专利名称：等离子体增强裂解有机废弃物的方法和等离子体炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种等离子体裂解的方法和等离子体炉，特别是涉及一种等离子体增强裂解有机废弃物的方法和等离子体炉。
背景技术：
有机废弃物不仅本身的成分极其有害，而且还可能包含有各种其它的有毒有害成分。如医疗废物携带的细菌病毒有极强的传染性，化学废物包含多环芳烃、多氯联苯等有毒有害的有机物，因而必须进行有效的处理处置。当前，医疗废物和其他有机废弃物的处理已成为一个重要的环保议题，社会各界十分关注无害化的处理方法。传统的堆埋和堆放办法不仅占用大量土地，而且往往因处理不当造成隐患，可能造成病原体的扩散。而卫生安全填埋法则需要进行有效消毒，处理不当会成为隐患，且液态危险废物不适宜用填埋方法处置。采用焚烧方法可以彻底消灭病原体，但容易释放有害气体，产生二次污染，例如可能会产生多氯代二苯并二噁英与多氯代二苯并呋喃(PCDDs与PCDFs，简称二噁英类)等有害物质，成为新的污染源。
使用等离子体技术裂解处理危险废物，可以克服传统填埋、焚烧法的缺点，其具有高效、环保的优点。目前国内外已有一些专利，公开了采用直流等离子体技术，并依靠电能来裂解有机废弃物。
美国星科(Startech)环境公司发展的直流等离子体专利技术，可以处理包括化学武器在内的多种废物，但技术复杂，设备成本昂贵。
卡尔特(美国专利5280757)用电弧等离子体气化城市固体废物；巴顿(美国专利4644877)和贝尔(美国专利4431612)用电弧等离子体破坏多氯联苯(PCBs)等，但这些方法均需更换电极，使得成本较高。
德国格里马(中国专利89105527.4)专利公开了采用水蒸汽等离子体气氛和直流等离子体技术，澳大利亚联邦科学和工业研究组织(中国专利93103682.8)采用惰性气体等离子体气氛和直流等离子体技术，但反应仅在陶瓷管内进行，反应空间小，给工业化带来困难。
浙江巨圣氟化学有限公司(中国专利00128708.7)采用直流等离子体处理有机卤化物，但此法不适合处理医疗废物。
王忠义、黄少青(中国专利01206033.X)采用直流等离子体处理医疗废物，但是存在过量空气过多，尾气量过大，NOx排放量大的缺点。
综上所述，上述已有的等离子体裂解技术存在许多缺点，如技术复杂，使得成本较高，设备昂贵；而且反应空间小，给工业化带来困难，不适合处理医疗废物；更为重要的是上述等离子体裂解方法主要都是依靠电能裂解废物，电能消耗比较高。
发明内容
本发明的目的在于克服已有等离子体裂解技术存在的技术复杂、成本较高、不易工业化、电能消耗高，特别是不适合处理医疗废物的缺陷；从而提供一种电能消耗少、设备投资节省、运行成本低，运行稳定，操作简单，适于处置各种形态(固态、半固态、液态、气态)的有机废弃物的等离子体增强裂解有机废弃物的方法。
本发明的另一目的在于提供一种用于等离子体增强裂解有机废弃物的等离子体炉。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的本发明提供一种用于等离子体增强裂解有机废弃物的等离子体炉，包括一炉体，该炉体的炉膛内侧设有耐火材料炉衬和隔热保温层，炉膛壁上设有进料口1和等离子体炬2，炉膛壁底部设有出渣口5，炉膛壁顶部设有排气口4，其特征在于，所述的一个等离子体炬安装在转动装置上，可转动等离子体炬，以促进炉内气体流动，使炉内温度分布均匀；炉壁上还至少设有一个进气口3，进气口3通过带有控制阀的管道与气源连通。
