基于等离子体处理的高热值危险废物处理系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于等离子体处理的高热值危险废物处理系统。所述系统包括输送单元、脱附单元、等离子热解单元、二噁英脱出单元、等离子脱硫脱硝单元和灰渣输出单元。本发明专利技术通过针对高热值危险废物的组分特性不同采用分段裂解，高热值危险废物中的Cl元素已经在脱附单元进行脱出，等离子热解炉热解的气化气和来自热脱附反应器的脱附气在氧气等离子体的高温、高焓和高氧化活性下全部转化为二氧化碳，避免了二噁英的前驱物的产生，采用低温等离子反应器对烟气进行高效率脱硫脱硝。本实用新型专利技术能够能够提高高热值危险废物处理的无害化程度，同时实现减量化和资源化。

【技术实现步骤摘要】
基于等离子体处理的高热值危险废物处理系统
本技术属于固体危险废弃物无害化和资源化处置领域，具体涉及一种基于等离子处理高热值危险废物的方法和系统。
技术介绍
高热值危险废物在《国家危险废物名录》中编号为HW12，属于染料生产硝化、磺化、重氮化、卤化等反应中产生的残渣、中间体废物，处理不当可能生成二噁英等剧毒物质，是一种高热值的黑色粉末状危险废弃物。目前，对于危险废物的处理方法主要有填埋法、固化法、生物化学法和热化学处理方法。填埋法应用较广泛、技术成熟、处理能力大、工艺简单、运维费用低，但是填埋法不能彻底的使危险废物无害化，会对空气、土壤以及地下水产生污染，且填埋厌氧产生的渗滤液很难处理，且占用大量的土地资源。固化法是将危险废物与水泥、沥青等物料形成高度不可渗透性固体基质的材料混合，经过物理化学变化，使危险废物中的有毒部分被包裹起来，起到暂时固化作用。但是在长时间的污水冲蚀和日照的情况下，危险废物的有毒部分从包裹中泄漏出来，产生二次污染。生物化学处理即是采用危废在堆积的过程中产生的各种细菌，使危险废物在细菌的降解作用下进行无害化处理。但是生物化学处理受水温、pH值等影响大，能耗大、成本高，存在副反应，且生物处理技术，周期长。热化学处理主要有焚烧、热解气化两种技术。焚烧主要采用的是回转窑，物料会在回转窑中结焦，造成处理量随着运行时间而逐渐减少并且在回转窑中需要给与大量的过剩参数，造成尾气处理成本增大，且焚烧只是无害化处理，达不到资源化回收。热解气化虽然能降低焚烧处理后的运行成本，但是热解气化会产生二噁英、呋喃等有机污染物，对环境造成巨大污染。高热值危险废物属于高热值危险废物，目前都是采取多种废物一起焚烧处理的工艺，高热值危险废物中含有大量的有机物不加回收就浪费，并且焚烧过程中产生的二噁英虽然在常规处理上采用3T(停留时间＞2S，温度＞800℃，湍动度要好)+1E(足够的助燃空气)，但是烟气湍动度不好，且混合不均匀，处理效果不是那么好，且尾气处理的脱硝脱硫采用SCNR或SCR处理，工艺复杂，脱硫脱销效率低。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于等离子体处理的高热值危险废物处理系统，提高高热值危险废物处理的无害化程度，同时实现减量化和资源化。