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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2286837

VERFAHREN UND SYSTEM ZUR VERARBEITUNG GEFÄHRLICHER ABFÄLLE

VERFAHREN UND SYSTEM ZUR VERARBEITUNG GEFÄHRLICHER ABFÄLLE

Name des Erfinders: Benjamin Chan Chun Pong (CA)
Der Name des Patentinhabers: LAU Edmund Kean Er (CN); Benjamin Chan Chun Pong (CA)
Korrespondenzanschrift: 129010, Moskau, ul. Boris Spassky, 25, S. 3, Ltd. "Gorodissky und Partner", pat.pov. S.A.Dorofeevu
Startdatum des Patents: 2003.05.06

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verarbeitung von Produktgas Abstrom aus einer Abfallbehandlungssystem (100) unter Verwendung eines Plasmabrenners. Der Plasmabrenner wird ein Arbeitsgas verwendet, das eine Mischung aus Kohlendioxid und Sauerstoff enthält und verhindert, dass Stickstoff, um die Bildung von Stickstoffoxiden und anderen toxischen Nebenprodukten zu vermeiden. Plasmabrenner ionisiert das Arbeitsgas, was zur Bildung von Kohlenmonoxid und reaktiven Sauerstoff, Kohlenstoff / Ruß aus dem Abgas entfernt. Sauerstoff und Dampf werden injiziert und in die Kammer gesprüht (3), die im Inneren des Plasmabrennersystem befindet. Das Prozessleitsystem (6) durch einen Rückkopplungs Inhalt und Produktgas-Injektoren und durch den Betrieb des Plasmabrenners gesteuert geregelt. Die vorliegende Erfindung vermeidet die Bildung von sekundären Abfallstrom, wie Stickoxiden.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US - Anmeldung 60/378357, eingereicht am 8. Mai 2002 und enthält den Gegenstand der darin beschriebenen Erfindung.

Die Erfindung betrifft Gasbehandlung, die Abgasanlagen von industriellen oder gefährlichen Abfallbehandlungssystemen.

Gefährliche Abfälle im Übrigen, dass sie eine ernste Quelle der Umweltverschmutzung, Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit sind aufgrund ihrer Toxizität, Entflammbarkeit, ätzende Wirkung, Reaktivität und Infektiosität. Gefährliche Abfälle werden in der Regel durch Vergraben, Verbrennen und Recycling entfernt. Da jedoch die Fälle von unsachgemäßer Entsorgung, wie Giftmüll-Emissionen aus der Verbrennung und Deponierung (wie Dioxin, wenn sie verbrannt und giftige Abwässer aus Deponien), begann ernsthafte Probleme für die Umwelt und die Gesundheit zu schaffen, die Gesellschaft, das öffentliche Bewusstsein hat zur Stärkung der Gesetze geführt und mehr durch strenge Umweltpolitik. Diese Politik hat für andere effektive, zuverlässige und kosteneffektive Alternativen für die Abfallentsorgung zu der Suche geführt.

Anzahl von Verfahren auf die Plasma-Lichtbogen bezogen wurden organischen und anorganischen gefährlichem Abfall in allen Formen zu zerstören vorgeschlagen, gefährliche Abfälle zu einem brennbaren Synthesegas für die Stromerzeugung zu konvertieren, und alle feuerfesten Materialien in eine stabile glasigen Substanz zu verwandeln, die sicher entfernt werden kann. Allerdings sind diese Methoden als ineffizient und erfordern sehr hohe Investitionen und Betriebskosten.

Normalerweise bieten zwei Hauptplasmalichtbogen-Technologie einen Plasmabogen für die gefährlichen Abfälle Zerstörung oder Umwandlungsprozesse zu bilden: Plasmabrenner (Modus der direkten und indirekten Heizung) und Plasmalichtbogen-Systeme mit Graphitelektroden (AC oder DC).

Systeme einen Plasmabrenner verwenden, sind im allgemeinen nicht als Energie wie die effiziente Graphitelektroden aufgrund höherer Energieverlust an das Wasser, Kühlen des Plasmabrenners. Effizienz der Plasmabrenner ist in der Regel weniger als 70%, vor allem wenn der Metallplasmabrenner ist heiß und im Inneren des Reaktors / Gefäß ausgeführt wird. Daher sind Plasmabrenner nur wirksam für die Gasheizung und Verarbeitung oder Herstellung von speziellen Materialien, und sie sind unbequem und unwirtschaftlich für Substanzen schmelzen. Ferner wird , wenn als Plasmaarbeitsgas verwendete Luft Stickoxide gebildet werden (NO x) und gidrotsianid (HCN) aufgrund der Reaktion von Stickstoff in der Luft - die Plasmaarbeitsgas - Sauerstoff und die Kohlenwasserstoffe in dem Behälter / Reaktor bei hohen Temperaturen. Darüber hinaus wird in dem Behälter erzeugt der Dampf auf der Oberfläche des Metallkörpers des Plasmabrenners kondensieren. Folglich Ruß / Rauch mit unmetabolisiertem toxischen Substanzen wird abgeschieden und sammeln sich auf dem kalten, nassen Metallgehäuse, das zu einer unvollständigen Zersetzung von gefährlichen Abfällen führen. Wenn eine Wartung für den Plasmabrenner aus dem Behälter entfernt wird, werden Arbeiter gegenüber toxischen Substanzen ausgesetzt werden.

