基于焚烧，已研发了各种具有例如减小体积和能源再利用的优势的新技术，且目前正在使用。然而，其不足之处在于产生有害废气，例如戴奥辛(dioxin)和含有重金属的残余灰烬。为解决上述问题，已研发了使用等离子体炬进行高温分解/熔融的技术，并应用于更为有效地处理废料。等离子体炬通过对电离等离子体气体施加高压电弧以产生极高温度的等离子体射流。通常由等离子体炬产生介于4,000至7,000摄氏度之间的高温环境。等离子体炬通常视其结构而分为非转移型炬和转移型炬。等离子体发生器包含电极、喷嘴、气体流入系统和冷却系统作为主要元件。通常使用铜作为阳极材料，且使用经处理以易于发射电子的钨作为阴极材料。视待处理的物质而定，正在研发各种容量介于数百千瓦至兆瓦之间的转移型或非转移型等离子体炬。使用供高温分解/熔融的等离子体炬技术，利用各种气体的高温等离子体来处理废料。通过等离子体炬的高温和热容量，有机化合物分解为燃烧气体和化学稳定化合物，例如C、CnHm、CO和H2。无机化合物熔融且分解为极微细的物质，或玻璃化而成为固体。因此，如果使用等离子体炬来处理有害废物或煤，就会由高温分解而产生已无有害物质的已纯化之燃烧气体，且因而可能被再利用。由于熔融，可通过以不可溶解形式来进行玻璃化而大体上减少废料的体积。然而，迄今为止所报道的等离子体高温分解/玻璃化系统存在着缺点，即，因强的等离子体射流而使大量飞灰漂浮，且相当多的部分的漂浮之飞灰排出到外界。为减少漂浮之飞灰，可将由等离子体炬喷射的等离子体射流构造为与废料直接接触。然而，在这种情况下，废料的高温分解/熔融反应迅速减少，且不可避免的是，某些部分的飞灰随主反应器中的废气流而排出到外界，其中废料通过等离子体炬而高温分解和熔融。由于排出到外界的飞灰应在收集到气体纯化装置中之后经再处理或填埋，因此当飞灰的体积较大时，减少垃圾体积的等离子体处理的优势可能被抵消。因此，急需研发新的等离子体高温分解/玻璃化系统，以使得等离子体高温分解/玻璃化系统的优势最大化，且在处理废料时防止飞灰排出到外界。
技术实现思路
提供本专利技术以解决常规技术中的上述问题。本专利技术的一个目标在于提供一种可显著减少将排出到外界中的含有大量有毒物质(例如，重金属)的飞灰的气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统。为达到上述技术目标，提供等离子体炬以使通过在主反应器中高温分解和熔融废料所产生的废气通过强的等离子体射流而以最大循环功率而循环。循环之废气中所含的飞灰在由离心力吸收到主反应器内壁或底部的熔融废料中后被熔融。从而防止含有毒性物质的飞灰排出到外界，且通过使废气快速循环而引发废料的有效高温分解和气化反应。另外，本专利技术提供一种通过正好在等离子体炬下方形成炉渣出口以维持炉渣高温而使炉渣顺畅排出的等离子体高温分解/玻璃化系统。下文将更为详尽地描述本专利技术。本专利技术涉及一种通过使用等离子体炬高温分解且熔融废料而产生废气和炉渣的气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统。所述气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统包括主反应器，其具有供应废料的废物入口、排出废气的废气出口和排出炉渣的炉渣出口；等离子体炬，其关于主反应器内底面以预定角度倾斜以为废气提供最大循环功率、使废料高温分解且玻璃化；连接到主反应器的废气出口、将废气排出到外界的辅助反应器；连接到主反应器的炉渣出口、将炉渣排出到外界的炉渣排出装置；其中所述等离子体炬通过强的等离子体射流使废气在主反应器中以最大循环功率而循环，并使得循环废气中所含的飞灰在由离心力吸收到主反应器内壁或底部的熔融废料中后被熔融。优选的是，根据本专利技术的气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统具有正好在等离子体炬下方形成的炉渣排出装置。优选的是，根据本专利技术的气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统包含废物入口和废气出口，废物入口和废气出口之间在主反应器中具有指定的距离，且另外包含其间形成的指定长度的分离器壁。优选的是，在根据本专利技术的气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统中，废气出口配置在循环废气的中心处，即，主反应器内侧壁的中心处。