[发明专利]一种烘焙碳化耦合等离子体焚烧有机固废处置工艺

说明书

本发明属于垃圾焚烧处理技术领域，更具体地，涉及一种烘焙碳化耦合等离子体焚烧有机固废处置工艺，包括以下步骤：(1)将有机固废经过一级破碎后进入烘焙烤箱进行碳化处理，得到烘焙碳和烘焙气；(2)将烘焙处理产生的烘焙碳，进行二级破碎处理；(3)将烘焙处理产生的烘焙气通过烘焙气管道通入等离子体焚烧炉进行焚烧处置；(4)通过载气携带将微米级烘焙碳粉末吹入等离子体焚烧炉进行焚烧处置。本发明将烘焙碳化技术与等离子体焚烧处置技术相结合，形成可以有效处置各式有机固废的一条龙一体化技术，利用烘焙碳化技术对难于破碎进样的有机固废进行物性改良，提高了有机固废快速处置技术的物料广泛适应性和系统运行稳定性。

技术领域

本发明属于垃圾焚烧处理技术领域，更具体地，涉及一种烘焙碳化耦合等离子体焚烧有机固废处置工艺。

背景技术

舰船远航作业过程中产生的生活垃圾通常通过压缩打包的方式在靠岸后运回陆地处置。然而，执行较长航行时间的任务以及舰员数量过多的情况下，产生的大量生活垃圾虽然经过了压缩打包处理，但仍然会占用舰船大量空间，严重影响舰船卫生环境，制约舰船空间高效利用。焚烧法是实现有机废弃物快速、高减容处置的有效技术，然而传统垃圾焚烧炉亦或是船用锅炉体积庞大，无法适用于舰船作业条件。等离子体热处理装置所依托的热等离子体炬通过电离气体分子作为等离子体载体，并形成高速等离子体射流炬焰，其炬焰中心温度高达5000℃以上，非常有利于有机固废的热化学处置；同时，等离子体高能量密度的优势可以实现装备小型化，非常适合舰船作业对能耗要求低但是对废弃物处置效率高的情况。

近年来，基于等离子体技术衍生出大量的废弃物处理工艺及设备，然而，国内尚未出现可以充分利用等离子体装置可小型化特点的装备。例如，CN101457934B即公开了一种等离子体焚烧垃圾处理设备。该装置设计基于工业级规模处置设计，设计布局仍与传统的链条炉、煤粉炉、流化床炉等类似，垃圾进料口连接有垃圾预热装置，垃圾通过破碎和热干化后进入等离子炉体参与反应，主要用于陆地大批量垃圾的处理。然而，对于舰船垃圾处理的需求，其处置核心设备应尽量小型化(占地1-2m²，可参考美国福特级航母固废等离子体热裂解焚烧装备)。由于有机固废，尤其是生活垃圾中包含大量的纸类、丝织品类废弃物，其难于破碎、破碎后又易于团聚，实际运行过程中进入小型等离子体反应器十分困难，导致热化学反应程度降低，减容处置效果受限。

本专利针对舰船固废通过等离子体焚烧处置技术中固废进入等离子体反应器困难的技术难题，提出一种结合烘焙碳化的等离子体焚烧工艺，可以有效改善等离子体焚烧处置舰船固废过程中存在的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷，本发明提供了一种烘焙碳化耦合等离子体焚烧有机固废处置工艺，其目的在于，充分利用烘焙碳化的技术优势，将不利于破碎的有机固废转化为易于破碎的碳质燃料，继而改善其进入等离子体反应器的物性状态，使其有利于燃烧等热化学反应过程的充分进行。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种烘焙碳化耦合等离子体焚烧有机固废处置工艺，所述有机固废依次进行了烘焙碳化、破碎研磨、等离子体焚烧处理。

作为优选，包括以下步骤：

(1)将有机固废经过一级破碎后进入烘焙烤箱进行碳化处理，得到烘焙碳和烘焙气；

(2)将烘焙处理产生的烘焙碳，进行二级破碎处理，得到微米级烘焙碳粉末；

(3)将烘焙处理产生的烘焙气通过烘焙气管道通入等离子体焚烧炉进行焚烧处置；

(4)通过载气携带将微米级烘焙碳粉末吹入等离子体焚烧炉进行焚烧处置。

作为优选，所述烘焙烤箱的处置氛围为氮气、氦气和氩气中的一种，所述烘焙烤箱的处置温度为300-500℃，优选350-400℃。

作为优选，所述等离子体装置为基于氮气的非转移弧热等离子体发生器，沿炬焰射流方向串联布置气化室和燃烧室。