[发明专利]一种等离子体焚烧垃圾设备及其方法

说明书

【技术领域】

本发明属于废弃物处理领域，涉及一种等离子体焚烧垃圾设备，具体涉及一种等离子体焚烧垃圾设备及其方法。

【背景技术】

目前，工业和特种行业的危险垃圾及塑料制品垃圾日益增多，而且此类垃圾是垃圾中最难处理的。我国针对生活垃圾及危险垃圾及塑料制品垃圾的处理方式主要是填埋和焚烧，填埋不仅侵占大量土地，而且会造成地下水的污染。焚烧法虽然减容比高，并能回收能量，但却因焚烧过程中产生二恶英造成环境的污染，从而遭到公众强烈反对，急需发展新一代的绿色环保、节能降耗的替代焚烧技术。

等离子体是物质第四态，具有许多异于固态、液态和气态的独特的物理化学性质，如温度和能量密度都很高、可导电和发光、化学性质活泼并能加强化学反应等，环保性能优良。通过电弧放电产生高达7000℃的等离子体，将垃圾加热至很高的温度，从而迅速有效地摧毁废物。可燃的有机成分充分裂解气化，转化成可燃性气体，可以用于能源回收，一般称为“合成气”(主要成分是CO+H2)。不可燃的无机成分经等离子体高温处理后成为无害的渣体。采用等离子体处理垃圾是目前减容效果最显著、无害化最彻底、资源化程度最高的绿色环保技术。与焚烧法相比，等离子体技术最突出的优点有：

(1)处理温度高：有害物质摧毁更彻底，二恶英前驱体被彻底破坏分解；

(2)可采用还原性气氛或部分氧化性气氛，采用电能作为外加热源，二次污染物排放比焚烧低2-3个数量级，裂解底渣是无害的；

(3)合成气流量约为焚烧烟气量的5-10％，易于净化，后处理设备尺寸减小，节约了投资成本；

(4)能源回收效率高，将筛上物制成合成气，后续利用气体发动机发电，发电效率可高达39％，而焚烧法采用蒸汽轮机，发电效率很难超过22％；

(5)整套设备紧凑，占地小，经济效益好。

鉴于等离子体技术的种种优点，等离子体系在垃圾焚烧领域得到了广泛的应用，在现有的等离子垃圾焚烧设备中，一般选用交流电弧加热器或直流电弧加热器，若选用交流电弧加热器，虽然电源系统结构简单、投资小，但存在固有缺陷，热效率低；若采用直流电弧加热器，可以提供恒定方向的电压、电流，并做到气流与电弧的长时间接触，出口气流焓值较高，但缺点是需增加变流装置，投资大，控制复杂；这就造成了垃圾焚烧过程中焚烧设备工作不稳定。

【发明内容】

本发明针对上述问题，提供一种具有操作方便、热效率高、工作稳定的等离子体焚烧垃圾设备及其方法。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明提供一种等离子体焚烧垃圾设备，包括：

电源系统；

与电源系统连接的电弧加热器，所述电弧加热器连接有为其提供等离子电弧介质的压缩空气系统；

与电弧加热器的输出端连接的工作系统；

以及PLC控制系统，其用于控制电源系统、电弧加热器以及工作系统；

所述电源系统包括：直流装置以及电抗器，所述直流装置的输出端分别与电弧加热器的正负极连接，所述电抗器连接在直流装置的一个输出端与电弧加热器的正极之间；

所述工作系统包括：锅炉炉膛、一次风系统、等离子燃烧器；

所述锅炉炉膛内设有图像火检系统以及给粉机，所述一次风系统及给粉机分别与等离子燃烧器连接，所述等离子燃烧器与电弧加热器连接，所述图像火检系统、给粉机、一次风系统分别与PLC控制系统连接；

所述一次风系统中设有风速测量系统，所述等离子燃烧器外壁设有燃烧器壁监视器，所述风速测量系统、燃烧器壁监视器分别与PLC控制系统连接。

特别的，还包括：用于冷却电弧加热器的冷却水系统。

特别的，所述电源系统还包括三相变压器、熔断器、第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻；

所述熔断器的三个输入端分别与三相变压器的输出端连接，所述第一压敏电阻连接于熔断器的一相与二相之间，所述第二压敏电阻连接于熔断器的一相与三相之间，所述第三压敏电阻连接于熔断器的二相与三相之间，所述熔断器一相、二相、三相的输出端与直流装置的输入端连接。

特别的，所述电源系统还包括第四压敏电阻，所述第四压敏电阻的两端与电抗器的两端并联。

特别的，所述等离子燃烧器连接有二次风系统。

特别的，所述电抗器采用直流平波电抗器。

本发明还提供一种等离子体焚烧垃圾方法，包括以下步骤：

S10：电源系统开始供电，经直流装置及电抗器输出稳定的电流与电压；