Die Lebensdauer der Elektroden und die Stabilität (coefficient of performance) des Plasmalichtbogen erzeugt durch Plasmabrenner hängen auch von der Atmosphäre im Inneren des Behälters / Reaktor. Daher arbeiten mit einem Plasmabrennersysteme komplexer als die Plasmalichtbogen mit Graphitelektroden Systemen. Für Metallplasmabrenner erfordern Hochdruckwasserkühlung die inneren Komponenten für die Kühlung. Die chemische Zusammensetzung und die elektrische Leitfähigkeit des Kühlwassers sollte kontrolliert und reguliert werden, chemische Korrosion und Ablagerung von Mineralien in dem Brenner zu verhindern. Diese Anforderungen erfordern die Verwendung von teuren Zusatzgeräten, die die Kapital- und Betriebskosten erhöht.

In anderen Systemen verwenden, um ein Plasma-Lichtbogen-Technologien Graphitelektrode. Solche Systeme können entweder starke Oxidation der Graphitelektroden oder übermäßige Bildung von feinen Teilchen aus Ruß / Ruß in dem Produktgasstrom führen. kombinierte AC- und DC-Systeme wurden mit Graphitelektroden entwickelt Elektro-Lichtbogenerzeugung zu schaffen und Joule Wärme während Heizung im Bad. Die anderen Technologien angewendet DC-System mit konzentrischen Elektroden und eine obere Graphitelektrode mit dem leitfähigen Boden zum Schmelzen und Vergasung. Jedoch muss in einem System mit einer einzigen DC oberen Graphitelektrode aufrechterhalten werden, zu allen Zeiten die elektrische Leitfähigkeit der unteren Elektrode, insbesondere wenn die untere Elektrode des kalten Gefäß / Reaktor mit einer Schlackenschicht beschichtet ist, die nicht elektrisch leitend bei niedrigen Temperaturen ist.

Es wurde festgestellt, daß die Rußbildungsrate während der Hochtemperaturcracken von Kohlenwasserstoffen unter Bedingungen von einfache Wiederherstellung sehr hoch war. Somit wird in dem Prozess Plasmalichtbogen Vergasung immer Ruß / Rauch reduzieren gebildet, die vor einer weiteren festen Kontrolle der Luftverschmutzung entfernt werden müssen. Die Erhöhung der Verweilzeit der Nebenprodukte innerhalb des Behälters / Reaktor oder die Betriebstemperatur Erhöhung erleichtert die Entfernung von Ruß. Allerdings erfordert Geschwindigkeit eine größere Gerät oder Abfallzufuhr Verweilzeit zu erhöhen. Dementsprechend schlugen mehrere Systeme, die einen Nachbrenner oder thermische Oxidationseinheit umfassen die Reaktionskinetik durch die turbulente Umgebung als Sekundärgasbehandlungsprozesses zu erhöhen vollständige Verbrennung zu gewährleisten. in diesen Verfahren jedoch eine große Wärmeoxidationsverfahren für Luft und Brennstoff zu erzeugen. Folglich wird in solchen Systemen in einer solchen oxidierenden Atmosphäre kann einen sekundären Abfallstrom, wie Stickstoffoxide bilden.

Daher ist es notwendig, ein System und ein Verfahren zur Verarbeitung von Gas, Abwasser aus einer Abfallbehandlungssystem, bei dem diese Nachteile beseitigt, zumindest teilweise zu erzeugen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Behandlung von Gas, Abwasser aus einer Abfallbehandlungsanlage, wie beispielsweise ein System von Plasmavergasung von Graphitelektroden, die die Anwesenheit von Ruß im Abgas ohne die Bildung von Stickstoffoxiden und anderen Verunreinigungen verringert. Das System umfasst einen Nachbrenner eines Plasmabrenners mit nicht-stickstoffhaltigen Prozessgas, welches in einer Ausführungsform ein Gemisch aus Kohlendioxid und Sauerstoff. Der Plasmalichtbogen ionisiert das Arbeitsgas, wodurch atomarer Sauerstoff zu schaffen, die das Entfernen von Ruß aus dem Abgas ermöglicht.

In einer Ausführungsform umfasst die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Gas Abstrom aus einer Abfallbehandlungssystem, umfassend:

(A) Oxidation eines Zykloneinheit ein Rohr für Abgas und einem Auslass,

(B) auf einem Gleichstrom-Plasmabrenner in Betrieb ist positioniert neben dem Rohr für das Abgas in den Zykloninstallation Oxidation, wobei der Brenner ein Arbeitsgas zugeführt wird, die eine Mischung aus Kohlendioxid und Sauerstoff enthält und verhindert, dass Stickstoff, wobei der Plasmabrenner die zyklonische Oxidationsmittel erwärmt, und das Abgas wird zu einem entladenen Gas, das durch den Auslaß ausgetragen wird.

Das Gemisch aus Kohlendioxid und Sauerstoff nach Volumen von 15 bis 25% Sauerstoff enthält.

Vorrichtung zur Verarbeitung von Gas kann einen Sauerstoffinjektor in Kommunikation mit dem Zykloninstallation Oxidation zum Einspritzen zerstäubten Sauerstoff und Wasserdampf enthalten forosunku zum Einspritzen von zerstäubten Dampf mit dem Zyklon Installationsoxidations kommunizieren. Wenn diese Sauerstoffinjektors und Dampfinjektor feuerfeste Düse kommunizieren fluidisch mit dem Zyklon Installation Oxidation.