本技术提供的基于等离子体处理的高热值危险废物处理系统，包括输送单元、脱附单元、等离子热解单元、二噁英脱出单元、等离子脱硫脱硝单元和灰渣输出单元；所述输送单元包括搅拌器、与搅拌器出料口连通的螺旋输送机、与螺旋输送机的出料口连通的气锁；所述脱附单元包括热脱附反应器、急冷塔、用于油水分离的气浮浮选机、空冷器；所述热脱附反应器设置有加热夹套，热脱附反应器的进料口与输送单元中的气锁出料口连通，热脱附反应器的脱附气体出口与急冷塔的进口连通，急冷塔冷却后的液相出口与气浮浮选机的进口连通，气浮浮选机油水分离处理后的净水出口与空冷器的进口连通，空冷器的冷水出口与急冷塔的冷却水进口连通；所述等离子热解单元包括等离子热解炉，等离子电源、去离子水风冷器、制氮机；所述等离子热解炉由炉体、安装在炉体上的作为加热热源的氮气等离子炬组成，所述制氮机的氮气出口与氮气等离子炬连接为氮气等离子炬提供工质氮气，同时与脱附单元中的气浮浮选机连通为气浮浮选机提供溶气气源，与脱附单元中的气锁连通，所述等离子电源与氮气等离子炬连接为等离子炬提供电源，所述去离子水风冷器与氮气等离子炬上设置的水冷通道连通成循环水冷回路以对工作中的氮气等离子体冷却；所述等离子热解炉的进料口与脱附单元中的热脱附反应器的脱附固相出口连通；所述二噁英脱出单元包括等离子气体燃烧反应器、等离子电源、去离子水风冷器和制氮机，所述等离子气体燃烧反应器由反应罐体和安装在罐体顶部的氧气等离子炬组成，所述制氮机的氧气出口与氧气等离子炬连通，为氧气等离子炬提供工质氧气，所述等离子电源与氧气等离子炬连通为氧气等离子炬提供电源，所述去离子水风冷器与氧气等离子炬上设置的水冷通道连通成循环水冷回路以对工作中的氧气等离子体冷却；所述等离子气体燃烧反应器的进气口与热脱附单元中的急冷塔顶部气体出口连通，同时与等离子热解炉的热解气体出口连通，等离子气体燃烧反应器的燃烧反应后的烟气出口与热脱附单元中的热脱附反应器的加热夹套的进口连通，提供热脱附反应热源；所述等离子脱硫脱硝单元包括干式急冷塔、布袋除尘器、低温等离子体反应器、低温等离子电源、脱酸塔；所述干式急冷塔的进气口与热脱附反应器的加热夹套的出口连通，干式急冷塔的出口与布袋除尘器的进口连通，布袋除尘器的出口与低温等离子体反应器的进口连通，且连通管路上设置有向连通管道内喷射活性炭的活性炭喷射器，低温等离子体反应器的出口与脱酸塔的进气口连通，脱酸塔的气体出口与大气连通；所述干式急冷塔和脱酸塔上均设置有用于脱硝脱硫的碱液进口；灰渣输出单元为包括水淬箱和捞渣机，将等离子热解单元的等离子热解炉中热解后的熔融玻璃液水淬后经捞渣机打捞回收。进一步地，所述等离子脱硫脱硝单元还设置有用于配制氢氧化钠溶液的碱液配制箱，碱液配制箱的碱液出口通过碱液输送泵与干式急冷塔和脱酸塔的碱液进口分别连通，将碱液输送到干式急冷塔和脱酸塔中除去烟气中残余的酸性气体。进一步地，所述等离子脱硫脱硝单元还设置有盐储箱，所述脱酸塔的液相出口与盐储箱连通，以收集脱硫脱硝后所得的盐以及富余的碱液，盐储箱的出口通过碱液循环泵与碱液配制箱连通，实现碱液的循环利用。进一步地，所述脱酸塔的气体出口依次设置抽烟风机和烟囱，将脱硫脱硝后的烟气顺利排放。进一步地，所述等离子脱硫脱硝单元还设置有醇类存储箱，所述醇类存储箱通过醇泵与低温等离子体反应器连通，提供反应所需醇类溶液。进一步地，所述低温等离子反应器低温等离子反应器是基于电晕放电和介质阻挡放电的双作用机理，反应器正极在外筒体容器内同心布置多个放电尖端，在正极施加电压后会产生强度极高的电场，导致电晕放电发生，气体进入反应器容器内与放电尖端接触，气体中的氮氧化物和硫化物在醇类物质的作用下在电晕区被迅速分解，氮氧化物转化为氮气，二氧化硫转换为OHSO2和HSO3。优选的，所述低温等离子反应器结构包括作为正极的电极、作为负极的外筒体；外筒体上设置有气体进口、气体出口和排污口；所述电极(正极)沿外筒体周向均匀安装在外筒体壁面上，电极位于外筒体内部的部分为沿外筒体径向的圆锥体型电极尖端且相邻电极尖端在外筒体径向平面上错落排列，相互错开角度为30～90°；电极和外筒体之间通过绝缘材料隔开，绝缘材料厚度＞20mm，绝缘材料可以是高密度聚乙烯或者是PEK，或者是陶瓷。