| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2286837
СПОСІБ І СИСТЕМА ДЛЯ ОБРОБКИ НЕБЕЗПЕЧНИХ ВІДХОДІВ
Ім'я винахідника: Чан Бенджамін Чун Понг (CA)
Ім'я патентовласника: ЛАУ Едмунд Кін Він (CN); Чан Бенджамін Чун Понг (CA)
Адреса для листування: 129010, Москва, вул. Б.Спасская, 25, стор.3, ТОВ "Юридична фірма Городиський і Партнери", пат.пов. С.А.Дорофееву
Дата початку дії патенту: 2003.05.06
Винахід відноситься до апарату і способу обробки побічного газу, що відходить з системи обробки відходів (100), які використовують плазмову пальник. У плазмової пальнику використовується робочий газ, який включає суміш вуглекислого газу і кисню і виключає азот, щоб уникнути утворення оксидів азоту та інших токсичних побічних продуктів. Плазмовий пальник іонізує робочий газ, приводячи до утворення моноксиду вуглецю і реакційноздатного кисню, який забезпечує видалення сажі / кіптяви з відпрацьованих газів. Кисень і пар розпорошуються і впорскується в камеру (3), всередині якої знаходиться система з плазмової пальником. В системі управління процесом (6) зі зворотним зв'язком регулюється вміст продуктового газу і контролюється робота форсунок і плазмового пальника. Винахід дозволяє виключити утворення вторинного потоку відходів, такого як оксиди азоту.
ОПИС ВИНАХОДИ
Справжня заявка має пріоритет попередньої заявки США 60/378357, поданої 8 травня 2002, і включає предмет винаходу, описаний в ній.
Винахід відноситься до обробки газу, що відходить з промислових систем або систем обробки небезпечних відходів.
Небезпечні відходи, крім того, що вони є джерелом серйозного забруднення навколишнього середовища, впливають на здоров'я людини через свою токсичність, возгораемости, корозійної активності, реакційної активності і інфекційної небезпеки. Небезпечні відходи зазвичай видаляють шляхом поховання, спалювання і рецикла. Однак так як випадки неправильного видалення відходів, такі як викиди токсичних відходів при спалюванні і з сміттєзвалищ (наприклад, діоксину при спалюванні і отруйних стічних вод на звалищах), стали створювати серйозні проблеми для екології та здоров'я, інформованість суспільства привела до посилення законів і більш суворої політиці щодо захисту навколишнього середовища. Ця політика призвела до пошуку інших ефективних, надійних і економічно ефективних альтернативних рішень для видалення відходів.
Було запропоновано ряд способів на основі плазмової дуги для руйнування небезпечних органічних і неорганічних відходів у всіх видах, щоб перетворити небезпечні відходи в горючий синтез-газ для отримання електрики, і щоб перетворити в стабільне склоподібне речовина все вогнетривкі матеріали, які можна безпечно видалити. Однак ці способи вважаються неефективними і вимагають дуже високих капітальних витрат і експлуатаційних витрат.
Зазвичай для освіти плазмової дуги для руйнування небезпечних відходів або для процесів конверсії пропонувалися дві основні плазменно-дугові технології: плазмова пальник (режим прямого і непрямого нагріву) і плазмово-дугові системи з графітовими електродами (змінного або постійного струму).
Системи, що використовують плазмову пальник, зазвичай не настільки енергозберігаючі, як ті, в яких використовуються графітові електроди, через більш високих втрат енергії на воду, охолоджуючу плазмову пальник. ККД плазмових пальників зазвичай менше 70%, особливо коли металева плазмова пальник знаходиться і працює всередині гарячого реактора / судини. Таким чином, плазмові пальники ефективні тільки для нагрівання газу і обробки або виробництва особливих матеріалів, і вони незручні і неекономічні для плавлення речовин. Більш того, коли в якості плазмового робочого газу використовується повітря, утворюються оксиди азоту (NO x) і гідроціанід (HCN) через реакцій азоту в повітрі - плазмовому робочому газі - з киснем і вуглеводнями в посудині / реакторі при високих температурах. Крім того, пара, що утворюється в посудині, буде конденсуватися на поверхні металевого корпусу плазмового пальника. Отже, сажа / кіптява разом з розклалися токсичними речовинами буде відкладатися і накопичуватися на холодному вологому металевому корпусі, що буде призводити до неповного розкладання небезпечних відходів. Коли для технічного обслуговування плазмову пальник видаляють з посудини, робочі піддаються впливу токсичних речовин.