本发明提供一种用于等离子体增强裂解有机废弃物的等离子体炉，包括一炉体，该炉体炉膛壁内侧设有耐火材料炉衬和隔热保温层，炉膛壁上设有进料口1和至少2个以上等离子体炬2，炉体底部设有出渣口5，炉膛壁顶部设有排气口4，其特征在于，所述的等离子体炬安装在矩形炉膛壁上，多个等离子体炬交错布置；或者所述的多个等离子体炬安装在圆形炉膛壁上，和等离子体炬沿圆形炉膛的圆周均匀分布，并以等离子体炬的轴线与炉膛圆形的法线方向成0-80度的角度，与炉膛轴线成0-60度的夹角，以促进炉内气体流动，使炉内温度分布均匀；炉壁上还设有进气口3，进气口3通过带有控制阀的管道与气源连通。
所述的转动装置包括一个金属水冷球体21，等离子体炬2安装在水冷球体上，等离子体炬的中心线通过球体的中心(见图1c)，安装等离子体炬的球体安装于两个半球形金属制造的水冷底座22上，底座安装在等离子体炉体10上。球体可以在球型底座上转动和旋转，球体转动角度范围0～40度，绕等离子体炬中心线旋转角度为0～20度，以配合球体的转动。球体的转动改变等离子体炬的射流方向，有助于改善炉内气体的流动。
所述的进气口3垂直安装在等离子体炉的矩形截面炉膛的底面，也可以安装在炉膛侧面。
所述的进气口3以进气口的轴线与圆形炉膛圆形的法线方向成0-80度的角度，与炉膛轴线成0-60度的夹角安装在等离子体炉的炉膛壁上。
所述的等离子体炬为直流等离子体炬；等离子体炬的电极是水冷金属电极，由无氧铜或其他金属制成。
所述的等离子体炉采用直流电源，或包括带有饱和电抗器的，形成陡降的电流电压特性的直流电源，其中直流电源的电压为40-500V。
本发明提供一种等离子体增强裂解有机废弃物的方法，包括前处理，和在本发明的等离子体炉中进行高温裂解，再净化和二次燃烧，其具体步骤如下1)前处理在与外界隔离且保持0～50mm水柱微负压的条件下将有机废弃物中的液体或可气化固体气化，或将不可气化固体通过进料机直接送入炉内，或者还包括将其破碎至1～50毫米尺寸，然后通过进料机加料到本发明的等离子体炉中；2)高温裂解将经步骤1)前处理后的有机废弃物在上述等离子体炉中高温裂解，炉内的工作气体为氧化气氛，且控制工作气体总量，以使炉内工作气体含氧量相当于有机废弃物完全燃烧所需理论氧气量的5～20％；通过进气口向等离子体炉中补充氧化性气体，控制裂解温度在1200～1500K；可以通过增加气体供应量来提高裂解温度；可以在等离子体炉中保持10～50mm水柱微负压下进行高温裂解；3)净化将步骤2)高温等离子体裂解时，等离子体炉排出的裂解气体降温至450℃后急骤冷却，经酸性气体洗涤吸附装置脱酸性气体，脱除固体颗粒物，并回收碳黑和金属颗粒；4)二次燃烧将步骤3)净化后的气体在燃烧室燃烧，通过补充空气来控制燃烧温度在1200～1400K，并通过增加空气供应量来降低燃烧温度防止产生NOx；达到环保标准的尾气排放大气。
本发明提供的另一种等离子体增强裂解有机废弃物的方法，包括前处理、和在本发明的等离子体炉中进行高温裂解、二次燃烧和后处理，其具体步骤如下1)前处理在与外界隔离且保持0～50mm水柱微负压的条件下将有机废弃物中的液体或可气化固体气化，或将不可气化固体通过进料机直接送入炉内，或者将其破碎至1～50毫米尺寸，然后通过进料机加料到本发明的等离子体炉中；2)高温裂解将经步骤1)前处理后的有机废弃物在上述等离子体炉中高温裂解，炉内的工作气体为氧化气氛，且控制工作气体总量，以使炉内工作气体含氧量相当于有机废弃物完全燃烧所需理