一种处理垃圾焚烧废气的方法.pdf

本发明公开了一种处理垃圾焚烧废气的方法，废气通过包括惰性气体储罐、加压泵、阻燃器、壁板为隔热材料的热电离室、1号电极、可移动壁板、喷嘴、冷却系统、等离子体反应室、2号电极、抽真空装置、热交换器、垃圾焚烧炉、纯净水槽、水泵的设备处理后变为无害气体排放。本方法中的垃圾焚烧炉产生的废气排出后无需降温，高温废气可通过热交换器为反应提供能量；本方法通过活性臭氧分子和加压双重作用，可在800-1000℃发生热电离反应，大大降低了热电离的反应温度；本方法电离室的体积可调节，且采用压缩气体的方法，处理废气的流量范围可增加至80000-150000m3/h，可满足一般垃圾焚烧厂废气的处理需求。

权利要求书
1.   一种处理垃圾焚烧废气的方法，其特征在于，惰性气体由惰性气体储罐进入加压泵中，惰性气体在加压泵中增加到较高气压后进入阻燃器中，高压惰性气体经过阻燃器进入壁板为隔热材料的热电离室，阻燃器能够保护入口管路防止过热燃烧，垃圾焚烧炉排出的高温废气经热交换器，将热能传输到热电离室中，低温废气进入等离子体反应室的进气口；热电离室中，在高压惰性气体持续输入的同时，调节可移动壁板，使惰性气体被急剧压缩，释放大量的热，来自热交换器和气体压缩的热能使热电离室内的温度升高，将由水泵注入的纯净水变为水蒸气，同时在1号电极两极板间施加一定的电压，水蒸气在1号电极的电场作用下电解，生成高活性臭氧分子，热电离室内的惰性气体在6MPa的压力、1号电极的两极板间电压为1KV的条件下，在高活性臭氧分子的活化作用下，在约800-1000℃的温度发生热电离离解成等离子体；高温的等离子体经冷却系统冷却后，由喷嘴喷至等离子体反应室中，抽真空装置将等离子体反应室不断抽至真空，在等离子体反应室中，2号电极的两极板间施加一定的电压，喷嘴喷出的惰性等离子体在2号电极的作用下形成均匀的等离子体流，与来自等离子体反应室进气口的低温废气接触，等离子体流的高能量将废气分子分解为原子状态，净化后的气体自等离子体反应室的排气口排出。

2.   根据权利要求1所述的处理垃圾焚烧废气的方法，其特征在于，惰性气体储罐内的惰性气体为氮气、氦气或氩气等。

3.   根据权利要求1所述的处理垃圾焚烧废气的系统，其特征在于，2号电极的两极板间电压为2KV，等离子体反应室中内温度为100-110℃，压力为0-800Pa。