Термін служби електродів і стабільність (коефіцієнт корисної дії) плазмової дуги, що генерується плазмовими пальниками, залежить і від атмосфери всередині судини / реактора. Отже, робота систем з плазмової пальником складніша, ніж плазмодугових систем з графітовими електродами. Для металевих плазмових пальників потрібно охолоджуюча вода високого тиску для охолодження внутрішніх елементів. Хімічний склад і електропровідність води, що охолоджує повинні контролюватися і регулюватися, щоб запобігти хімічну корозію і відкладення мінералів всередині пальника. Ці вимоги неминуче тягнуть за собою використання дорогого допоміжного обладнання, яке збільшує капітальні витрати і експлуатаційні витрати.
В інших системах застосовуються плазменно-дугові технології з графітовим електродом. Такі системи можуть призводити або до сильного окислення графітових електродів, або до надмірно великим утворення дрібних частинок сажі / кіптяви в потоці побічного газу. Були розроблені комбіновані системи змінного і постійного струму з графітовими електродами, щоб забезпечити генерування електричної дуги і одночасно нагрів джоулева теплотою в ванні. В інших технологіях застосовуються системи постійного струму з концентричними електродами і одним верхнім графітовим електродом з проводять дном для плавлення і газифікації. Однак в системі постійного струму з єдиним верхнім графітовим електродом весь час повинна підтримуватися електропровідність нижнього електрода, особливо коли нижній електрод холодного судини / реактора покритий шаром шлаку, який не проводить електрику при низьких температурах.
Було виявлено, що швидкість утворення сажі була дуже високою при високотемпературному крекінгу вуглеводнів в умовах легкого відновлення. Таким чином, в процесі відновної плазменно-дугового газифікації завжди утворюються сажа / кіптява, які повинні вилучатися до встановленої далі системи контролю забрудненням повітря. Збільшення часу перебування побічних продуктів всередині судини / реактора або збільшення робочої температури сприяють видаленню сажі. Однак збільшення часу перебування вимагає використання більших апаратів або швидкості подачі відходів. Відповідно, пропонувалося кілька систем, які включають дожигатель або термічну окисну установку для збільшення кінетики реакції шляхом турбулентної зовнішнього середовища як вторинної процесу обробки газу, для забезпечення повного згоряння. Однак в цих способах для створення великого тепла для процесу окислення використовувалися повітря і паливо. Отже, в таких системах в такій окислювальному атмосфері може утворюватися вторинний потік відходів, такий як оксиди азоту.
Тому необхідно створити таку систему і такий спосіб обробки газу, що відходить з системи обробки відходів, в яких ці недоліки усунуті, щонайменше, частково.
Винахід відноситься до системи для обробки газу, що відходить з системи обробки відходів, такий як система плазмової газифікації з графітовими електродами, яка знижує присутність сажі в відпрацьованих газах без утворення оксидів азоту та інших забруднень. Система включає дожигатель, що використовує плазмову пальник, з не містить азоту робочим газом, який в одному варіанті здійснення є сумішшю вуглекислого газу і кисню. Плазмова дуга іонізує робочий газ, створюючи тим самим атомарний кисень, який забезпечує видалення сажі з відпрацьованих газів.
В одному варіанті даний винахід включає апарат для обробки газу, що відходить з системи обробки відходів, що містить:
(A) Циклон установку окислення, що має трубу для відпрацьованих газів і вихідний патрубок,
(B) працює на постійному струмі плазмову пальник, розташовану поруч з трубою для відпрацьованих газів в циклонічної установці окислення, причому в пальник подається робочий газ, який включає суміш вуглекислого газу і кисню і виключає азот, при цьому плазмова пальник забезпечує нагрів циклонічної установки окислення, а відходить газ перетворюється в відводиться газ, який виводиться через вихідний патрубок.
Суміш вуглекислого газу і кисню містить за обсягом від 15 до 25% кисню.
Апарат для обробки газу може містити форсунку кисню, що сполучається з циклонічної установкою окислення, для нагнітання розпорошеного кисню і форосунку пара, що сполучається з циклонічної установкою окислення, для нагнітання розпорошеного пара. При цьому форсунка кисню і форсунка пара є жаростійкі форсунки, сполучені з текучої середовищі з циклонічної установкою окислення.
Апарат для обробки газу може містити датчик, з'єднаний з вихідним патрубком, для аналізу складу відводиться газу і контролер процесу, з'єднаний з датчиком, для прийому даних від датчика і з'єднаний з форсунками для регулювання уприскування кисню і пара.
