[发明专利]一种船用固废等离子气化熔融系统及方法

说明书

本发明涉及一种船用固废等离子气化熔融系统，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等离子炬，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。本发明的优点是有效抑制了二噁英和NO_X的生成，灰渣彻底无害化，有机物分解成可燃合成气，热解气化生成的可燃气的燃烧性能优于船上传统固废处理装置。

技术领域

本发明属于船舶建造与焚烧技术领域，涉及一种船用固废处理系统，具体涉及一种船用固废等离子气化熔融系统及方法，可以处理穿上多种混合废弃物。

背景技术

据了解，船上生活垃圾的处理主要是采用焚烧的方式，传统的船用生活垃圾焚烧存在以下几点问题：

一是传统船用生活垃圾焚烧炉需要消耗大量柴油等化石能源辅燃，比如中国专利CN2013103098789提供一种双燃烧室的船用焚烧炉燃烧系统，其中助燃剂就大量使用柴油，而化石燃料的燃烧一方面会增加烟气产生量，另一方面在化石能源告急的情形下，加剧了化石能源的紧缺情况。

二是根据MEPC 244-66中内容显示，船用焚烧炉只对排放烟气温度，CO含量，排灰量，灰烬中未燃成分等进行规定，并没有对酸性气体，二噁英，重金属等进行规定。目前传统船用焚烧炉内的高温烟气经过空气混合降温后直接排放，并没有进行烟气净化。而船用焚烧炉的预热辅助燃油含硫量较高，辅助燃油和船上固废中的酸性气体、二噁英都会对大气产生二次污染。

三是传统船用生活垃圾焚烧炉的燃烧温度为850°～1000°C，燃烧时二噁英分解不完全，残碳和灰渣的燃烧也不完全，未燃尽组分约占据总量的10%。固废的燃烧性能较差，空气过量系数较大，一般为1.8～2.0，燃烧所产生的高温烟气直接混入2～5倍冷空气，会进一步增大烟气排放量。而可燃气体的清洁度和燃烧性能都优于固体垃圾直接焚烧。

等离子技术自1990年代进入民用后，关于等离子基础研究逐渐兴起。等离子体气化熔融通过引入热等离子体电弧以提高气化炉温度，等离子体气化中心温度可达6000℃，炉内均温1000～1600℃，炉内反应活性高，各类反应物完全裂解；有机物转化为合成气，无机物转变为玻璃体的灰渣。但是等离子技术一直没有在固危废处理工艺上得到广泛推广和应用，其主要原因是由于等离子矩的制造成本和能耗较高。同时由于船舶的特殊环境，船舶并不能存储气体，也不能采用等离子技术处理固体废弃物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种船用固废等离子气化熔融系统及方法，该系统通过将气化技术与等离子矩结合，只需消耗电源即可解决燃烧化石燃料问题，等离子矩提供高温缺氧环境，将有机物生成合成气，无机物熔融成玻璃体，并且缺氧可抑制酸性气体和二噁英的产生，合成气具有良好的燃烧性能，可进一步减少烟气排放量少和污染物浓度，再通过回收利用部分合成气可减少等离子炬的能耗。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种船用固废等离子气化熔融系统，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，通过部分可燃气燃烧释放热量来补充系统气化熔融需要的能耗。