Vorrichtung zur Verarbeitung von Gas kann ein Sensor mit dem Auslassrohr gekoppelt ist, um die Zusammensetzung des Abgases analysieren und eine Prozesssteuerung mit dem Sensor gekoppelt, um Daten von dem Sensor und mit den Einspritzdüsen Empfangen für Sauerstoff und Wasserdampf geregelt wird.

Vorrichtung zur Verarbeitung von Gas kann einen dynamischen Mischer zum Plasmabrenner gekoppelt ist und das Arbeitsgas zugeführt und wird zu dem Mischer Sauerstoffgas und Kohlendioxid zugeführt, der in einem Mischer in Reaktion gemischt werden Signale von der Prozesssteuerung zu steuern.

Vorzugsweise umfaßt der Plasmabrenner einen Plasmazone bei einer Temperatur über 5000 ° C arbeit

Vorrichtung zur Verarbeitung von Gas kann Temperatursensoren innerhalb des zyklonischen Oxidationsmittel umfassen, wobei die Temperatur im Inneren des Gerätes Zyklons Oxidation oberhalb 1300 ° C gehalten

Vorzugsweise Oxidations Zyklons Installation ist horizontal und umfasst ein stromaufwärtiges Ende, ein stromabwärtiges Ende und eine Seitenwand dazwischen.

Der Plasmabrenner vorzugsweise an dem stromaufwärtigen Ende des zyklonischen Oxidator angeordnet ist, wobei das Rohr einen Abgaseinlassrohr enthält, das in die Seitenwand erstreckt und tangential nahe dem stromaufwärtigen Ende.

Vorzugsweise besteht das Prozeßgas im wesentlichen aus Kohlendioxid und Sauerstoff oder das Arbeitsgas enthält Kohlendioxid und Sauerstoff.

In einer anderen Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen ausströmenden Gasbehandlungsverfahren aus einer Abfallbehandlungsanlage, mit den Schritten:

(A) Empfangen von Abgas durch das Abgasrohr des Zyklons Einheit Oxidations

(B) Erhitzen des zyklonischen Oxidator durch ein Arbeitsgas Ionisieren eines Plasmabrenners DC neben dem Rohr unter Verwendung von für das Abgas in den Zyklon Installation Oxidation, wobei das Arbeitsgas eine Mischung aus Kohlendioxid besteht und Sauerstoff und verhindert Stickstoff hat, daß die Abgas erzeugt Gas

(C) Entfernen des Produktgases aus dem Zyklon-Oxidationsmittel.

Gasverarbeitungsverfahren kann den Schritt der Einspritzung von Sauerstoff umfassen und Dampf zu dem Zyklon Installation Oxidation.

Gasverarbeitungsverfahren kann die Schritte des Analysierens des Inhalts des Abgases und der Sauerstoff-und Dampfeinspritzzeitpunkt auf der Grundlage der Analysestufe.

Gasverarbeitungsverfahren kann den Schritt des Mischens des zugeführten Sauerstoff und Kohlendioxid ein Arbeitsgas in einem dynamischen Mischer zu erzeugen.

In noch einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Abfallbehandlungssystem zur Behandlung von gefährlichen Abfällen, enthaltend:

(A) eine primäre Abfallbehandlungsstufe, wobei der primäre Abfallbehandlungsstufe durch Zuführen von gefährlichen Abfällen und erzeugt Rauchgasseite vorgesehen ist,

(B) eine sekundäre Abfallbehandlungsstufe mit dem primären Abfallbehandlungsstufe, die auf der Abgasversorgung vorgesehen ist, und eine Sekundärabfallbehandlungsstufe umfasst:

(I) Oxidation einer Zykloneinheit ein tangentiales Rohr zur Aufnahme von Abgasen und einem Auslass,

(Ii) auf einem Gleichstrom-Plasmabrenner in Betrieb ist positioniert neben dem Rohr für das Abgas in den Zykloninstallation Oxidation, wobei der Brenner ein Arbeitsgas zugeführt wird, die eine Mischung aus Kohlendioxid und Sauerstoff enthält und verhindert, dass Stickstoff, wobei der Plasmabrenner die zyklonische Oxidationsmittel erwärmt, und das Abgas wird zu einem entladenen Gas, das durch den Auslaß ausgetragen wird.

Abfallbehandlungssystem umfasst einen primären Behandlungsstufe umfasst Vergaser / Einschmelzvergaser und ein Fördersystem mit dem Vergaser / Einschmelzvergaser durch eine gasdichte Tür, mit den festen Sonderabfällen in den Vergaser / Einschmelzvergaser über ein Fördersystem zugeführt.

In diesem primären Abfallbehandlungsstufe einen Vergaser / Einschmelzvergaser und einen Einlass in den Vergaser / Einschmelzvergaser verbunden ist, und durch den Einlass von Flüssigkeit oder gasförmigen gefährlichen Abfällen in den Vergaser / Einschmelzvergaser zugeführt.

Abfallbehandlungssystem umfasst eine primäre Behandlungsstufe mit Vergaser / Schmelzer mit Graphitelektroden.

In diesem Fall sind die Vergaser / Einschmelzvergaser Graphitelektroden ein Paar von voneinander beabstandeten Graphitelektroden umfasst, die jeweils durch jeweilige Elektrodenklemme an einer bewegbaren Elektrodenhaltern befestigt abgestützt ist, soll die Elektrodenhalter die relative Entfernung zum Einstellen zwischen dem Paar von Graphitelektroden oder zwischen den Elektroden und dem geschmolzenen Material innerhalb des Gaserzeugers / Einschmelzvergaser Graphitelektrode durch die Lichtbogenlänge eingestellt wird.

Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann nach Durchsicht der folgenden Beschreibung spezifischer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor.

Beispielhaft wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, wobei

VERFAHREN UND SYSTEM ZUR VERARBEITUNG GEFÄHRLICHER ABFÄLLE

1 zeigt ein Diagramm eines Abfallbehandlungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.

Figur 2 zeigt eine Draufsicht Blockdiagramm des Abfallbehandlungssystems; 3 zeigt eine Querschnittsansicht der Zykloneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Oxidation.

Zu beziehen sich auf die gleichen Elemente in den verschiedenen Figuren gleiche Bezugszeichen verwendet werden.

1 zeigt ein Diagramm des Abfallbehandlungssystems 100 gemäß der vorliegenden Erfindung und 2 zeigt eine Draufsicht Blockdiagramm des Abfallbehandlungssystems 100. Das System 100 umfasst einen Plasmavergaser / Einschmelzvergaser 4 DC Graphitelektroden Zykloneinheit 3 ​​und Oxidation mit einem Plasmabrenner. Der Abfall wird in den Vergaser / Schmelzvorrichtung 4 zugeführt, wobei das nicht-brennbare Material wird geschmolzen und organische Substanzen zu zersetzen. Der Vergaser / Einschmelzvergaser 4 wird das Abgas aus, das in die Zykloneinheit 3 ​​Oxidations gerichtet ist. Dann wird der Zyklon 3 Oxidationsabgas in der Installation wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verarbeitet. Der Vergaser / Schmelzer 4 kann eine Nocke und Vergasung / Vitrifikation genannt werden.

Vor der Einspeisung gefährliche Abfälle in den Plasmavergaser / Einschmelzvergaser 4 DC Graphitelektroden den Vergaser zu zerstören / Einschmelzvergaser 4 wird auf eine Temperatur über 1500 ° C, das Stahlschrott in den Vergaser / Einschmelzvergaser Schmelzen 4. Der Vergaser / Einschmelzvergaser 4 wird die ausgekleidet und die Seitenwände und die oberen Plasmavergaser / Einschmelzvergaser 4 DC mit Wasser gekühlt, um die Beständigkeit des feuerfesten Materials zu erhöhen, schmelz~~POS=TRUNC mechanische Erosion und chemische Korrosion zu minimieren. Das feuerfeste System dient dazu, die Schmelze zu halten und den Wärmeverlust durch den Vergaser / Einschmelzvergaser 4. Das feuerfeste System und chemisch kompatibel mit der Schlacke gebildet, und das abgezogene Gas reduzieren.

Wie in Abbildung 2 gezeigt, zwei Graphitelektroden erstrecken sich durch den oberen Teil des Vergasers / Schmelzer 4. Die Klammern 16 und 17 Träger verbunden ist die Elektrode und Graphitelektroden mit einer Stromquelle 2 von DC. Clip 16 ist mit der Kathodenelektrode verbunden ist, und der Elektrodenklemme 17 ist mit der Anode der Stromquelle 2 verbunden. Klemmen 16 und 17 sind an die Elektrode 15 und Elektrodenhalter sind Teil eines automatischen ansprechende Elektrode Steuersystem, das die Elektrodenhalter bewegt 15. Die automatische ansprechende Elektrode Bewegungssteuersystem liefert Elektrode 15, um die Auswahl der Position von zwei Graphitelektroden relativ zueinander und relativ zu dem geschmolzenen Material zu erlauben, von dem Herd in dem Vergaser / Einschmelzvergaser 4 die relative Lage der Graphitelektroden Einstellung wirkt sich auf die Bogenlänge. Elektroden zum Regulieren einer Elektrodendichtung auf dem Deckel, die Luftleckage und die Eingangsseite des Plasmagases aus dem Vergaser / Einschmelzvergaser 4 DC verhindert.

Revisionsöffnung 25 im Vergaser / Schmelzer 4 stellt eine einheitliche Einführung von Stahlschrott. Die Anodenelektrode 17 wird durch Klemmelektrode gestützt wird in dem Stahlschrott ausgespart, und eine Kathodenelektrode durch eine Klemmelektrode 16 unterstützt wird oberhalb des festen Stahlschrott positioniert. Danach wird die Kathodenelektrode, bis zwischen der Kathodenelektrode und dem Stahlschrott wird nicht installiert einen elektrischen Lichtbogen langsam abgesenkt. Stahlschrott beginnt ein Schmelzbad auf einer Temperatur über 1500 ° C zu schmelzen Wenn Stahlschrott vollständig im Herd geschmolzen wird, wird die Kathodenelektrode einen großen Bogenlänge und der Anodenelektrode wird in das Schmelzbad eingetaucht zu bilden, erhöht.

Das System 100 einen Fördermechanismus für die Eingabe von gefährlichen festen Abfällen in die Prozesse Vergaser / Schmelzer 4. In einer weiteren Ausführungsform, anstatt direkt Fütterung festen gefährlichen Abfällen in den Vergaser / Schmelzer 4 vorgenommen werden können, toxische Nebenprodukte aus chemischen Prozessen oder basischen Verbrennung enthält. Die wichtigsten chemischen oder Verbrennungsprozessen Prozesse produzieren toxische Nebenprodukte entstehen, werden oxidiert, um nicht-toxische stabile Schlacke im Vergaser / Schmelzer 4.