Апарат для обробки газу може містити динамічний змішувач, з'єднаний з плазмової пальником і забезпечує подачу робочого газу, причому в змішувач подається кисневий газ і діоксид вуглецю, які змішуються в змішувачі у відповідь на сигнали від контролера процесу.
Переважно плазмова пальник включає плазмову зону, що працює при температурі вище 5000 ° С.
Апарат для обробки газу може містити температурні датчики всередині циклонічної установки окислення, причому температура всередині циклонічної установки окислення підтримується вище 1300 ° С.
Переважно циклонная установка окислення розташована горизонтально і включає розташований вище по потоку кінець, розташований нижче по потоку кінець і бічну стінку між ними.
Плазмовий пальник переважно розміщена на розташованому вище по потоку кінці циклонічної установки окислення, зазначена труба для відпрацьованих газів включає вхідний патрубок, який проходить в бічну стінку тангенциально і поряд з розташованим вище по потоку кінцем.
Переважно робочий газ складається по суті з вуглекислого газу і кисню або робочий газ включає вуглекислий газ і кисень.
В іншому варіанті даний винахід відноситься до способу обробки газу, що відходить з системи обробки відходів, що включає наступні стадії:
(A) прийом відпрацьованих газів через трубу для відпрацьованих газів циклонічної установки окислення,
(B) нагрівання циклонічної установки окислення шляхом іонізації робочого газу з використанням плазмового пальника постійного струму, розташованої поруч з трубою для відпрацьованих газів в циклонічної установці окислення, причому робочий газ включає суміш вуглекислого газу і кисню і виключає азот, перетворюючи тим самим відходить газ в одержуваний газ,
(C) відведення одержуваного газу з циклонічної установки окислення.
Спосіб обробки газу може включати стадію уприскування кисню і пара в циклон установку окислення.
Спосіб обробки газу може включати стадії аналізу змісту відведеного газу і регулювання уприскування кисню і пара на основі стадії аналізу.
Спосіб обробки газу може включати стадію змішування подаються кисню і діоксиду вуглецю для створення робочого газу в динамічному змішувачі.
Ще в одному варіанті даний винахід відноситься до системи обробки відходів для обробки небезпечних відходів, що містить:
(А) стадію первинної обробки відходів, причому на стадії первинної обробки відходів забезпечується подача небезпечних відходів та проводиться побічний відходить газ,
(B) стадію вторинної обробки відходів, з'єднану зі стадією первинної обробки відходів, на якій забезпечується подача відпрацьованих газів, причому стадія вторинної обробки відходів включає:
(I) Циклон установку окислення, що має трубу для тангенціального прийому відпрацьованих газів і вихідний патрубок,
(Ii) працює на постійному струмі плазмову пальник, розташовану поруч з трубою для відпрацьованих газів в циклонічної установці окислення, причому в пальник подається робочий газ, який включає суміш вуглекислого газу і кисню і виключає азот, при цьому плазмова пальник забезпечує нагрів циклонічної установки окислення, а відходить газ перетворюється в відводиться газ, який виводиться через вихідний патрубок.
Система обробки відходів містить стадію первинної обробки, що включає газогенератор / расплавітель і конвеєрну систему, з'єднану з газогенератором / расплавітелем через газонепроницаемую дверку, причому через конвеєрну систему подаються тверді небезпечні відходи в газогенератор / расплавітель.
При цьому стадія первинної обробки відходів включає газогенератор / расплавітель і вхідний патрубок, з'єднаний з газогенератором / расплавітелем, причому через вхідний патрубок подаються рідкі або газоподібні небезпечні відходи в газогенератор / расплавітель.
Система обробки відходів містить стадію первинної обробки, що включає газогенератор / расплавітель з графітовими електродами.
При цьому газогенератор / расплавітель з графітовими електродами включає пару розташованих на відстані графітових електродів, причому кожен з них підтримується відповідним затискачем електрода, прикріпленим до рухомого електротримачі, причому електротримачі призначені для регулювання відносної відстані між зазначеної парою графітових електродів або між електродами і розплавленим матеріалом всередині газогенератора / расплавітеля з графітовими електродами, регулюючи довжину дуги.
Інші завдання і переваги даного винаходу стануть зрозумілі фахівцям в даній області після перегляду нижченаведеного опису конкретних варіантів здійснення винаходу з посиланням на прикладені креслення.