论氧气量的5～20％；通过进气口向等离子体炉中补充氧化性气体，控制裂解温度在1200～1500K；可以通过增加气体供应量来提高裂解温度；可以在等离子体炉中保持10～50mm水柱微负压下进行高温裂解；3)二次燃烧将步骤2)等离子体炉排出的裂解气体在燃烧室燃烧，通过补充空气来控制燃烧温度在1200～1400K，可以通过增加空气供应量来降低燃烧温度防止产生NOx；4)后处理将步骤3)燃烧排出的尾气通过换热器降温至450℃，然后急骤冷却，然后进行常规的尾气处理，得到可利用的热能和达到环保标准的尾气。
还包括步骤5)尾气处理包括将尾气洗涤净化、可燃气回收、碳黑或金属颗粒采用一般回收工艺进行回收。
还包括步骤6)，采用内燃发电机组将步骤3)净化后的气体燃烧发电，或收集步骤3)净化后的气体供燃烧用户或供化学工业使用。
所述的裂解有机废弃物包括固态、半固态、液态或气态的医疗行业产生的有机废弃物。
所述步骤1)的加料是连续或间歇方式加料，间歇加料方式可以采用的时间间隔为15秒钟到5分钟。
所述的等离子体炬的工作气体为空气或氧气，等离子体裂解炉内补充的气体为空气、氧气或水蒸汽。
本发明的等离子体增强裂解有机废物的方法和用于等离子体增强裂解有机废弃物的等离子体炉，与已有技术相比，其优点在于1、本发明提供的等离子体炉使用可以转动的或交错分布的直流等离子炬，有助于炉内气体的流动，改善炉内温度与气体成分分布的均匀性，使得较大空间内废弃物能够均匀受热裂解，提高裂解速率，和废弃物处理的彻底性，特别适合密度低的有机废弃物，如医疗垃圾等。本设备投资节省、运行成本低，运行稳定，操作简单。
2、本发明提供的等离子体炉的底部或侧面设置至少一个进气口，因此可以通过增加氧化性气体供应量来提高裂解温度，实现节约能源和时间的优点3、本方法可以充分利用有机废弃物自身的热值，在受控制的氧化气氛下释放热能增强裂解，电能消耗大约为一般等离子体裂解技术的三分之一到四分之一，处理医疗废弃物等有机废弃物的电耗约0.2～0.3kW/kg，具有投资省、运行成本低的特点；如果利用可燃气发电，发电量可高于自身用电量；
4、经本方法处理后的有机废弃物的容积可大幅度减少，最高可达99％。
5、本方法采用等离子体炬技术，对被处理的有机废弃物没有特殊的导电性能要求，能保证被处理的有机废弃物在1200～1500K的温度下彻底裂解，有机物可分解为碳、氢等单质结构，低气化点金属的蒸气凝聚后进行收集，硅酸盐变成无害玻璃体结构；尾气产生量仅为传统焚烧法的10～15％左右，而且不产生二噁英类等有害物质，符合环保的要求；另外，由于裂解气体总量仅为焚烧法的10～15％，方案一所用净化装置的体积、成本均大幅度下降，净化造成的能量损失也大幅度下降；6、本方法使尾气温度降至450℃后急骤冷却，可以保证在尾气降温过程中不会合成多氯代二苯并二噁英与多氯代二苯并呋喃，即二噁英类化合物；7、本方法适用范围广，适用于包括城市固体废物、医疗废物在内的多种有机废弃物的处理，而且适用于固态、半固态、液态或气态的有机废弃物；特别是与已有技术相比该方法简单，可以不需要先粉碎固态有机废弃物，直接进行气化、裂解。
8、本方法还可以生成可再利用的副产品，如碳黑、金属、可燃气等。
