[发明专利]等离子体废热电能循环利用方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子体垃圾焚烧及废气回收裂解、循环利用的，无害化、清洁化处理方法及系统，是一项环保与能源综合利用的新技术。

背景技术

目前国际上处理固态垃圾的做法通常以焚烧和填埋两种形式为主。焚烧垃圾所产生的含重金属及可溶性盐类气体烟雾对空气和土壤环境危害极大，尤其会产生二恶英。常规的焚烧手段导致的铅、砷、镉、铬、铜、锌、镍、汞等金属元素已严重影响到人类的食品安全与身体健康。我国国内大多将垃圾直接进行填埋处理，这无疑会对土壤和水体造成直接污染，对于含有大量病毒和细菌的医疗垃圾，直接填埋方法同样不可取。

近年来随着等离子体技术的兴起，国内外开始摸索采用等离子体技术进行垃圾焚烧处理。由于等离子体炬的中心温度可达到3000～20000℃，在此温度条件下，各种固态垃圾、有毒物质均可在千分之一秒内迅速分解或裂解，无机物在高温作用下熔融，不会产生二恶英污染。但是由于等离子体技术处理后产生的气体中含有物质裂解后产生的大量H₂、CO、CO₂及各种碳氢类混合气体，人们通常将其经过二次燃烧室转化为CO₂或经过水浴处理后直接排入大气，这不仅造成能源的浪费，还将导致温室气体排放量增加。

发明内容

为了解决现有的等离子体技术处理后造成能源的浪费以及温室气体排放量增加的技术问题，本发明提供一种等离子体废热电能循环利用方法。

本发明的技术解决方案是：

一种等离子体废热电能循环利用方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】采用等离子体技术对固体废弃物进行焚烧，回收所产生的矿渣和金属，将焚烧产生的混合可燃气体进行燃烧发电；

2】将燃烧发电所产生的CO₂再与CH₄和载气混合，采用等离子体共裂解技术利用步骤1】中燃烧所产生的电能，将与载气混合后的CO₂和CH₄裂解成小分子物质；

3】将裂解后产生的小分子物质及载气进行分离；

4】将分离后的各种小分子物质进行合成或直接作为燃料进行发电，将分离后的载气送入步骤2】中循环利用。

上述将焚烧产生的混合可燃气体进行燃烧发电的方法还包括燃烧发电前将焚烧产生的混合可燃气体进行净化的步骤。

一种等离子体废热电能循环利用系统，其特殊之处在于：包括用于处理固体废弃物的等离子体热处理系统、用于将等离子体热处理系统所产生的混合可燃气体进行燃烧发电的加力燃烧室和汽轮机、用于将汽轮机燃烧发电产生的CO2进行裂解的等离子体共裂解系统、用于回收裂解气体中小分子物质的变压吸附系统，所述汽轮机的电能输出端接等离子体共裂解系统的电源。

还包括载气循环利用系统。

还包括用于回收裂解气体中小分子物质的合成化学品系统。

上述等离子体共裂解系统的气体输出管道接汽轮机的燃气输入管道。

上述变压吸附系统是由分子筛制成的气体分离装置。

本发明所具有的优点：

1、本发明涉及一种等离子体垃圾焚烧及废气回收裂解循环利用的无害化、清洁处理系统，经过对采用等离子体技术对固体废弃物焚烧后进行再处理，整个处理过程基本无有害物排放，真正实现了废物循环利用及清洁无害化处理。

2、本发明利用等离子体热处理系统将固体废弃物垃圾焚烧后，回收残留的金属和矿渣；等离子体放电以及高温燃烧产生的CO和H₂作为可燃气体为可用能源供发电系统使用；发电系统排出的CO₂气体被输送到等离子体共裂解系统，在载气的参与下被裂解为CO+H₂；裂解后的混合可燃气体不仅可以通过化学手段合成各种类型的油品及其它高分子化合物，而且可以直接送回到发电系统再次用于推动汽轮机发电。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

等离子体废热电能循环利用方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】采用等离子体技术对固体废弃物焚烧，产生CO₂和电能；

1.1】固体废弃物进入固体废弃物馈入系统；

1.2】进入等离子体热处理系统；

1.3】将产生的未净化的一氧化碳和氢气混合气体进入混合气体净化系统净化，将产生的可燃烧气体通过汽轮机进行发电，将清洁废弃排放；

1.4】产生电能和CO₂；