За допомогою прикладу будуть зроблені посилання на прикладені креслення, на яких показаний один варіант здійснення даного винаходу, де
Фиг.1 зображена схема системи обробки відходів відповідно до даного винаходу.
 |
 |
Фиг.2 зображений вид зверху блок-схеми системи обробки відходів; на фіг.3 зображений поперечний розріз циклонічної установки окислення відповідно до даного винаходу.
Для позначення однакових елементів на різних фігурах використовуються однакові посилальні позиції.
На фіг.1 показана схема системи 100 обробки відходів відповідно до даного винаходу, і на фіг.2 показаний вид зверху блок-схеми системи 100 обробки відходів. Система 100 включає плазмовий газогенератор / расплавітель 4 постійного струму з графітовими електродами і циклонів установку 3 окислення з плазмової пальником. Відходи подаються в газогенератор / расплавітель 4, в якому розплавляються негорючі речовини і розкладаються органічні речовини. У газогенераторе / расплавітеле 4 проводиться відходить газ, який направляється в циклон установку 3 окислення. Потім в циклонічної установці 3 окислення обробляється відходить газ відповідно до даного винаходу. Газогенератор / расплавітель 4 може бути названий і камерою газифікації / заскловування.
До подачі небезпечних відходів в плазмовий газогенератор / расплавітель 4 постійного струму з графітовими електродами для руйнування газогенератор / расплавітель 4 нагрівають до температури вище 1500 ° С, розплавляючи сталевий скрап в газогенераторе / расплавітеле 4. Газогенератор / расплавітель 4 виконаний Футеровані, а бічні стінки і верх плазмового газогенератора / расплавітеля 4 постійного струму охолоджуються водою, щоб збільшити стійкість огнеупора, зводячи до мінімуму механічне роз'їдання і хімічну корозію розплавом. Вогнетривка система служить для утримування розплаву і зменшення тепловтрат через газогенератор / расплавітель 4. вогнетривка система і хімічно сумісна з освіченими шлаком і відводиться газом.
Як показано на фіг.2, два графітових електрода проходять через верх газогенератора / расплавітеля 4. Затискачі 16 і 17 електрода підтримують графітові електроди і з'єднуються з джерелом живлення 2 постійного струму. Затиск 16 електрода з'єднаний з катодом, а затиск 17 електрода з'єднаний з анодом джерела 2 електроживлення. Затискачі 16 і 17 електрода з'єднані з електротримач 15 і є частиною автоматичної реагує системи управління електродами, яка забезпечує переміщення електротримач 15. Автоматична реагує система управління електродами забезпечує переміщення електротримач 15 таким чином, щоб забезпечити вибір положення двох графітових електродів один щодо одного і щодо розплавленого матеріалу у пода в газогенераторе / расплавітеле 4. Регулювання відносного положення графітових електродів впливає на довжину дуги. Для регулювання електродів використовується одне ущільнення електрода на кришці, яке запобігає вхід атмосферного повітря і витік побічного газу з плазмового газогенератора / расплавітеля 4 постійного струму.
Оглядове отвір 25 в газогенераторе / расплавітеле 4 забезпечує рівномірне введення сталевого скрапу. Анодний електрод, який підтримується затискачем 17 електрода, втоплений в сталевому скрапе, а катодний електрод, який підтримується затискачем 16 електрода, розташований над твердим сталевим скрапом. Потім катодний електрод повільно опускається, поки між катодним електродом і сталевим скрапом встановиться електрична дуга. Сталевий скрап починає плавитися з утворенням розплавленої ванни при температурі вище 1500 ° С. Коли сталевий скрап повністю розплавиться у пода, катодний електрод піднімається, щоб утворилася велика довжина дуги, а анодний електрод залишається зануреним в розплавленої ванні.
Система 100 включає механізм подачі для введення небезпечних твердих відходів в газогенератор / расплавітель 4. В іншому варіанті здійснення замість прямої подачі твердих небезпечних відходів в газогенератор / расплавітель 4 можуть подаватися токсичні побічні продукти з основних хімічних процесів або процесів спалювання. Основні хімічні процеси або процеси спалювання виробляють токсичні побічні продукти, які окислюються в нетоксичні стійкі шлаки в газогенераторе / расплавітеле 4.
У цьому варіанті здійснення механізм подачі включає конвеєр 20 і газонепроницаемую камеру 22, яка з'єднана з газогенератором / расплавітелем 4. газонепроникний затвор 21 розділяє конвеєр 20 і газонепроницаемую камеру 22, а охолоджувальна водою газонепроникна дверцята 24 розділяє газонепроницаемую камеру 22 і газогенератор / расплавітель 4.
