[发明专利]一种船用固废等离子气化熔融系统及方法

权利要求书

1.一种船用固废等离子气化熔融系统，其特征在于：包括进料装置、等离子气化熔融室、气化燃烧室和烟气换热器，所述进料装置的输出端与等离子气化熔融室的进料口相连，所述等离子气化熔融室的合成气出口与气化燃烧室的合成气入口相连，所述气化燃烧室的烟气出口与烟气换热器的烟气入口相连；在所述等离子气化熔融室的侧壁上沿其周向均匀设置有一组第一等离子炬，并且所述等离子气化熔融室设有合成气循环回流装置，所述烟气换热器的预热空气出口通过预热空气管路与设置在进料装置外的外热式干燥装置相连。

2.根据权利要求1所述一种船用固废等离子气化熔融系统，其特征在于：所述等离子气化熔融室分为气化区和灰渣熔融区两部分，所述进料装置、合成气循环回流装置设置在气化区，所述灰渣熔融区的底部设有排渣口。

3.根据权利要求2所述一种船用固废等离子气化熔融系统，其特征在于：在所述灰渣熔融区与气化区之间的交接处倾斜安装有2～4个第一等离子炬，在所述气化区的侧壁上倾斜安装有2～4个一次空气入口。

4.根据权利要求3所述一种船用固废等离子气化熔融系统，其特征在于：所述第一等离子炬、一次空气入口的倾斜安装角度均为35°，并且所述第一等离子炬的输出功率为50～500KW，所述一次空气入口设有第一调节阀门。

5.根据权利要求2所述一种船用固废等离子气化熔融系统，其特征在于：所述合成气循环回流装置包括合成气回流管，所述合成气回流管上设有比例流量阀，所述合成气回流管连接合成气回流泵，所述合成气回流管的进口与气化区的上部合成气出口相连，出口与气化区的下部合成气进口相连。

6.根据权利要求2所述一种船用固废等离子气化熔融系统，其特征在于：所述进料装置包括料仓、螺旋推料器和进料溜槽，所述料仓的下部连接螺旋推料器，所述螺旋推料器的尾部连接进料溜槽，所述螺旋推料器外设有外热式干燥装置。

7.根据权利要求6所述一种船用固废等离子气化熔融系统，其特征在于： 所述外热式干燥装置包括呈圆筒状的壳体，所述壳体设置在螺旋推料器外部，所述壳体的进口通过预热空气管路与烟气换热器的预热空气出口相连，出口与等离子气化熔融室的内部相连，所述预热空气管路与高温泵连接。

8.根据权利要求1所述一种船用固废等离子气化熔融系统，其特征在于：所述气化燃烧室的顶部设有第二等离子炬，所述第二等离子炬的输出功率为35～50KW，所述气化燃烧室的侧壁上倾斜安装有2～4个二次空气入口，所述二次空气入口设有第二调节阀门。

9.根据权利要求1所述一种船用固废等离子气化熔融系统，其特征在于：所述烟气换热器包括外壳和安装在外壳内的换热管，所述外壳具有烟气入口和烟气出口，所述换热管具有空气入口和预热空气出口。

10.一种船用固废等离子气化熔融方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、启炉——第一等离子炬在高压下起弧放电，将载气空气电离成高密度电离气体，所产生的热能将等离子气化熔融室内的温度升至1000～1600℃；

第二步、进料——船上的固体废弃物被输送至料仓，在螺旋推料器的作用下进入到气化熔融室内部进行热解气化；

第三步、热解气化——调节等离子气化熔融室一次空气当量比在0.2～0.3之间，调节第一等离子炬的功率以及合成气回流泵的功率，使得等离子气化熔融室中气化区的温度为1100～1300℃，灰渣熔融区的温度为1400～1600℃，通过合成气回流泵为等离子气化熔融室提供包含气化剂的回流合成气，气化剂的主要成分为水蒸气，其中水蒸气在回流合成气中所占的体积比为16%～34%；

第四步、合成气燃烧——气化区的合成气通入气化燃烧室进行充分燃烧，启动第二等离子炬的点火器，调节气化燃烧室二次空气当量比为1.3，以维持气化燃烧室温度在1200℃以上；

第五步、烟气换热——气化燃烧室的高温烟气经烟气入口通入烟气换热器，烟气入口处温度为1200℃，烟气出口处温度为200℃，空气入口处温度为常温，预热空气出口处温度为700℃，预热后的空气在高温泵的作用下通过预热空气管路通入进料装置的外热式干燥装置对物料进行间接干燥，而烟气换热器的烟气经过换热急冷后降温到200℃，经烟气出口直接排放。