In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Zuführungsmechanismus einen Förderer 20 und eine gasdichte Kammer 22, die mit dem Vergaser / Einschmelzvergaser verbunden ist 4. Die gasdichte Glied 21 trennt den Förderer 20 und die Kammer 22 gasdicht und gasdicht wassergekühlten gasdichte Tür 24 der Kammer 22 trennt, und den Vergaser / Einschmelzvergaser 4.

Der Abfall kann über ein Förderband 20 in einer gasdichten Kammer 22 durch die gasdichte Gate 21. Nachdem eine Charge von Abfall in einem gasdichten Kammer 22 eingeführt wurde, zugeführt werden, der Verschluss 21 ist gasdicht verschlossen. Eine gasdichte Kammer 22 wird dann evakuiert, um den luftdichten Kammer 22 zu entfernen, indem ein Vakuum-Steuerventilöffnung 14. Dann 14 das Vakuumsteuerventil geschlossen und das Ventil 13 geöffnet ist, die gasdichte Kammer 22 um das Kohlendioxid Regler zum Nachfüllen von Kohlendioxidgas von der Ausgangsseite zu verhindern, Plasmavergaser / Schmelzer 4 DC, wenn Kaltwasser gasdichte Tür 24 zu öffnen beginnt. Gasdichte Kammer 22 weist ein hochtemperaturbeständiges Hydraulikhydro 23 vorwärts in Abfallgasdichten Kammer zu drücken 22. Wenn die gasdichte Tür 24 vollständig geöffnet ist, drückt der Kolben 23 die Abfälle in den Plasmavergaser / Einschmelzvergaser 4 über eine Gleichstromseite in der Schachtwand oder dem Deckel. Sobald die Abfälle in den Vergaser / Einschmelzvergaser 4 gedrückt werden, der Kolben 23 in die Ausgangsposition in der gasdichten Kammer 22 dann gegeben ist, ein wassergekühlter gasdichte Tür 24 geschlossen ist, das Ventil 13 geschlossen und das Vakuumventil 14 geöffnet, um das Kohlendioxid in einer gasdichten Kammer zu entfernen, 22 bis bis die Gas 21 dicht Tor von nach dem Förder Abfall zu öffnen beginnt 20 erhalten einen Futterzyklus von festen Abfällen zu vervollständigen.

Für flüssige und gasförmige gefährliche Abfälle und Abfälle dosiert durch eine versenkbare hochtemperaturbeständige Düse in der Seitenwand auf das Schmelzbad im Plasma Vergaser / Schmelzer 4 DC injiziert. Als Trägergas und reinigen die Linie der Fluidtechnik / Gasreinigung unter Verwendung von Dampf.

Im Inneren des Vergasers / Einschmelzvergaser 4 Abfall ausgesetzt sind extrem heiß und die elektrische Atmosphäre Lichtbogen zwischen der Kathodenelektrode 16 und der Eisenschmelze entstehen. Organische Stoffe sind in der Abfälle in ihren atomarer Form zerlegt. Aufgrund der sehr hohen Temperaturen kann die Bildung von Dioxinen / Furanen vollständig verhindern. Feuerbeständige Materialien wie Glas und Metalle, geschmolzen und mit dem geschmolzenen Eisen gemischt, um flüssige Schlacke und Metall am Herd erzeugen. Die Schlacke und Metall von Zeit zu Zeit aus dem Plasma entfernt Vergaser / Einschmelzvergaser 4 DC durch die Gewindebohrung 19 mit einer Bohröffnung. Die Seitenwände und die Abdeckung durch ein Thermoelement zur Überwachung der Temperatur des Schachtofens und dem feuerfesten Material eingefügt. Wenn die Temperatur des feuerfesten Materials des Ofens und die Welle beginnt zu, Leistung steigt auf den Elektroden fallen, indem der Strom oder die Spannung an der Kathodenelektrode zu erhöhen. Nebenproduktgas Freisetzung in die Umgebungsatmosphäre Abluftventilator Steuersystem 8 Luftverschmutzung Der Druck innerhalb des Plasmavergaser / Schmelzer 4 Konstantstromunter gehalten zu vermeiden.

Gas gebildet in dem Vergaser / Einschmelzvergaser 4 wird in dem Zyklon 3 Oxidationsanlage behandelt. Die Zyklonsystem 3 ist mit Oxidationsvergaser / Einschmelzvergaser 4 Produktgas in den Vergaser / Einschmelzvergaser 4. Das Nebengas gebildet in dem Plasma Vergasers / Einschmelzvergaser 4 DC bei einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, zu empfangen, kann Kohlenmonoxid, Wasserstoff, leichten Kohlenwasserstoffen umfassen, Ruß und geringe Mengen an Kohlendioxid. Ruß- / Rauch aufgrund der sehr geringen Größe der Partikel ist immer eine ernste Arbeitsproblem in zukünftigen Systemen der Energierückgewinnung und Luftreinhaltung. Darüber hinaus Ruß / Ruß kann als Nukleationszentren fungieren für die Wieder Bildung toxischer organischer Verbindungen. Diese off-Gas tritt in die Zykloneinheit 3, Oxidations tangential mit sehr hoher Geschwindigkeit, wodurch ein Wirbel in den Einbaubedingungen Zyklons Schaffung 3 Oxidation. In einer Ausführungsform ist das Oxidationszyklonsystem 3 nahezu horizontal mit einer leichten Neigung nach unten von dem stromaufwärtigen Ende zu dem stromabwärtigen Ende der Anlage.

