[发明专利]固体废物热解气化--等离子体重整的装置与方法

说明书

本发明涉及一种固体废物热解气化‑‑等离子体重整的装置与方法，包括热解炉和等离子体重整装置；热解炉出气口与等离子体重整装置进气口由导气管连接。热解炉在炉顶设置有进料口，在炉体侧壁上部设置有出气口；热解炉侧壁由外到内设有热解炉炉壁、热解炉外层耐火材料、热解炉内层耐火材料和物料钢瓶；等离子体重整装置的进气口位于装置一侧壁的中心位置，出气口位于进气口对面的侧壁的中心位置；在除去进气口和出气口所在壁面的其他壁面，选取等离子体炬安装点，布置1‑4个等离子体炬；采用等离子体技术，可同时高效去除烟气中的多种复合污染物，包括气态污染物、固态及液态微粒，且该重整技术不会产生二次污染。设备体积小，操作简单。

技术领域

本发明涉及一种固体废物热解气化--等离子体重整的装置与方法，尤其是提供一种等离子体技术的复合污染物净化设备及方法，属于环境保护技术领域。

背景技术

热解是生活垃圾、农林废弃物、工业活动中产生的有机废物和石油污泥等固体废物在无氧条件下，转化为可燃气的过程，应用前景十分广泛。固体废物通过热解过程，得到的可燃气体可用于燃气轮机或煤气发动机中直接燃烧，用于燃料电池，作为工业燃气，用于其他工业生产等。

经过热解产生的气态物质，组成成分十分复杂，是一种集固、液、气态污染物于一体的复合污染物。固态成分主要包括炭黑、炉渣等固体颗粒物，液态成分主要包括焦油、芳香烃等有机液体，气态成分主要包括小分子可燃气体(如H₂、CH₄、CO等)及恶臭类物质(如H₂S、NH₃等)。固体废物热解产生的气体，还具有所含污染物各组分浓度波动较大的特点。该类复合污染物如不经有效净化，不仅会对后续设备造成危害，对城市空气质量也构成了严重的威胁。

针对上述低浓度复合气态污染物，传统处理方法有吸附法、催化燃烧法或生物法等。催化燃烧法净化效率高，但缺点是催化剂易受热解烟气中焦油及炭黑类固态物质影响而失效，设备体积较大，一次性投资及设备运行能耗较大，且气态污染物与热解气混流在一起，不可用燃烧法去除污染物。吸附法、吸收法净化效果理想，但吸附或吸收后的污染物仍需处置，再生能耗较大。冷凝法应用范围受限，仅对中、高浓度易挥发性有机气体处理效果较好。生物法投资和运行费用较低，但运行操作复杂、占地面积较大，存在二次污染的可能性。

因此，目前热解技术存在以下问题：热解产生的气体，组分复杂，含焦油等大分子物质，需净化后才可后续使用；吸附法、催化燃烧法或生物法等常规净化方法，存在诸多不足。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种能稳定输出可燃气、可控性强的固体废物热解气化-等离子体重整的装置与方法。

具体技术方案如下：

一种固体废物热解气化-等离子体重整的装置：包括热解炉和等离子体重整装置；热解炉出气口与等离子体重整装置进气口由导气管连接。

所述的热解炉在炉顶设置有进料口，在炉体侧壁上部设置有出气口；热解炉侧壁由外到内设有热解炉炉壁、热解炉外层耐火材料、热解炉内层耐火材料和物料钢瓶；其中，热解炉内层耐火材料与物料钢瓶之间设有热电偶，热电偶采用三段式或多段式布置方式；在物料钢瓶下方，设有炉栅；炉栅下方设有储灰室；载气管穿过储灰室，与炉栅相接，可将载气导入到物料钢瓶内，即热解炉内物料反应区。

所述的等离子体重整装置，外形为圆柱体或长方体，或其他形状；进气口位于装置一侧壁的中心位置，出气口位于进气口对面的侧壁的中心位置；在除去进气口和出气口所在壁面的其他壁面，选取等离子体炬安装点，布置等离子体炬，数量为1-4个，功率为5-30KW；

布置1个或3个等离子体炬时，在除去进气口和出气口所在壁面的其他壁面分别选取安装点，且所有安装点到进气口所在壁面的距离相等，均为40-50cm，均匀布置等离子体炬，使得相邻的等离子体炬距离相等；