[发明专利]一种固、液、气体有害物气化净化与能源利用系统和方法

说明书

本发明涉及固体、液体、气体(VOCs)有害物高温裂解实现气化和净化处理与能源利用系统及有害物气化和净化处理与能源利用方法，具体说是一种由有害物气化和净化处理反应装置、气化剂发生装置、固体加料与闭锁装置、液体喷射装置、气体注入装置等构成的多种物态有害物气化和净化处理与能源利用系统及有害物气化和净化处理与能源利用方法。所述系统及方法独特性包括，气化剂发生装置产生有害物气化和净化所需的乏氧高温气化剂和有害物气化和净化反应装置为有害物直接与乏氧高温气化剂有效作用发生气化和净化提供反应空间结构和条件；根据需要，实现各物态有害物高效气化和净化处理，输出燃气或热能，有效解决二噁暎和焦油等二次污染物排放问题。

技术领域

本发明涉及固体、液体、气体有害物通过高温裂解实现高效气化和净化系统和方法，以及有害物清洁能源利用系统和方法，具体说是一种多种物态有害物气化和净化系统与能源利用系统，以及有害物气化和净化方法与能源利用方法。

背景技术

在钢铁冶金、化工生产、和制药等很多行业的生产过程中，有不同物态、成分、体量和热值的工业过程废弃物生产和排放。其不仅导致严重的大气污染和环境破坏，还造成能源和资源的浪费。工业固体、液体、气体和VOCs有害物的净化处理和清洁高效能源利用，长期以来一直是各相关行业难以有效解决的大气与环境污染和能源浪费问题。很多工业生产过程产生大量物态和成分各异的含碳氢化合物的有机废弃物，如钢铁行业的高炉煤气，和制药行业的固废、废液、和挥发性废气；其一般为对环境和大气有害的污染物，需采用不同的净化技术和设备进行净化处理。

由于工业有害物的物态和所含热值不同，需要采用不同的净化处理方法和相应的能源回收利用方法，实现工业过程废弃物的净化处理和能源回收利用。但有些有害物，由于其热值较低或量少，而只能实现净化处理，难以进行有效的能源利用。现有工业有害物特别是固体和气体有害物的净化处理，一般是采用直接焚烧、RTO蓄热式燃烧、和RCO催化燃烧等焚烧处理技术。然而，其存在氮氧化物(NOx)等其他二次污染物排放问题。特殊情况下，诸如丙酮这样成分的有害气体和VOCs，常规焚烧技术处理还会产生二噁暎这样的剧毒物质，造成严重的二次污染物排放问题。

现有工业有害物净化处理技术及特点

现有工业有害物净化处理技术一般是根据有害物的物态而形成固体、液体、气体三个方向的净化处理方法，和相应的有害物净化处理设备系统，通过对有害物成分的改变、破坏、捕获或吸附、浓缩等方式，实现对有害物的净化或清除。

1.固体有害物净化处理方法：

固体有害物的直接焚烧是目前广泛采用的一种有害物处理方法，其是热处理的一种形式。其焚烧温度一般在800～1300℃，具有减量化显著、产生热能可充分利用、占地少等优点。其缺点，是单位投资相对较大、运行费用较多、对焚烧后尾气处理技术要求高、对垃圾低位热值有一定要求、产生的烟气必须进行净化等。焚烧时会产生一些有害气体(如HCl、HF、NOx、SO2等)和二噁暎、以及有机物和炉渣，其排放依然对环境造成直接污染，因此并未对有害物实现有效的净化处理。

现有固体工业有害物气化技术的核心特征是其气化剂由氧化剂(空气、富氧、或纯氧)和水蒸汽构成，其中氧化剂与固体有害物在气化空间内发生燃烧反应，产生气化所需要的热能；通过控制氧化剂量使固体有害物处于燃烧-半燃烧状态，生产维持气化反应所需要的热能。其具有比固体有害物直接焚烧好的净化处理效果，但依然有相同或相似的问题，即产生有害气体和二噁暎，未能实现对有害物的有效净化处理。

2.液体有害物净化处理技术：

光催化技术：

光催化技术是利用紫外光，使与液体有害物接触的半导体经过紫外光照射，反应活性增强，当有还原剂或者氧化剂存在的情况下，使在半导体的表面对液体有害物渗滤液进行降解，达到对液体有害物净化处理的目的。

湿法氧化技术：