3 zeigt eine Schnittoxidationszyklonsystem 3 gemß der vorliegenden Erfindung. Für Verbindungen der Plasma Vergasers / Einschmelzvergaser 4 und die zyklonische DC Oxidationssystem 3 verwendet das gerade vertikale Rohr 26 mit dem Abgas ausgekleidet ist. Das Rohr 26 der Abgas-Nebenproduktgas tangential in den unteren Teil des Zyklons Einheit 3, Oxidation an seinem stromaufwärtigen Ende zugeführt. Gerade vertikale Rohr für die Abgas 26 minimiert den Druckabfall zwischen dem Plasmavergaser / Schmelzer 4 und der zyklonalen DC Oxidation 3 Einstellen der Strömung des Abgases in die Zykloneinheit 3 ​​Oxidation zu verbessern. Effizienz erhöht Oxidation durch die intensive interne Produktgasmischung und spritzte durch die Aktionskraft in den Strudel der Zykloneinheit 3 ​​Oxidation verursachte Sauerstoff und Wasserdampf zerstäubt.

In einer anderen Ausführungsform ist der Zyklon Installation drei Oxidationsabgas in der Haupt chemischen Reaktion oder Verbrennungsprozess gebildet verarbeitet, in diesem Fall strömt das Abgas direkt in die Zykloneinheit 3 ​​und die Oxidationsvergaser / Einschmelzvergaser 4 möglicherweise nicht erforderlich.

Cyclone Oxidationssystem 3 umfasst einen Plasmabrenner 18, DC an seinem stromaufwärtigen Ende angeordnet ist. Plasmabrenner 18 erwärmt das Oxidationsmittel Zyklons auf eine Temperatur über 1300 ° C. Der Plasmabrenner 18 wird durch Gleichstromleistung DC versorgt Quelle 1. In einer Ausführungsform ist die Stromquelle 1 bis DC-Plasmabrenner 18 wird von der Stromquelle 2 zum DC Vergaser / Einschmelzvergaser 4, um für die Oxidation der Zykloneinheit 3, wenn die Kraft getrennt 2 Vergaser / Schmelzer ausfällt. Cyclone Oxidationssystem 3 ist mit feuerfestem Material 32 und entlang der Innenseite des feuerfesten Materials 32 installiert Thermoelemente 27, 28 und 29 zu steuern, um die Temperatur der heißen Oberfläche ausgekleidet. Wenn während der Verarbeitung die Temperatur unter 1350 ° C fällt, erhöhen die Leistung des Plasmabrenners 18 bzw. der Sauerstoffeintrag. Betrieb des Plasmabrenners 18 kann durch eine Prozeßsteuereinrichtung 6 (Figur 2) über eine Rückkopplungsschleife gesteuert werden. Ein Prozessregler 6 kann einen Mikrocontroller umfassen in geeigneter Weise programmiert, um einen Satz von Befehlen oder Funktionen zur Implementierung Steuerschritten und zum Liefern des Steuersignals gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen.

In dem Plasmabrenner 18, ein Gemisch aus Kohlendioxid und Sauerstoff als Plasmaarbeitsgas. Die Gase werden zunächst in einem dynamischen Mischer 5 gemischt, die die Gaszusammensetzung und der Gasgemischströmungssteuerung in Übereinstimmung mit den gewünschten Betriebsbedingungen und Anforderungen für das Plasmagas aktiv reguliert. In einer Ausführungsform ist der Sauerstoffgehalt in dem Gasgemisch von 15% bis 25 Vol%, vorzugsweise 21%. Der dynamische Mischer 5 umfaßt einen Sauerstoffsensor, den Sauerstoffgehalt des Gasgemisches zu überwachen. Die Verwendung von Kohlendioxid und Sauerstoff als Plasmagas arbeiten verhindert die Bildung von Stickstoffoxiden und gidrotsianida. Der dynamische Mischer 5 kann Steuersignale von der Prozesssteuereinheit 6 empfangen.

Wenn das Gasgemisch in der Plasmabogenzone ionisiert wird, wo die Temperatur 5000 ° C überschreitet, wird Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid und atomaren Sauerstoff dissoziiert, das sehr reaktiv ist. reaktiven atomaren Sauerstoff und verbesserte turbulenten Umfeld im Zyklon 3 Oxidation Installation kombinieren, können Sie effizient umwandeln und Ruß / Rauch und flüchtige toxische Substanzen im Produktgas zu zerstören. Die Partikel in dem Produktgas werden geschmolzen, um eine geschmolzene Schicht auf der Seitenwand durch die Zyklonwirkung in der zyklonischen Installation 3 Oxidation erzeugt durch die Zentrifugalkraft gehalten zu bilden. Das geschmolzene Material fließt zu dem Boden nach unten davon mit einer Ablaufleitung 33 mit einem Behälter 34 verbunden vorgesehen ist, um das geschmolzene Material zu empfangen. Dann werden das geschmolzene Material in dem Behälter 34 verfestigt entfernt und wieder in den Plasmavergaser / Einschmelzvergaser 4 VDC zur Vitrifikation von Schlacke.