图1a本发明的用于等离子体增强裂解有机废弃物的等离子体炉侧视示意图，其为具有矩形截面等离子体炉的布置示意图，图1b本发明的用于等离子体增强裂解有机废弃物的等离子体炉顶视示意图，其为具有圆形截面等离子体炉的布置示意图；图1c为一种等离子体炬转动装置的示意图其中进料口1； 等离子体炬2；进气口3；排气口4； 出渣口5；水封6；电源7； 炉膛8； 进料液压推杆与柱塞9；炉体10；水冷球体21 水冷底座22；图2本发明的等离子体增强裂解有机废弃物方法的一种工艺流程3本发明的等离子体增强裂解有机废弃物方法的另一种工艺流程图具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的等离子体增强裂解有机废弃物的等离子体炉和方法进一步详细说明。
实施例1参考图1a，为用于等离子体增强裂解有机废弃物的具有矩形截面布置炉型的等离子体炉示意图。该等离子体炉包括一炉体10，该炉体的炉膛内侧设有氧化铝耐火材料做的炉衬和隔热保温层，炉膛壁上设有进料口1，和该炉膛壁上交错安装两台等离子体炬2，等离子体炬安装在转动装置上，该转动装置是将等离子体炬2安装在一个金属水冷球体21上，水冷球体21位于两个半球形金属制造的水冷底座22上，安装等离子体炬的底座22安装在等离子体炉体10上。水冷球体21可以在球型底座22上转动和旋转，球体转动角度范围0～40度，绕等离子体炬中心线旋转角度为0～20度，以配合球体的转动。通过水冷球体21的转动改变等离子体炬的射流方向，即有助于改善炉内气体的流动，也就改善炉内温度与气体成分分布的均匀性。炉膛壁底部设有出渣口5，炉膛壁顶部设有排气口4；炉底部还至少设有一个进气口3，进气口3通过带有控制阀的管道与氧气瓶连通。该等离子体炉采用直流电源，工作电压40V，并带有饱和电抗器。进料液压推杆与柱塞9安装在炉体10的进料口1处。间歇加料方式可以采用的时间间隔根据炉内温度变化，在15秒钟到5分钟之间变动。
实施例2参考图1b，为用于等离子体增强裂解有机废弃物的具有圆形截面布置的炉型，该等离子体炉包括一炉体10，该炉体炉膛壁内侧设有氧化镁耐火材料炉衬和隔热保温层，在隔热保温材料外可以布置冷却水套。炉膛壁上设有进料口1，和该炉膛壁上交错安装三台等离子体炬2，其三台等离子体炬沿炉膛圆周均匀分布，且等离子体炬的轴线与园的法线方向成80度的角度，与炉膛轴线成60度的夹角；以促进炉内气体流动，使炉内温度分布均匀；炉体底部设有出渣口5，炉膛壁顶部设有排气口4。炉壁上还设有3个进气口3，并与等离子体炬交叉设置；该进气口3的轴线与园的法线方向成60度的角度，与炉膛轴线成0度的夹角。废物从进料口1进入，在等离子体炬2排出的气体作用下裂解，进气口3加入补充空气增强裂解，进气口3还可加入水蒸气，裂解气从排气口4排出，底渣排入渣池5，经水封6排出，直流电源7与直流等离子体炬电连接，电压为500V运行，并带有饱和电抗器。
实施例3、使用本发明提供的等离子体炉处理医疗废物所用本发明提供如图1b所示的等离子体炉。将含有塑料、棉纱等医疗垃圾和模拟肢体的肉，在与外界隔离且保持0～50mm水柱微负压的条件下将其破碎至1～50毫米尺寸，然后通过进料机连续稳定加料到等离子体炉内，将此破碎的有机废弃物在上述等离子体炉中高温裂解，炉内等离子体炬的工作气体为氧气，且控制氧气总量，以使炉内氧气量相当于有机废弃物完全燃烧所需理论氧气量的5％；补充氧气以控制裂解温度在1200～1500K，可以通过增加氧气供应量来提高裂解温度；然后将等离子体炉排出的裂解气体换热降温，经常规酸性气体洗涤吸附装置脱酸性气体和固体颗粒物，并回收碳黑；再将此净化后的气体在燃烧室燃烧，通过补充空气来控制燃烧温度在1200～1400K，可以通过增加空气供应量来降低燃烧温度防止产生NOx；达到环保标准的尾气排放。所述的工艺流程如图2所示。