Відходи можуть подаватися за допомогою конвеєра 20 в газонепроницаемую камеру 22 через газонепроникний затвор 21. Після того, як порція відходів була введена в газонепроницаемую камеру 22, газонепроникний затвор 21 закривається. Потім газонепроницаемую камеру 22 вакуумируют, щоб видалити повітря в газонепроникної камері 22 шляхом відкривання вакуумного регулюючого клапана 14. Потім вакуумний регулюючий клапан 14 закривається, і відкривається клапан 13, який регулює вуглекислий газ, щоб знову наповнити газонепроницаемую камеру 22 вуглекислим газом для запобігання виходу побічної газу з плазмового газогенератора / расплавітеля 4 постійного струму, коли охолоджена водою газонепроникна дверцята 24 почне відкриватися. Газонепроникна камера 22 включає стійкий до високих температур гідравлічний гідропідйомник 23 для проштовхування відходів вперед в газонепроницаемую камеру 22. Коли газонепроникна дверцята 24 повністю відкрита, поршень 23 штовхає відходи в плазмовий газогенератор / расплавітель 4 постійного струму через жолоб у бічній стіні або кришці. Як тільки відходи проштовхуються в газогенератор / расплавітель 4, поршень 23 відводиться в початкове положення в газонепроницаемую камеру 22. Потім охлаждаемая водою газонепроникна дверцята 24 закривається, клапан 13 закривається, а вакуумний клапан 14 відкривається, щоб видаляти вуглекислий газ в газонепроникної камері 22 до тих пір , поки газонепроникний затвор 21 не почне відкриватися для прийому наступних відходів з конвеєра 20 для завершення циклу подачі твердих відходів.
У разі рідких і газоподібних небезпечних відходів відходи дозуються і нагнітаються через втягують стійку до високих температур форсунку в боковій стінці на розплавлену ванну в плазмовому газогенераторе / расплавітеле 4 постійного струму. В якості газу-носія і для продувки лінії живлення рідини / газу для чищення використовується пар.
Усередині газогенератора / расплавітеля 4 відходи піддаються дії сильно нагрітої атмосфери і електричної дуги, що виникла між катодним електродом 16 та розплавленим залізом. Органічні речовини у відходах розкладаються до своїх атомарних форм. Завдяки умовам надзвичайно високої температури можна повністю запобігти утворенню діоксину / фурана. Вогнетривкі речовини, в тому числі метали і скло, плавляться і змішуються з розплавленим залізом з отриманням рідкого шлаку і металу у пода. Шлак і метал час від часу видаляються з плазмового газогенератора / расплавітеля 4 постійного струму шляхом відкриття нарізного отвору 19 дрилем. У бічні стінки, кришку і під вставлені термопари для контролю за температурою шахти топки і вогнетривкого матеріалу. Якщо температури вогнетривкого матеріалу і шахти топки почнуть падати, збільшують потужність на електродах шляхом збільшення струму або напруги на катодному електроді. Тиск всередині плазмового газогенератора / расплавітеля 4 постійного струму підтримується нижче атмосферного, щоб уникнути виділення побічного газу в навколишнє атмосферу витяжним вентилятором системи 8 контролю забруднення повітря.
Газ, утворений в газогенераторе / расплавітеле 4, обробляється в циклонічної установці 3 окислення. Циклонная установка 3 окислення з'єднана з газогенератором / расплавітелем 4, щоб приймати побічний газ, утворений в газогенераторе / расплавітеле 4. Побічний газ, утворений в плазмовому газогенераторе / расплавітеле 4 постійного струму, в одному варіанті здійснення може включати монооксид вуглецю, водень, легкі вуглеводні, сажу і невеликі кількості вуглекислого газу. Сажа / кіптява через дуже маленьких розмірів частинок завжди представляє серйозну робочу проблему в наступних системах рекуперації енергії і контролю забруднення повітря. Крім того, сажа / кіптява може діяти як центр зародкоутворення для повторного утворення токсичних органічних сполук. Цей відходить газ входить в циклон установку 3 окислення тангенциально при дуже високій швидкості, тим самим створюючи вихрові умови в циклонічної установці 3 окислення. В одному варіанті здійснення циклонная установка 3 окислення розташована майже горизонтально з невеликим нахилом вниз від розташованого вище по потоку кінця до розташованого нижче по потоку кінця установки.