Sauerstoff und Wasserdampf dosiert und in die Zykloneinheit 3 ​​Oxidation als Oxidationsmittel durch die Ventile 10 Kontrolle injiziert und 11. Die Gase gesprüht hitzebeständigen Düsen 30 und 31. Die Prozesssteuerung 6 enthält ein Online-Sensor steuert Abgase in das Produktgaszusammensetzung für Kohlenmonoxid zu analysieren, Wasserstoff, Kohlenwasserstoffe und Kohlendioxid. Nach der Analyse der Daten sendet der Prozeßsteuereinheit 6 schnell ein Prozeßsteuersignal zu den Steuerventilen 10 und 11 für die Eingabe von Sauerstoff und Wasserdampf steuern. Im Fall von Abfall mit niedrigem Heizwert Zyklonsystem 3 Oxidation durch eine Erhöhung der Sauerstoffinjektion und / oder Dampf, solange die Gesamtkonzentration von leichten Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid vollständig dreht Nebenproduktgas in Wasser und Kohlendioxid mit einem sauberen Abgasatmosphäre zu erzeugen, geringer ist als als 20 ppm Im Fall von Abfall mit hohem Heizwert Gasseitigen Ende kann eine hohe Qualität brennbaren Synthesegas für die Stromerzeugung sein. Wenn die Kohlendioxidkonzentration höher als 3% ist, die Injektion von Dampf und / oder Sauerstoff wird reduziert. Wenn die Kohlendioxidkonzentration unter 1% liegt, wird der Sauerstoff und Dampfeinspritzung erhöht.

Wie in Figur 1 gezeigt, wird die fühlbare Wärme im by-Gas in der Oxidation des Zykloninstallation 3 ausgebildet, Wärmetauscher 7 entfernt heißem Wasser oder Dampf zu erhalten, um die Gesamtverfahrenseffizienz zu verbessern. Dampfabgabesystem kehrt in die Flüssigkeits / Abfall-Gas als Trägergas und dem Zykloneinheit 3 ​​als die Oxidation des Oxidationsmittels. Das abgekühlte Gas wird Verschmutzungssteuersystem 8 Luft behandelt, bevor die endgültige Zielgases als brennbares Synthesegas gesammelt wird, die hauptsächlich Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthält, oder die endgültige Produktgas in einem Kompressor 9 komprimiert wird eine verflüssigte Kohlendioxid zu produzieren.

Die vorliegende Erfindung kann, ohne von ihrem Geist oder den wesentlichen Prinzipien in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden. Bestimmte Änderungen und Modifikationen der Erfindung werden dem Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich sein. Deshalb müssen die oben diskutierten Ausführungsformen als veranschaulichend und nicht als einschränkend angesehen werden, der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert und nicht durch die vorhergehende Beschreibung, und daher ist zu verstehen, dass sie alle Änderungen innerhalb des Geistes und den Grad der Äquivalenzpunkte abdeckt.

FORDERUNGEN

1. Vorrichtung zur Herstellung eines Gas Abwasser aus einem Abfallbehandlungssystem zu behandeln, umfassend:

(A) Oxidation eines Zyklonanlage ein Rohr für Abgas und einem Auslass, und

(B) auf einem Gleichstrom-Plasmabrenner in Betrieb ist positioniert neben dem Rohr für das Abgas in den Zykloninstallation Oxidation, wobei der Brenner ein Arbeitsgas zugeführt wird, die eine Mischung aus Kohlendioxid und Sauerstoff enthält und verhindert, dass Stickstoff, wobei der Plasmabrenner die zyklonische Oxidationsmittel erwärmt, und das Abgas wird zu einem entladenen Gas, das durch den Auslaß ausgetragen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gemisch aus Kohlendioxid und Sauerstoff enthält, bezogen auf das Volumen 15 bis 25% Sauerstoff.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen Sauerstoffinjektor in Verbindung mit der Installation Oxidations Zyklons für zerstäubte Sauerstoff Injizieren und einen Dampfinjektor in Verbindung mit der Installation Oxidations Zyklons für zerstäubten Dampf eingespritzt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Sauerstoff-Düse und die Dampfdüse feuerfeste Düse fluidmäßig mit dem Zyklon Installation Oxidations kommunizieren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend einen Sensor mit einem Auslass verbunden ist, um die Zusammensetzung des Abgases analysieren, und eine Prozesssteuerung an den Sensor gekoppelt ist, um für die Regulierung Sauerstoff und Dampf von Daten von dem Sensor, und mit den Einspritzdüsen zu empfangen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner umfassend einen dynamischen Mischer mit einem Plasmabrenner verbunden ist und zum Zuführen des Arbeitsgases, und wird dem Mischer Sauerstoffgas und Kohlendioxid zugeführt, der in einem Mischer in Reaktion gemischt werden Signale von der Prozesssteuerung zu steuern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Plasmabrenner einen Plasmazone umfaßt, bei einer Temperatur oberhalb von 5000 ° C-Betriebs

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner einen Temperatursensor innerhalb des zyklonischen Oxidator umfasst, wobei die Temperatur im Inneren des Zyklons Oxidationseinheit oberhalb 1300 ° C gehalten

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Oxidations Zyklons Installation horizontal und umfasst ein stromaufwärtiges Ende, ein stromabwärtiges Ende und eine Seitenwand dazwischen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Plasmabrenner auf der stromaufwärtigen Ende angeordnet ist, wobei das Rohr ein Abgaseinlaßrohr, das in die Seitenwand erstreckt, umfasst und tangential nahe dem stromaufwärtigen Ende.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Prozeßgas im wesentlichen aus Kohlendioxid und Sauerstoff besteht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Arbeitsgas Kohlendioxid und Sauerstoff enthält.