如果净化后的气体不在燃烧室燃烧，还可以采用内燃发电机组将其燃烧发电，或收集此气体供燃烧用户或供化学工业使用。
实施例4、采用本发明的方法处理气态有机废弃物使用本发明提供的如图1a所示的等离子体炉处理气态有机废弃物。
其处理方法如下将受氯气污染的甲烷气，通过进料机进料口；将此气体在上述等离子体炉中高温裂解，等离子体炬的工作气体为空气，且控制空气总量，以使炉内空气含氧量相当于有机废弃物燃烧所需氧气量的20％；补充空气以控制裂解温度在1200～1500K；炉底部还设有进气口3，通过50个进气口补充水蒸汽，然后将等离子体炉排出的气体经酸性气体洗涤吸附装置脱酸性气体和固体颗粒物，并回收碳黑；再将此净化后的气体在燃烧室燃烧，通过补充空气来控制燃烧温度在1200～1400K，将所得的达到环保标准的尾气排放。
如果净化后的气体不在燃烧室燃烧，还可以采用内燃发电机组将其燃烧发电，或收集此气体供燃烧用户或供化学工业使用。
实施例5、采用本发明的方法处理半固态有机废弃物使用本发明提供的如图1b所示等离子体炉，该等离子体炉的结构同实施例2，区别在一个直流等离子体炬2安装在转动装置上，该转动装置是将等离子体炬2安装在一个金属水冷球体21上，水冷球体21位于两个半球形金属制造的水冷底座22上，安装等离子体炬的底座22安装在等离子体炉体10上。水冷球体21可以在底座22上转动和旋转，球体转动角度范围0～40度，绕等离子体炬中心线旋转角度为0～20度，以配合球体的转动。通过水冷球体21的转动，改变了等离子体炬的射流方向，有助于改善炉内气体的流动；等离子体炬不转动时等离子体炬的轴线与园形炉膛的法线方向成0度的角度，与炉膛轴线成0度的夹角；炉壁上还设有进气口3。该等离子体炉采用直流电源，工作电压70V，不带有饱和电抗器，采用可控硅电路控制电压-电流特性。
采用本实施例的等离子体炉处理半固态有机废弃物的方法如下1)前处理将半固态化工厂产出的有机污泥在与外界隔离且保持0～50mm水柱微负压的条件下将废弃物采用电加热气化，并将不可气化固体破碎至1～10毫米尺寸，然后通过进料机稳定加料送入等离子体炉内，或者以时间间隔为15秒钟到5分钟间歇加料方式送入等离子体炉内；2)高温裂解等离子体炉内的工作气体为氧气，且控制氧气总量，以使炉内气体含氧量相当于有机废弃物燃烧所需氧气量的20％；补充氧气以控制裂解温度在1200～1500K；然后将等离子体炉排出的裂解气体在燃烧室燃烧，通过等离子体炉的进气口向等离子体炉补充空气来控制燃烧温度在1200～1400K；3)净化最后将燃烧排出的尾气常规换热降温至450℃，然后急骤冷却，进行包括尾气洗涤净化、碳黑和金属颗粒回收在内的常规尾气处理，得到达到环保标准的尾气。所述的工艺流程如图2所示。
净化后的气体不在燃烧室燃烧，采用内燃发电机组将其燃烧发电。
实施例6、采用本发明的方法处理液态有机废弃物使用本发明提供的如图1b所示等离子体炉处理有机废弃物，所用的等离子体炉，炉体上设有进料口1和3个等离子体炬2，炉体底部设有出渣口5，炉体顶部设有排气口4，3个等离子体炬在圆形炉膛壁上沿圆周均匀分布，等离子体炬的轴线与园的法线方向成10度的角度，与炉膛轴线成0度的夹角；炉壁上还设有进气口3。该等离子体炉采用直流电源，电压为40V运行。