На Фіг.3 показана в розрізі циклонная установка 3 окислення відповідно до даного винаходу. Для з'єднання плазмового газогенератора / расплавітеля 4 постійного струму і циклонічної установки 3 окислення використовується пряма вертикальна футерованная труба 26 для відпрацьованих газів. У трубу 26 для відпрацьованих газів подається побічний газ тангенциально в нижню частину циклонічної установки 3 окислення на її розташованому вище по потоку кінці. Пряма вертикальна труба 26 для відпрацьованих газів забезпечує мінімізацію падіння тиску між плазмовим газогенератором / расплавітелем 4 постійного струму і циклонічної установкою 3 окислення, щоб поліпшити проходження Потік продуктів згоряння в циклон установку 3 окислення. Ефективність реакції окислення збільшується завдяки інтенсивному внутрішньому перемішування побічного газу і введеного розпорошеного кисню і пара, викликаному силою вихрового дії в циклонічної установці 3 окислення.
В іншому варіанті здійснення в циклонічної установці 3 окислення обробляється відходить газ, утворений в основних хімічних реакціях або процесі спалювання, в цьому випадку відходить газ надходить відразу в циклон установку 3 окислення і газогенератор / расплавітель 4 може не знадобитися.
Циклонная установка 3 окислення включає плазмову пальник 18 постійного струму, розташовану на її розташованому вище по потоку кінці. Плазмовий пальник 18 забезпечує нагрів циклонічної установки окислення до температури вище 1300 ° С. Плазмовий пальник 18 постійного струму працює від джерела живлення постійного струму 1. В одному варіанті здійснення джерело живлення 1 постійного струму для плазмового пальника 18 відділений від джерела живлення 2 постійного струму для газогенератора / расплавітеля 4, щоб забезпечити роботу циклонічної установки 3 окислення, якщо харчування 2 газогенератора / расплавітеля відмовить. Циклонная установка 3 окислення футерована вогнетривким матеріалом 32, а вздовж внутрішньої сторони вогнетривкого матеріалу 32 встановлені термопари 27, 28 і 29, щоб контролювати температуру гарячої лицьовій поверхні. Якщо температура під час процесу обробки падає нижче 1350 ° С, збільшують потужність плазмового пальника 18 або введення кисню. Робота плазмового пальника 18 може контролюватися контролером 6 процесу (фіг.2) через ланцюг зворотного зв'язку. Контролер 6 процесу може включати мікроконтролер, запрограмований відповідним чином для виконання набору інструкцій або функцій для здійснення кроків регулювання і подачі контрольних сигналів відповідно до даного винаходу.
У плазмової пальнику 18 застосовується суміш вуглекислого газу і кисню в якості плазмового робочого газу. Гази спочатку змішуються в динамічному змішувачі 5, який активно регулює склад газової суміші і контролює витрату газової суміші відповідно до необхідними робочими умовами та вимогами до плазмового газу. В одному варіанті здійснення вміст кисню в газовій суміші складає від 15% до 25% за обсягом, переважно 21%. Динамічний змішувач 5 включає датчик кисню, щоб контролювати вміст кисню в газовій суміші. Використання вуглекислого газу та кисню як плазмового робочого газу запобігає утворенню оксидів азоту і гідроціаніда. Динамічний змішувач 5 може приймати контрольні сигнали від контролера 6 процесу.
Коли газова суміш іонізована в зоні плазмової дуги, де температура перевищує 5000 ° С, вуглекислий газ дисоціює на монооксид вуглецю і атомарний кисень, який дуже реакційноздатні. Об'єднуючи реакційноздатні атомарний кисень і посилену турбулентне середовище в циклонічної установці 3 окислення, можна ефективно конвертувати і руйнувати сажу / кіптява і летючі токсичні речовини в побічну газі. Частинки в побічну газі плавляться з утворенням розплавленого шару, утримуваного на боковій стінці відцентровою силою, що створюється дією циклону в циклонічної установці 3 окислення. Розплавлений матеріал стікає в нижню частину, яка забезпечена трубкою 33 для стоку, з'єднаної з контейнером 34 для прийому розплавленого матеріалу. Потім розплавлені речовини тверднуть в контейнері 34, видаляються і повертаються в плазмовий газогенератор / расплавітель 4 постійного струму для заскловування шлаку.