外筒体的容积按照气体停留时间1s～5s计算；所述气体进口沿外筒体周向的切向设置，所述排污口位于外筒体底部正下方。进一步地，所述热脱附反应器由外筒体、安装在外筒体内的螺旋推进器、安装在外筒体外壁的加热夹套构成，螺旋推进器的螺旋叶片上设置有刮片，刮片设置在连续螺旋叶片的1/3～4/5长度范围内，且每隔1/4螺距设置一个刮片。所述刮片沿螺旋转轴轴向设置，使刮片在转轴转动时具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于等离子体处理的高热值危险废物处理系统，其特征在于，包括输送单元、脱附单元、等离子热解单元、二噁英脱出单元、等离子脱硫脱硝单元和灰渣输出单元；/n所述输送单元包括搅拌器（1）、与搅拌器出料口连通的螺旋输送机（2）、与螺旋输送机的出料口连通的气锁（3）；/n所述脱附单元包括热脱附反应器（4）、急冷塔（24）、用于油水分离的气浮浮选机（27）、空冷器（25）；所述热脱附反应器设置有加热夹套，热脱附反应器的进料口与输送单元中的气锁出料口连通，热脱附反应器的脱附气体出口与急冷塔的进口连通，急冷塔冷却后的液相出口与气浮浮选机的进口连通，气浮浮选机油水分离处理后的净水出口与空冷器（25）的进口连通，空冷器的冷水出口与急冷塔的冷却水进口连通；/n所述等离子热解单元包括等离子热解炉（5），等离子电源（23）、去离子水风冷器（21）、制氮机（32）；所述等离子热解炉由炉体、安装在炉体上的作为加热热源的氮气等离子炬（30）组成，所述制氮机的氮气出口与氮气等离子炬（30）连接为氮气等离子炬提供工质氮气，同时与脱附单元中的气浮浮选机（27）连通为气浮浮选机提供溶气气源，与脱附单元中的气锁（3）连通，所述等离子电源（23）与氮气等离子炬连接为等离子炬提供电源，所述去离子水风冷器与氮气等离子炬上设置的水冷通道连通成循环水冷回路以对工作中的氮气等离子体冷却；所述等离子热解炉的进料口与脱附单元中的热脱附反应器（4）的脱附固相出口连通；/n所述二噁英脱出单元包括等离子气体燃烧反应器（6）、等离子电源（23）、去离子水风冷器（21）和制氮机（32），所述等离子气体燃烧反应器由反应罐体和安装在罐体顶部的氧气等离子炬（31）组成，所述制氮机（32）的氧气出口与氧气等离子炬（31）连通，为氧气等离子炬提供工质氧气，所述等离子电源（23）与氧气等离子炬连通为氧气等离子炬提供电源，所述去离子水风冷器与氧气等离子炬上设置的水冷通道连通成循环水冷回路以对工作中的氧气等离子体冷却；所述等离子气体燃烧反应器（6）的进气口与热脱附单元中的急冷塔（24）顶部气体出口连通，同时与等离子热解炉（5）的热解气体出口连通，等离子气体燃烧反应器（6）的燃烧反应后的烟气出口与热脱附单元中的热脱附反应器（4）的加热夹套的进口连通，提供热脱附反应热源；/n所述等离子脱硫脱硝单元包括干式急冷塔（7）、布袋除尘器（9）、低温等离子体反应器（12）、低温等离子电源（13）、脱酸塔（14）；所述干式急冷塔（7）的进气口与热脱附反应器（4）的加热夹套的出口连通，干式急冷塔的出口与布袋除尘器的进口连通，布袋除尘器（9）的出口与低温等离子体反应器（12）的进口连通，且连通管路上设置有向连通管道内喷射活性炭的活性炭喷射器（8），低温等离子体反应器（12）的出口与脱酸塔（14）的进气口连通，脱酸塔的气体出口与大气连通；所述干式急冷塔（7）和脱酸塔（14）上均设置有用于脱硝脱硫的碱液进口；/n灰渣输出单元为包括水淬箱和捞渣机（22），将等离子热解单元的等离子热解炉中热解后的熔融液水淬后经捞渣机打捞回收。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于等离子体处理的高热值危险废物处理系统，其特征在于，包括输送单元、脱附单元、等离子热解单元、二噁英脱出单元、等离子脱硫脱硝单元和灰渣输出单元；
