[發明專利]等離子高溫裂解反應釜

無效

• 申請號: 201210418023.5
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102935349A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 俞建榮;孫利超;車云龍
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: B01J19/08
• 分類號: B01J19/08;B01J19/02
• 代理公司: 小松專利事務所 11132
• 代理人: 陳祚齡

技術領域

本發明涉及一種反應釜，尤其是該反應釜利用等離子體高溫裂解的高溫，在無氧的環境中將廢物中的有機物分解成氫氣和酸性氣體，廢物中的金屬被熔化排出體外回收利用，無機物熔化后排出體外冷卻成類熔巖玻璃體的等離子高溫裂解反應釜。

背景技術

隨著現代化社會飛速發展，環境污染越來越嚴重，工廠中很多的物質品種不少是有害或帶有毒的，特別是高科技術下產生的高危電子垃圾，不能采用簡單的焚燒或掩埋，否則會產生大量的二惡英類物質，含有毒性的垃圾飛灰以及滲漏地層多種的毒性物質Pb、Cd、Hg等物質，都會嚴重污染環境。或者說是傳統的填埋法及焚燒法，由于二次污染、遷移效應及低效率已受到嚴重挑戰，特別是焚燒過程中產生更高毒性的多氯代二苯并二惡英（PCDDs）與多氯代二苯并呋喃（PCDFs）的二次污染問題都受到世界各國的高度重視。尤其是高危電子垃圾，各國都制定了禁止進口的法律法規，這就要求必須本地化處理這類危險垃圾。再加上電力供應日趨豐富,因此,近20年來,英國、德國、前蘇聯、美國、法國和日本等世界發達國家幾乎同時開展了對等離子體裂解的研究,并取得了令人鼓舞的初步結果。

應用等離子體技術來處理危險的廢物是一種全新的方法，選擇不同類型的工作氣體可使等離子體系統工作在氧化，還原和惰性的環境下。不同的工作環境具有不同的功能，如氧化性環境通常用來破除有機危險廢物，還原性環境通常用來提取金屬。熱等離子體高溫裂解過程中，除了熱等離子體發生器本身具有連續運行、容易控制、能量利用率高、可以達到極高溫度外，還使得該過程具有：簡單化和無催化劑，反應和換熱設備小、投資少，等離子體的暫態性和各種活性粒子能得到獨特的利用等優點。

等離子體高溫裂解反應釜可以處理廢棄電子線路板及含有色金屬、重金屬、貴金屬催化廢棄物之外，還可以應用于廢棄電池，含多氯聯苯廢物，醫療廢物，廢藥物，有機樹脂類廢物，焚燒爐飛灰，石棉廢物，放射性廢物，有機溶劑，爆炸性廢物，生化武器等多種有毒有害廢物。

等離子體高溫裂解反應釜的原理是利用熱等離子的高溫，在無氧化的環境中將廢物中的有機物分解成富氫氣體以及少量的酸性氣體；廢物中的金屬熔化，排出爐體可回收利用；無機物熔化后排出爐體后冷卻成為類熔巖玻璃體，此物質具有不可過濾性，可以將有毒的重金屬固化在其中，可作為建筑材料。它是一種不同于焚燒的高溫熱處理過程，采用非燃燒技術（無需通入空氣）以及電能的使用，使得產生的氣體量很少（僅由有機物分解產生，數量是焚燒法產生尾氣量的1/10）,從而可以非常高效清潔地處理廢氣，從而達到“零”排放，同時得到干凈清潔的能源——富氫氣體。

等離子體的溫度達3000℃～10000℃，由于Cu、Ni等金屬氧化物是二噁英合成的催化劑，而且二噁英的完全裂解溫度在900℃以上。顯然，在等離子體弧劇烈的高溫條件下二噁英已不存在。又由于等離子體弧高溫裂解整個過程中，是無氧缺氧的還原氫環境下進行的Cu、Ni等金屬氧化物也不存在，對于二噁英來說無催化合成機會。所以說，等離子體弧高溫裂解法處理有毒有害危險廢棄物，消滅21世紀“病毒”之稱的二噁英的制勝法寶，同時也是與其他有氧焚燒方法根本無法解決的二次污染問題的根本區別之一。

發明內容

根據背景技術所述，本發明的目的在于提供一種由反應釜釜體、電極升降結構、進料結構和排放閥組成的利用等離子體高溫裂解反應釜密封系統結構構成的反應釜，在高溫環境中安全、徹底的處理危險的廢棄物。

為了實現上述目的，本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種等離子高溫裂解反應釜，主要由反應釜釜體（1），電極升降結構（2），進料結構（3）和金屬熔體排放閥（4）組成，其中：反應釜釜體（1）及其內襯采用耐高溫石墨坩堝并由外向內設置，反應釜釡體（1）分5層，從外到內依次為鋼殼（11）、硅酸鋁纖維成型氈層（12）、多晶莫來石纖維層（13）、氧化鋁空心球成型磚層（14）、石墨坩堝層（15）和氧化鋯層（16）；反應釜釡體（1）的頂部設置電極升降結構（2），采用釜體內部電極托架升降絲杠傳動運動形式；進料結構（3）設置在反應釜釜體（1）上部的一側，采用垂直向下進料的料斗（31）和平置有螺旋體（32）的通道（33）的結構組成；金屬熔體排放閥（4）的金屬熔體排放及冷卻部分，由外向內由氧化鋁陶瓷層（41）、銅感應線圈（42）、氧化鈹陶瓷管（43）和石墨水口(44)構成；

所述的硅酸鋁纖維成型氈層（12）為鋼殼內最外層，選擇硅酸鋁纖維成型氈，使用溫度1050℃～1200℃，直徑1150mm；