Кисень і пар дозуються і впорскується в циклон установку 3 окислення, як окисляє агент через регулюючі клапани 10 і 11. Гази розпорошуються жаростійкими форсунками 30 і 31. Контролер 6 процесу включає онлайновий датчик, який контролює гази, для аналізу складу побічної газу на монооксид вуглецю, водень, вуглеводні і вуглекислий газ. Проаналізувавши дані, контролер 6 процесу швидко посилає сигнал управління процесом на регулюючі клапани 10 і 11 для регулювання введення кисню і пара. У разі відходів з низькою теплотворною здатністю циклонная установка 3 окислення повністю перетворює побічний газ в воду і вуглекислий газ для отримання чистого відходить в атмосферу газу шляхом збільшення уприскування кисню і / або пара до тих пір, поки повна концентрація легких вуглеводнів і моноксиду вуглецю не стане менше , ніж 20 М.Д. У разі відходів з високою теплотворною здатністю кінцевим побічним газом може бути високоякісний горючий синтез-газ для отримання електрики. Якщо концентрація вуглекислого газу вище 3%, впорскування пари і / або кисню зменшують. А коли концентрація вуглекислого газу нижче 1%, упорскування кисню і пара збільшують.
Як показано на фіг.1, сухе тепло в побічну газі, утворене в циклонічної установці 3 окислення, витягується теплообмінником 7, щоб отримати гарячу воду або пар для поліпшення ефективності всього процесу. Пар повертається в систему подачі рідких / газоподібних відходів як газ-носій і в циклон установку 3 окислення як окисляє агент. Охолоджений газ обробляється системою контролю 8 за забрудненням повітря перед тим, як кінцевий цільової газ збирається як горючий синтез-газ, який містить в основному водень і монооксид вуглецю, або кінцевий цільової газ стискають в компресорі 9 для отримання скрапленого вуглекислого газу.
Винахід може бути здійснено в інших конкретних формах без відхилення від його сутності або основних принципів. Певні зміни і модифікації винаходу будуть очевидні фахівцям в даній області. Отже, обговорені вище варіанти здійснення повинні розглядатися як ілюстративні, а не обмежують, причому обсяг винаходу визначено в прикладеної формулі винаходу, а не в попередньому описі, і отже, мається на увазі, що нею охоплюються всі зміни, які відповідають суті і ступеня еквівалентності пунктів.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Апарат для обробки газу, що відходить з системи обробки відходів, що містить:
(A) Циклон установку окислення, що має трубу для відпрацьованих газів і вихідний патрубок, і
(B) працює на постійному струмі плазмову пальник, розташовану поруч з трубою для відпрацьованих газів в циклонічної установці окислення, причому в пальник подається робочий газ, який включає суміш вуглекислого газу і кисню і виключає азот, при цьому плазмова пальник забезпечує нагрів циклонічної установки окислення, а відходить газ перетворюється в відводиться газ, який виводиться через вихідний патрубок.
2. Апарат по п.1, в якому суміш вуглекислого газу і кисню містить за обсягом від 15 до 25% кисню.
3. Апарат по п.1 або 2, додатково містить форсунку кисню, що сполучається з циклонічної установкою окислення, для нагнітання розпорошеного кисню, і форсунку пара, що сполучається з циклонічної установкою окислення, для нагнітання розпорошеного пара.
4. Апарат по п.3, в якому форсунка кисню і форсунка пара є жаростійкі форсунки, сполучені з текучої середовищі з циклонічної установкою окислення.
5. Апарат по п.3, додатково містить датчик, з'єднаний з вихідним патрубком, для аналізу складу відводиться газу, і контролер процесу, з'єднаний з датчиком, для прийому даних від датчика, і з'єднаний з форсунками для регулювання уприскування кисню і пара.
6. Апарат по п.5, додатково містить динамічний змішувач, з'єднаний з плазмової пальником і забезпечує подачу робочого газу, причому в змішувач подається кисневий газ і діоксид вуглецю, які змішуються в змішувачі у відповідь на сигнали від контролера процесу.
7. Апарат по п.1, в якому плазмова пальник включає плазмову зону, що працює при температурі вище 5000 ° С.
8. Апарат по п.1, додатково містить температурні датчики всередині циклонічної установки окислення, причому температура всередині циклонічної установки окислення підтримується вище 1300 ° С.
9. Апарат по п.1, в якому циклонная установка окислення розташована горизонтально і включає розташований вище по потоку кінець, розташований нижче по потоку кінець і бічну стінку між ними.
10. Апарат по п.9, в якому плазмова пальник розміщена на розташованому вище по потоку кінці, зазначена труба для відпрацьованих газів включає вхідний патрубок, який проходить в бічну стінку тангенциально і поряд з розташованим вище по потоку кінцем.