所述输送单元包括搅拌器（1）、与搅拌器出料口连通的螺旋输送机（2）、与螺旋输送机的出料口连通的气锁（3）；
所述脱附单元包括热脱附反应器（4）、急冷塔（24）、用于油水分离的气浮浮选机（27）、空冷器（25）；所述热脱附反应器设置有加热夹套，热脱附反应器的进料口与输送单元中的气锁出料口连通，热脱附反应器的脱附气体出口与急冷塔的进口连通，急冷塔冷却后的液相出口与气浮浮选机的进口连通，气浮浮选机油水分离处理后的净水出口与空冷器（25）的进口连通，空冷器的冷水出口与急冷塔的冷却水进口连通；
所述等离子热解单元包括等离子热解炉（5），等离子电源（23）、去离子水风冷器（21）、制氮机（32）；所述等离子热解炉由炉体、安装在炉体上的作为加热热源的氮气等离子炬（30）组成，所述制氮机的氮气出口与氮气等离子炬（30）连接为氮气等离子炬提供工质氮气，同时与脱附单元中的气浮浮选机（27）连通为气浮浮选机提供溶气气源，与脱附单元中的气锁（3）连通，所述等离子电源（23）与氮气等离子炬连接为等离子炬提供电源，所述去离子水风冷器与氮气等离子炬上设置的水冷通道连通成循环水冷回路以对工作中的氮气等离子体冷却；所述等离子热解炉的进料口与脱附单元中的热脱附反应器（4）的脱附固相出口连通；
所述二噁英脱出单元包括等离子气体燃烧反应器（6）、等离子电源（23）、去离子水风冷器（21）和制氮机（32），所述等离子气体燃烧反应器由反应罐体和安装在罐体顶部的氧气等离子炬（31）组成，所述制氮机（32）的氧气出口与氧气等离子炬（31）连通，为氧气等离子炬提供工质氧气，所述等离子电源（23）与氧气等离子炬连通为氧气等离子炬提供电源，所述去离子水风冷器与氧气等离子炬上设置的水冷通道连通成循环水冷回路以对工作中的氧气等离子体冷却；所述等离子气体燃烧反应器（6）的进气口与热脱附单元中的急冷塔（24）顶部气体出口连通，同时与等离子热解炉（5）的热解气体出口连通，等离子气体燃烧反应器（6）的燃烧反应后的烟气出口与热脱附单元中的热脱附反应器（4）的加热夹套的进口连通，提供热脱附反应热源；
所述等离子脱硫脱硝单元包括干式急冷塔（7）、布袋除尘器（9）、低温等离子体反应器（12）、低温等离子电源（13）、脱酸塔（14）；所述干式急冷塔（7）的进气口与热脱附反应器（4）的加热夹套的出口连通，干式急冷塔的出口与布袋除尘器的进口连通，布袋除尘器（9）的出口与低温等离子体反应器（12）的进口连通，且连通管路上设置有向连通管道内喷射活性炭的活性炭喷射器（8），低温等离子体反应器（12）的出口与脱酸塔（14）的进气口连通，脱酸塔的气体出口与大气连通；所述干式急冷塔（7）和脱酸塔（14）上均设置有用于脱硝脱硫的碱液进口；
灰渣输出单元为包括水淬箱和捞渣机（22），将等离子热解单元的等离子热解炉中热解后的熔融液水淬后经捞渣机打捞回收。


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【专利技术属性】
技术研发人员：雷光玖，张贤彬，
申请(专利权)人：成都启川新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51