13. Ein Verfahren zur Gas Abstrom aus einer Abfallbehandlungsanlage Behandlung die Schritte umfasst:

(A) Empfangen von Abgas durch das Abgasrohr des Zyklons Einheit Oxidations

(B) Erhitzen des zyklonischen Oxidator durch ein Arbeitsgas Ionisieren eines Plasmabrenners DC neben dem Rohr unter Verwendung von für das Abgas in den Zyklon Installation Oxidation, wobei das Arbeitsgas eine Mischung aus Kohlendioxid besteht und Sauerstoff und verhindert Stickstoff hat, daß die Abgas erzeugt Gas und

(C) Entfernen des Produktgases aus dem Zyklon-Oxidationsmittel.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Gemisch aus Kohlendioxid und Sauerstoff von 15 bis 25% Sauerstoff bezogen auf das Volumen enthält.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, das ferner den Schritt der Einspritzung von Sauerstoff und Wasserdampf in das Installationsoxidations Zyklon umfasst.

16. Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend die Schritte des Inhalts des Abgases analysieren und den Sauerstoff und Dampf Einspritzzeitpunkt auf der Analysestufe basiert.

17. Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend den Schritt des zugeführten Sauerstoff und Kohlendioxid Mischen eines Arbeitsgases in einem dynamischen Mischer zu erzeugen.

18. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt der Ionisierung in einer Plasmazone bei einer Betriebstemperatur oberhalb von 5000 ° C durchgeführt wird

19. Verfahren nach Anspruch 13 ferner den Schritt des Messens der Temperatur im Inneren des zyklonischen Oxidationsmittel umfasst, wobei die Temperatur auf über 1300 ° C gehalten

20. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Prozeßgas im wesentlichen aus Kohlendioxid und Sauerstoff besteht.

21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Arbeitsgas Kohlendioxid und Sauerstoff enthält.

22. Die Abfallbehandlungssystem zur Behandlung von gefährlichen Abfällen, enthaltend:

(A) eine primäre Abfallbehandlungsstufe, wobei der primäre Abfallbehandlungsstufe durch Zuführen von gefährlichen Abfällen und erzeugt Rauchgasseite vorgesehen ist,

(B) eine sekundäre Abfallbehandlungsstufe mit dem primären Abfallbehandlungsstufe, die auf der Abgasversorgung vorgesehen ist, und eine Sekundärabfallbehandlungsstufe umfasst:

(I) Oxidation einer Zykloneinheit ein tangentiales Rohr mit Abgasen für die Aufnahme und einem Auslass, und

(Ii) auf einem Gleichstrom-Plasmabrenner in Betrieb ist positioniert neben dem Rohr für das Abgas in den Zykloninstallation Oxidation, wobei der Brenner ein Arbeitsgas zugeführt wird, die eine Mischung aus Kohlendioxid und Sauerstoff enthält und verhindert, dass Stickstoff, wobei der Plasmabrenner die zyklonische Oxidationsmittel erwärmt, und das Abgas wird zu einem entladenen Gas, das durch den Auslaß ausgetragen wird.

23. Verarbeitungssystem nach Anspruch 22, wobei das Gemisch aus Kohlendioxid und Sauerstoff von 15 bis 25% Sauerstoff bezogen auf das Volumen enthält.

24. Die Abfallbehandlungssystem Anspruch 22 oder 23, wobei der Vorverarbeitungsschritt den Vergaser / Schmelzvorrichtung und ein Fördersystem mit dem Vergaser / Einschmelzvergaser durch eine gasdichte Tür umfasst, und über ein Fördersystem zu festen gefährlichen Abfällen Vergaser / Einschmelzvergaser zugeführt.

25. Die Abfallbehandlungssystem nach Anspruch 22 oder Anspruch 23, wobei der primäre Abfallbehandlungsstufe einen Vergaser / Einschmelzvergaser und einen Einlass in den Vergaser / Einschmelzvergaser und zugeführt durch den Einlass von Flüssigkeit oder gasförmigen gefährlichen Abfällen in den Vergaser / Einschmelzvergaser verbunden ist.

26. Die Abfallbehandlungssystem nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorverarbeitungsschritt mit Graphitelektroden Vergaser / Einschmelzvergaser Plasmalichtbogen umfasst.

27. System zur Abfallbehandlung nach Anspruch 26, wobei der Vergaser / Einschmelzvergaser ein Paar von Graphitelektroden enthält mit einem beweglichen Elektrodenhalter befestigt Graphitelektroden beabstandet, die jeweils durch jeweilige Elektrodenklemme unterstützt, wobei die Elektrodenhalter zum Einstellen des relativen Abstands zwischen dem Paar bestimmt von Graphitelektroden oder zwischen den Elektroden und dem geschmolzenen Material innerhalb des Vergasers / Einschmelzvergaser Graphitelektrode durch die Lichtbogenlänge eingestellt wird.

28. Die Abfallbehandlungssystem nach Anspruch 21, wobei das Prozeßgas im wesentlichen aus Kohlendioxid und Sauerstoff besteht.

29. Die Abfallbehandlungssystem nach Anspruch 28, in dem das Arbeitsgas Kohlendioxid und Sauerstoff enthält.

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Erscheinungsdatum 19.02.2007gg