将废机油在与外界隔离且保持0～20mm水柱微负压的条件下采用电加热气化，然后通过进料机进料口；在10mm水柱微负压下，将此气化的有机废弃物在上述等离子体炉中高温裂解，炉内的工作气体为氧气，且控制氧气总量，以使炉内气体含氧量相当于有机废弃物燃烧所需氧气量的20％；补充空气以控制裂解温度在1200～1500K；然后将等离子体炉排出的裂解气体在燃烧室燃烧，通过补充空气来控制燃烧温度在1200～1400K；最后将燃烧排出的尾气降温至450℃，然后急骤冷却，进行包括气体热能回收、尾气洗涤净化、可燃气回收、碳黑或金属颗粒回收在内的常规尾气处理，得到达到环保标准的尾气。
本发明所述的方法及装置，对原料的成分没有严格要求，只考虑其经济性，因而使设备的利用率大幅度提高，降低生产成本。本发明所述的方法及等离子体炉，能连续24小时持续运行或间断运行，可根据要求自行选择。
权利要求
1.一种等离子体增强裂解有机废弃物的等离子体炉，包括一炉体，该炉体的炉膛可以是矩形截面或圆形截面，内侧设有耐火材料炉衬和保温层，炉膛壁上设有进料口1和等离子体炬2，炉膛壁底部设有出渣口5，炉膛壁顶部设有排气口4，其特征在于，所述的一个等离子体炬安装在转动装置上，可转动等离子体炬，以促进炉内气体流动，使炉内温度分布均匀；炉壁上还至少设有一个进气口3，进气口3通过带有控制阀的管道与气源连通。
2.一种等离子体增强裂解有机废弃物的等离子体炉，包括一炉体，该炉体炉膛壁内侧设有耐火材料炉衬和保温层，炉膛壁上设有进料口1和至少2个以上等离子体炬2，炉体底部设有出渣口5，炉膛壁顶部设有排气口4，其特征在于，所述的等离子体炬安装在矩形炉膛壁上，多个等离子体炬交错布置；或者所述的多个等离子体炬安装在圆形炉膛壁上，和等离子体炬沿圆形炉膛的圆周均匀分布，并且等离子体炬的轴线与炉膛圆形的法线方向成0-80度的角度，与炉膛轴线成0-60度的夹角，以促进炉内气体流动，使炉内温度分布均匀；炉壁上还设有进气口3，进气口3通过带有控制阀的管道与气源连通；等离子体炬也可以安装在转动装置上。
3.如权利要求1或2所述的等离子体增强裂解有机废弃物的等离子体炉，其特征在于，所述的转动装置包括一个金属水冷球体21，等离子体炬2安装在水冷球体上，等离子体炬的中心线通过球体的中心，安装等离子体炬的球体安装于两个半球形金属制造的水冷底座22上，底座安装在等离子体炉体10上；球体转动角度范围0～40度，绕等离子体炬中心线旋转角度为0～20度，以配合球体的转动。
4.如权利要求1或2所述的等离子体增强裂解有机废弃物的等离子体炉，其特征在于，所述的进气口3垂直安装在等离子体炉的矩形截面炉膛的底面。
5.如权利要求1或2所述的等离子体增强裂解有机废弃物的等离子体炉，其特征在于，所述的进气口3以进气口的轴线与圆形炉膛圆形的法线方向成0-80度的角度，与炉膛轴线成0-60度的夹角安装在等离子体炉的炉膛壁上。
6.如权利要求1或2所述的等离子体增强裂解有机废弃物的等离子体炉，其特征在于，所述的等离子体炬为直流等离子体炬；等离子体炬的电极是水冷金属电极，由无氧铜或其他金属制成。
7.一种应用权利要求1所述的等离子体炉进行等离子体增强裂解有机废弃物的方法，包括前处理，高温裂解，再净化和二次燃烧，其具体步骤如下(1)前处理在与外界隔离且保持0～50mm水柱微负压的条件下将有机废弃物中的液体或可气化固体气化，或将不可气化固体通过进料机直接送入炉内，或者还包括将其破碎至1～50毫米尺寸，然后通过进料机加料到本发明的等离子体炉中；(2)高温裂解将经步骤1)前处理后的有机废弃物在上述等离子体炉中高温裂解，炉内的工作气体为氧化气氛，且控制工作气体总量，以使炉内工作气体含氧量相当于有机废弃物完全燃烧所需理论氧气量的5～20％；通过进气口向等离子体炉中补充氧化性气体，控制裂解温度在1200～1500K；(3)净化将步骤2)高温等离子体裂解时，等离子体炉排出的裂解气体降温至450℃后急骤冷却，经常规酸性气体洗涤吸附装置脱酸性气体，脱除固体颗粒物，并回收碳黑和金属颗粒；(4)二次燃烧将步骤3)净化后的气体在燃烧室燃烧，通过补充空气来控制燃烧温度在1200～1400K，并通过增加空气供应量来降低燃烧温度防止产生NOx；达到环保标准的尾气排放大气。