11. Апарат по п.1, в якому робочий газ складається, по суті, з вуглекислого газу і кисню.
12. Апарат по п.11, в якому робочий газ включає вуглекислий газ і кисень.
13. Спосіб обробки газу, що відходить з системи обробки відходів, що включає наступні стадії:
(A) прийом відпрацьованих газів через трубу для відпрацьованих газів циклонічної установки окислення,
(B) нагрівання циклонічної установки окислення шляхом іонізації робочого газу з використанням плазмового пальника постійного струму, розташованої поруч з трубою для відпрацьованих газів в циклонічної установці окислення, причому робочий газ включає суміш вуглекислого газу і кисню і виключає азот, перетворюючи тим самим відходить газ в одержуваний газ, і
(C) відведення одержуваного газу з циклонічної установки окислення.
14. Спосіб за п.13, при якому суміш вуглекислого газу і кисню містить від 15 до 25% кисню за об'ємом.
15. Спосіб за п.13 або 14, що додатково включає стадію уприскування кисню і пара в циклон установку окислення.
16. Спосіб за п.15, додатково включає стадії аналізу змісту відведеного газу і регулювання уприскування кисню і пара на основі стадії аналізу.
17. Спосіб за п.16, додатково включає стадію змішування подаються кисню і діоксиду вуглецю для створення робочого газу в динамічному змішувачі.
18. Спосіб за п.13, при якому стадію іонізації проводять в плазмової зоні при робочій температурі вище 5000 ° С.
19. Спосіб за п.13, додатково включає стадію вимірювання температури всередині циклонічної установки окислення, причому температуру підтримують вище 1300 ° С.
20. Спосіб за п.13, при якому робочий газ складається, по суті, з вуглекислого газу і кисню.
21. Спосіб за п.20, при якому робочий газ включає вуглекислий газ і кисень.
22. Система обробки відходів для обробки небезпечних відходів, що містить:
(A) стадію первинної обробки відходів, причому на стадії первинної обробки відходів забезпечується подача небезпечних відходів та проводиться побічний відходить газ,
(B) стадію вторинної обробки відходів, з'єднану зі стадією первинної обробки відходів, на якій забезпечується подача відпрацьованих газів, причому стадія вторинної обробки відходів включає:
(I) Циклон установку окислення, що має трубу для тангенціального прийому відпрацьованих газів і вихідний патрубок, і
(Ii) працює на постійному струмі плазмову пальник, розташовану поруч з трубою для відпрацьованих газів в циклонічної установці окислення, причому в пальник подається робочий газ, який включає суміш вуглекислого газу і кисню і виключає азот, при цьому плазмова пальник забезпечує нагрів циклонічної установки окислення, а відходить газ перетворюється в відводиться газ, який виводиться через вихідний патрубок.
23. Система обробки по п.22, в якій суміш вуглекислого газу і кисню містить від 15 до 25% кисню за об'ємом.
24. Система обробки відходів по п.22 або 23, в якій стадія первинної обробки включає газогенератор / расплавітель і конвеєрну систему, з'єднану з газогенератором / расплавітелем через газонепроницаемую дверку, причому через конвеєрну систему подаються тверді небезпечні відходи в газогенератор / расплавітель.
25. Система обробки відходів по п.22 або 23, в якій стадія первинної обробки відходів включає газогенератор / расплавітель і вхідний патрубок, з'єднаний з газогенератором / расплавітелем, причому через вхідний патрубок подаються рідкі або газоподібні небезпечні відходи в газогенератор / расплавітель.
26. Система обробки відходів по п.22 або 23, в якій стадія первинної обробки включає плазменно-дугового газогенератор / расплавітель з графітовими електродами.
27. Система обробки відходів по п.26, в якій газогенератор / расплавітель з графітовими електродами включає пару розташованих на відстані графітових електродів, причому кожен з них підтримується відповідним затискачем електрода, прикріпленим до рухомого електродотримача, при цьому електродотримачі призначені для регулювання відносної відстані між парою графітових електродів або між електродами і розплавленим матеріалом всередині газогенератора / расплавітеля з графітовими електродами, регулюючи довжину дуги.
28. Система обробки відходів по п.21, в якій робочий газ складається, по суті, з вуглекислого газу і кисню.
29. Система обробки відходів по п.28, в якій робочий газ включає вуглекислий газ і кисень.
Версія для друку
Дата публікації 19.02.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.