优选的是，在根据本专利技术的气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统中，等离子体炬关于主反应器的底面以介于20至40度之间的角度倾斜着。附图说明图1是显示根据本专利技术实例1的气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统的部分剖视图。图2是显示根据本专利技术实例1的气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统的部分侧视图。图3是显示根据本专利技术实例2的气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统的部分剖视图。图4是显示根据本专利技术实例2的气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统的部分侧视图。具体实施例方式下文将参考附图更详尽地描述本专利技术的实例实施例。尽管本文已详细描述本专利技术，但应了解，本专利技术并不限于本文所揭露的实施例。在不偏离附属权利要求书描述和定义的本专利技术精神或范畴下，所属领域技术人员可对其进行各种改变、替代和修改。实例1图1是显示根据本专利技术实例1的气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统的部分剖视图，且图2是显示根据本专利技术实例1的气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统的部分侧视图。参考图1和2，气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统1是用于使废料高温分解和玻璃化的装置。气旋性等离子体高温分解/玻璃化系统1包括高温分解和玻璃化废料的等离子体炬2、通过使用等离子体炬2以高温分解和玻璃化废料而产生废气和炉渣的主反应器3、被供应以主反应器3中产生的废气且将废气排出到外界的辅助反应器4和被供应以主反应器3中产生的炉渣且将炉渣排出到外界的炉渣排出装置5。主反应器3具有在其内侧壁上形成的可由水力进料装置7′所供给的废料通过的废物入口7，和在与废物入口7垂直的壁12上形成的等离子体炬喷射孔2a。等离子体炬2关于主反应器3的底面以介于20至40度之间的角度而安装在等离子体炬喷射孔2a中，以使得废气在主反应器3中以最大循环功率来循环。炉渣出口9正好形成于等离子体炬2的下方，以使得由等离子体炬2的热量来维持高温。第一气体燃烧器喷射孔6a形成于等离子体炬2的侧壁中。第一气体燃烧器6朝向主反应器3的底部中心而安装于第一气体燃烧器喷射孔6a中，以预热主反应器3连同等离子体炬2。第一废气出口10形成于主反应器3的内壁中心处，循环废气的轴位于废物入口7对面。废气在具有等离子体炬2的壁12和与壁12相对的另一壁13之间的空间中以最大循环功率来循环，且废气中所含的飞灰因此在由离心力吸收到底面、壁12或另一壁13处的熔融废料(未显示)中后被熔融。因此，含有相对低浓度飞灰并存在于循环废气中心处的废气经第一废气出口10排出。连接有第一废气出口10的辅助反应器4安装于主反应器3的侧壁处，且使来自主反应器3的废气输送到辅助反应器4。第二气体燃烧器喷射孔11a形成于辅助反应器4的内壁上，与第一废气出口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用等离子体炬将废料高温分解且玻璃化为废气和炉渣的气旋性等离子体高温分解／玻璃化系统，其特征在于所述系统包括：主反应器，其具有供应废料的废物入口、排出废气的废气出口和排出炉渣的炉渣出口；等离子体炬，其关于所述主反应器的内底面以预定角度倾斜着以为所述废气提供最大循环功率、高温分解且玻璃化所述废料；连接到所述主反应器的废气出口、将所述废气排出到外界的辅助反应器；连接到所述主反应器的炉渣出口、将所述炉渣排出到外界的炉渣排出装置；其中所述等离子体炬通过强等离子体射流使所述废气在所述主反应器中以最大循环功率而循环，并使得所述循环废气中所含的飞灰在由离心力吸收到所述主反应器的内壁和底面中的熔融废料中后被熔融。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄淳谟，金永奭，都喆镇，
申请(专利权)人：艾迪普莱提克株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]