8.一种应用权利要求2所述的等离子体炉进行等离子体增强裂解有机废弃物的方法，包括前处理，高温裂解，再净化和二次燃烧，其具体步骤如下(1)前处理在与外界隔离且保持0～50mm水柱微负压的条件下将有机废弃物中的液体或可气化固体气化，或将不可气化固体通过进料机直接送入炉内，或者将其破碎至1～50毫米尺寸，然后通过进料机加料到本发明的等离子体炉中；(2)高温裂解将经步骤1)前处理后的有机废弃物在上述等离子体炉中高温裂解，炉内的工作气体为氧化气氛，且控制工作气体总量，以使炉内工作气体含氧量相当于有机废弃物完全燃烧所需理论氧气量的5～20％；通过进气口向等离子体炉中补充氧化性气体，控制裂解温度在1200～1500K；可以通过增加气体供应量来提高裂解温度；可以在等离子体炉中保持10～50mm水柱微负压下进行高温裂解；(3)二次燃烧将步骤2)等离子体炉排出的裂解气体在燃烧室燃烧，通过补充空气来控制燃烧温度在1200～1400K，可以通过增加空气供应量来降低燃烧温度防止产生NOx；(4)后处理将步骤3)燃烧排出的尾气通过换热器降温至450℃，然后急骤冷却，然后进行常规的尾气处理，得到可利用的热能和达到环保标准的尾气。
9.如权利要求7或8所述的等离子体炉进行等离子体增强裂解有机废弃物的方法，其特征在于，还包括步骤5)尾气处理包括将尾气洗涤净化、可燃气回收、碳黑或金属颗粒采用一般回收工艺进行回收。
10.如权利要求8或9所述的等离子体炉进行等离子体增强裂解有机废弃物的方法，其特征在于，还包括步骤6)，采用内燃发电机组将步骤3)净化后的气体燃烧发电，或收集步骤3)净化后的气体供燃烧用户或供化学工业使用。
11.如权利要求8或9所述的等离子体炉进行等离子体增强裂解有机废弃物的方法，其特征在于，所述步骤1)的加料是连续或间歇方式加料，间歇加料方式可以采用的时间间隔为15秒钟到5分钟。
12.如权利要求8或9所述的等离子体炉进行等离子体增强裂解有机废弃物的方法，其特征在于，所述的等离子体炬的工作气体为空气、氧气，等离子体裂解炉内补充的气体为空气、氧气或水蒸汽。
全文摘要
本发明涉及一种等离子体增强裂解有机废弃物的方法和等离子体炉。该等离子体炉包括炉体，炉膛壁上设有进料口和等离子体炬，炉膛壁底部设有出渣口，炉膛壁顶部设有排气口，等离子体炬安装在转动装置上或炉膛壁上，炉壁上还至少设有一个进气口3，进气口3通过带有控制阀的管道与气瓶连通。等离子体增强裂解有机废弃物的方法包括将固态、半固态、液态或气态的有机废弃物经前处理后，在本发明的等离子体炉中高温裂解，然后将裂解气体净化后二次燃烧，或是将裂解气体二次燃烧后再进行后处理净化。本方法电能消耗少、设备投资节省、运行成本低，运行稳定，操作简单，适于处置各种形态的有机废弃物的等离子体增强裂解有机废弃物的方法。
文档编号F23G7/00GK1616886SQ20031011348
公开日2005年5月18日 申请日期2003年11月12日 优先权日2003年11月12日
发明者盛宏至, 魏小林, 吴承康 申请人:中国科学院力学研究所