气化及高温等离子体技术在废物处理中的应用.pdf

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1、科技纵横%&’()*’+’&,)-*(&.)/0/1’&,0-(2(0/34()*气化及高温等离子体技术在废物处理中的应用丁聚庆，刘志云，卞晓艳（中国寰球工程公司，北京!"""#$）摘要：本文介绍了等离子体新技术的应用前景及气化等离子技术处理废物的工艺系统。采用气化及高温等离子体技术处理废物，可彻底焚毁废物中的有机物，减少污染排放，回收能源，降低运行成本，具有良好的综合效益。关键词：废物处理；气化炉；高温热解反应炉；等离子火炬中图分类号：<:+(文献标识码：=文章编号：>++7?(-::（%++’）+(?++-7?

2、+%@AA4B23CBDEDFG3HBFB23CBDE3EI#43H.3JK2LED4D6MNBCLOB6LJK.AKP3CQPKBER3HCKJPK3C.KECS$TUBQVWBE6XY$Z[KVMQEX=$@T

3、转化气综合利用过温热风，燃烧固定碳，产生一氧化碳，使炉底温度达到程，核心是气化炉及等离子体高温热解反应炉（见图）。)7++8，熔融炉底残渣还原产生金属及熔渣。高温一氧化碳从块状废物的缝隙加热从上落下的废物，使废物中的挥发分和水分挥发，残留的固定碳作为炉底燃料，在炉顶形成类似于高炉煤气的气化气，气化气的温度随着给料的性质而变化。气化气在送往反应炉的过程中，用等离子火炬加热，并送入适量空气，厌氧燃烧，提供部分热能，快速升温至)%++,)-++9，最终使气化气在反应炉内完成分子重整，彻底分解有毒有机物，最后转化为小分子化

4、合物，成为具有一定热值的高温可燃转化气，进入下一步的余热回收过程。等离子火炬是废物热解需要能量的来源之一。其原理是首先将交流电转化为直流电，直流电正负极间在一气化及等离子体高温热解工艺图定的电压下放电，将电极间的气体介质电离，产生高温)*废物的预处理过程电弧；高温电弧加热流过的气体介质，产生等离子体，等由于气化炉对废物给料有一定要求，因此，需要对离子体火焰的温度一般在’&&&,:+++9，最高可达到一万废物进行预处理。首先要保证废固的粒径在)+,-+..之多度；等离子体加热气化气至)%++,)-++9，将大分子有间

5、，小于(..的废物量不大于总给料量的(/，要尽量做机物分解成简单化合物或元素。火炬输入的电功率转化到废物粒径均匀，以保证系统稳定运行。大块的废物需为等离子体能量的效率与等离子体的温度有关，一般效要破碎，小块或粉状废物，需要造粒。废物的含水量要少率在:(0,;(0，火炬本体需要软化水冷却，以保护其在于-+0，当含水量大于-+0时，废物需干燥处理。进入气高温下连续工作。等离子体能量的输出功率，可以根据化炉的物料综合热值要大于-+++1234516，固定碳的含量加热后的可燃转化气温度进行自动调节。不低于)%0。因而，在处

6、理低热值废物时，需要掺混焦炭对于废液或废气的处理，气化及等离子体技术也非或木头，以保证混合物的热值及固定碳含量。常适合。将经过过滤的废液或废气直接喷射在等离子体%*气化及等离子体热解处理过程火焰加热区，在被加热至高温的情况下，废液和废气与中国环保产业!"#$%&&’(—-7—!"#$%&’(’")%*&+,-%./.0’,1/2+3+/.45$%&科技纵横气化炉产生的气化气一起被转化为可燃气。燃转化气综合利用包括发电、供汽等，发电可以采用高气化炉底部炉缸液态排渣，自然冷却。排出的熔渣，效的联合循环系统。根据实际情况

7、，规模小的装置可采主要包括两部分：化学性质比较稳定的元素，如金、银、用先进的高效率（)&<,)A<）发电机发电，规模大的可以铜、铬、镍、铁被还原成金属，沉于熔渣底部；化学性质活采用燃气轮机发电，单级发电量即可完全满足全厂的用泼的元素，如钙、镁、铝、钛，在熔渣中形成硅酸盐和硫酸电。发电后排出的高温烟气，经余热锅炉，还可以产生蒸盐。熔点低的金属，如铅、锌、汞，被气化，随着气化气进汽。产生的烟气可以直接排入大气。入气体洁净处理系统；铅、锌、部分汞被冷却洗掉，部分二、气化及等离子体技术与焚烧技术的比较汞被排入大气，如果废物

8、中的汞含量较高，则在烟气处用气化及等离子体技术处理废物，其优点首先是对理过程中，需要增加高效过滤器，使汞的排放满足标准。能源的回收利用率要大于焚烧法。由于产生的可燃洁净为了调节熔渣的物性，在给料中需适当加入少量石灰石转化气量仅相当于焚烧烟气量的)&<,’&<，因此，对于或二氧化硅。产生的熔渣，可以回收金属或综合利用。排烟的热量损失，等离子热解法要比焚烧少很多