[发明专利]等离子体熔炉、危废处理系统及其的应用

说明书

一种等离子体熔炉、危废处理系统及其的应用，该等离子体熔炉包括：炉体，其内部设有炉膛；可自动升降的电极把持升降单元，其固定在炉体上，前端固定至少两直流电极并伸入炉膛内部，且能够根据炉内工况调节直流电极端头的间距和/或根据所述直流电极损耗程度压放补充直流电极；所述直流电极用于与所述炉膛内的熔渣之间产生等离子体电弧；加料口，其设在炉体顶部；出渣口，其设在炉体上且与炉膛连通；以及出铁口，其设在炉体底部。本发明可以避免二噁英的产生，还可以稳定可靠运行、能耗低、成本低、寿命长、密封性好、维修简单等优点。

技术领域

本发明涉及危险废物焚烧处理领域，具体涉及一种等离子体熔炉、危 废处理系统及其的应用。

背景技术

随着经济不断发展，生产水平稳步提升，危险废物也随之增长，由此 带来的环境污染也日益严重，在部分地区已经严重影响到人们的正常生活。 根据2016年的统计数据，近几年我国工业危险废物产生量在逐年增加， 在2015年达到3976.11万t，其中处置量占29％，贮存量占20％，其余 51％是综合利用。工业危险废物分布在不同的行业，主要是化学原料和化 学制品制造业、有色金属冶炼和矿采选业、非金属矿采选业等行业。当危 险废物没有得到妥善处理时，会对自然和人类身体健康产生重大的威胁。 相对于庞大的需求而言，危废处理能力的不足是目前危废市场的最大门槛， 技术水平不高、研发跟不上和企业资金薄弱都限制了危废处理市场上的产 能扩大，而且目前的技术设备与国外知名企业相比还有较大的差距。为了 应对种类繁多的危险废物，设备的通用型、适用性显得尤为重要，而且危 废处理不能局限于传统行业和传统技术，对新兴的热等离子体技术也有必 要积极地研究推进。针对热等离子体处理固体废物，国内外各研究单位做 了大量的研究工作并取得了一定的研究成果。中科院力学所利用等离子体 炬处理多氯联苯，处理效率达到99.99％，达到排放标准；浙江大学张璐 等利用直流双阳极等离子体处理模拟医疗废物，对其中的重金属有很好的 固化效果；中科院合肥等离子体物理研究所江贻满等采用直流电弧等离子 体可以安全处理低水平放射性废物(LLRW)，锶、钴、铯的捕获率分别为 99.7％、44.5％和18.6％。国外的研究如捷克等离子体物理研究所Hlina 等使用等离子体炬将生物质气化，能够产生高质量的合成气；美国西屋等 离子体公司利用等离子体熔融气化系统处理了220t/d的生活垃圾，已成 功商业化运行；以色列环境能源资源公司开发了PGM(plasmagasification melting)技术，并有接近中试规模的设备投入运行处理低放射性废物。

等离子体技术对危险废弃物的处理有着天然的优势，能够处理难处理 的废弃物，对环境没有负面的影响，也可以回收有价值的副产品，这不但 可以满足当今不断严苛的环保要求，也符合循环经济和可持续发展的原则。 一方面，随着最新危废名录的修订与扩展，化工等行业的危废处理量越来 越多，从而带来了更大的市场需求；另一方面，中国现阶段资源能源短缺 对资源可回收利用有极大的需求，这些都是热等离子体技术的机会所在。等离子体技术，其对危废的处理不但可以实现零排放的环保效果，还可以 提高项目的经济性，因此吸引了众多学者和企业关注并开展研究，相信不 久的将来凭借其突出的优越性和能量效率的不断提高，必然可以在未来市 场占据一席之地。

然而，现阶段国内等离子体技术还处于初级阶段，大型的工业化系统 在国内仍然没有广泛应用，主要在技术和成本上有瓶颈需要解决。技术上， 等离子体发生器电极寿命较短，难以实现长时间运行，而且系统设计(等 离子体反应炉、耐火材料等)主要基于进料的特性，不同废物的处理系统 差异较大；成本上，高投资和高能耗使得等离子体技术广泛实施时在经济 上不切实际，从而影响投资热情并阻碍该技术的工业化。这些问题的存在毫无疑问阻碍了该技术的快速发展和广泛应用，所以，在我国需要继续开 展等离子体技术的研究，推动该技术高效利用与成本降低，为国内危废市 场带来优异的处理方案。

目前需要攻克的技术难题主要体现在以下几个方面：

1、现有的等离子体炉电极多采用金属炬加热，电极腐蚀严重，能耗 大，运行成本高。

2、所需要的空压制氮系统及外围设备增加了技术投资。