说明书一种处理垃圾焚烧废气的方法
技术领域
本发明涉及一种处理垃圾焚烧废气的方法，属于环境保护中的废气处理领域。
背景技术
生活垃圾焚烧过程中产生的污染物主要包括四大类：颗粒物（烟尘）、酸性气体（CO、NOX、SO2、HCl等）、重金属（Hg、Cr、Pb等）及有机污染物（主要因子为二恶英类）。其中HCl来源于生活垃圾中含氯废物。SO2来源于含硫生活垃圾的高温氧化过程。NOX来源于生活垃圾焚烧过程中N2和O2的氧化反应及含氮有机物的燃烧，其中95％为NO，NO2所占比例很少。CO是由生活垃圾中有机可燃物不完全燃烧产生的。金属类污染物源于焚烧过程中生活垃圾所含重金属及其化合物。有机污染物的产生机理非常复杂，会伴随多种化学反应。首先形成中间产物，最后形成终产物，二恶英是其中毒性最强的化合物，在垃圾焚烧过程中其生成途径主要有：1）生活垃圾中本身含有的微量二恶英大部分会在高温下分解，但由于其具有热稳定性，少量会随烟气排放；2）在燃烧过程中由氯源生成，大部分在高温条件下也会被分解，但有少部分排放；3）当燃烧不充分时，烟气中会产生过多的未燃尽物质，在遇触媒（重金属Cu等）及300℃～500℃条件下，已分解的二恶英会重新生成。目前垃圾焚烧废气的处理方法主要有吸附法；吸收法；燃烧法；生物菌分解法；光催化法；低温等离子净化法。
1、除燃烧法外，其余方法均需要降温塔降温，会产生很大的热损失。
2、通常的热电离法的反应温度很高，反应温度为5000℃-10000℃，能耗大。
3、通常的等离子体法处理废气的流量范围是1000-60000m3/h，无法满足一般垃圾焚烧厂废气的处理需求。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种处理垃圾焚烧废气的方法，惰性气体由惰性气体储罐进入加压泵中，惰性气体在加压泵中增加到较高气压后进入阻燃器中，高压惰性气体经过阻燃器进入壁板为隔热材料的热电离室，阻燃器能够保护入口管路防止过热燃烧，垃圾焚烧炉排出的高温废气经热交换器，将热能传输到热电离室中，低温废气进入等离子体反应室的进气口；在热电离室中，在高压惰性气体持续输入的同时，调节可移动壁板，使惰性气体被急剧压缩，释放大量的热，来自热交换器和气体压缩的热能使热电离室内的温度升高，将由水泵注入的纯净水变为水蒸气，同时在1号电极两极板间施加一定的电压，水蒸气在1号电极的电场作用下电解，生成高活性臭氧分子，热电离室内的惰性气体在6MPa的压力、1号电极的两极板间电压为1KV的条件下，在高活性臭氧分子的活化作用下，在约800-1000℃的温度发生热电离离解成等离子体；高温的等离子体经冷却系统冷却后，由喷嘴喷至等离子体反应室中，抽真空装置将等离子体反应室不断抽至真空，在等离子体反应室中，2号电极的两极板间施加一定的电压，喷嘴喷出的惰性等离子体在2号电极的作用下形成均匀的等离子体流，与来自等离子体反应室进气口的低温废气接触，等离子体流的高能量将废气分子分解为原子状态，净化后的气体自等离子体反应室的排气口排出。
惰性气体储罐内的惰性气体为氮气、氦气或氩气。
2号电极的两极板间电压为2KV，等离子体反应室中内温度为100-110℃，压力为0-800Pa。
本发明的优点在于：
（1）本系统中的垃圾焚烧炉产生的废气排出后无需降温，高温废气可通过热交换器为反应提供能量；
（2）惰性气体在6MPa的高压力、1KV的高电压条件下，在高活性臭氧分子的活化作用下，在800-1000℃发生热电离反应，较现有技术中6000-10000℃的热电离温度大大降低，节约了能耗。同事惰性气体离解成等离子体的速度大大加快；
（3）本系统电离室的体积可调节，且采用压缩气体的方法，处理废气的流量范围可增加至80000-150000m3/h，可满足一般垃圾焚烧厂废气的处理需求。
附图说明
   图1是本发明方法使用的设备示意图。
图中：1-惰性气体储罐、2-加压泵、3-阻燃器、4-壁板为隔热材料的热电离室、5-1号电极、6-可移动壁板、7-喷嘴、8-冷却系统、9-等离子体反应室、10-2号电极、11-抽真空装置、12-热交换器、13-垃圾焚烧炉、14-纯净水槽、15-水泵。
具体实施方式
如图1所示，惰性气体由惰性气体储罐1进入加压泵2中，惰性气体在加压泵2中增加到较高气压后进入阻燃器3中，高压惰性气体经过阻燃器3进入壁板为隔热材料的热电离室4，阻燃器3可保护入口管路防止过热燃烧，垃圾焚烧炉13排出的高温废气，经热交换器12，将热能传输到壁板为隔热材料的热电离室4中，低温废气进入等离子体反应室9的进气口，在壁板为隔热材料的热电离室4中，在高压惰性气体持续输入的同时，调节可移动壁板6，使壁板为隔热材料的热电离室4内压力为6MPa，惰性气体被急剧压缩，释放大量的热，来自热交换器12和气体压缩的热能使壁板为隔热材料的热电离室4内的温度升高，将由水泵15注入的纯净水变为水蒸气，同时1号电极5两极板施加1KV的电压，水蒸气在1号电极5的作用下电解，生成高活性臭氧分子，壁板为隔热材料的热电离室4内的惰性气体在高压力、高电压及高活性臭氧分子的活化作用下，发生热电离所需温度较低，约为800-1000℃，惰性气体离解成等离子体的速度加快。高温的等离子体经冷却系统8冷却至100-110℃后，由喷嘴7喷至等离子体反应室9中，抽真空装置11将等离子体反应室9不断抽至0-800Pa，在等离子体反应室9中，2号电极10的两极板施加2KV的电压，喷嘴7喷出的惰性等离子体在2号电极10的作用下形成均匀的等离子体流，与来自等离子体反应室9进气口的低温废气接触，等离子体流的高能量将废气分子分解为原子状态，净化后的气体自等离子体反应室9的排气口排出。
惰性气体储罐1内的惰性气体为氮气、氦气或氩气。