[發明專利]用于將城市固體廢物進料到等離子體氣化反應器的方法和設備有效

申請號：	201310708422.X	申請日：	2013-12-20
公開（公告）號：	CN103878165B	公開（公告）日：	2017-05-17
發明（設計）人：	A.D.安德森;F.P.佩特羅切利;F.S.溫格爾	申請（專利權）人：	氣體產品與化學公司
主分類號：	B09B3/00	分類號：	B09B3/00
代理公司：	中國專利代理(香港)有限公司72001	代理人：	周李軍,林森
地址：	美國賓夕***	國省代碼：	暫無信息
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摘要：
搜索關鍵詞：	用于城市固體廢物進料等離子體氣化反應器方法設備
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【說明書】：

發明背景

本發明涉及用于將城市固體廢物(MSW）和/或其它類型的包含有機(即含碳的）廢物材料和無機廢物材料供應到等離子體氣化反應器(PGR）的方法和裝置，在所述等離子體氣化反應器中將所述固體廢物處理以從有機廢物材料形成合成氣（即包含氫、一氧化碳和二氧化碳的氣體）和從無機廢物材料形成熔融的廢渣。特別地，本發明涉及用于將固體廢物進料到等離子體氣化反應器中的進料設備，涉及包含所述進料設備和所述等離子體氣化反應器的固體廢物處理設備，和涉及將固體廢物進料到等離子體氣化反應器中并處理固體廢物以產生合成氣和廢渣的方法。

MSW，經常俗稱為廢料、垃圾、廢品或者廢物，可用多種方法處置，包括用作垃圾填埋或者經由燃燒、熱解、氣化或者等離子體氣化處理以產生能量和/或有用的化學品。

等離子體氣化的技術在處理這些形式的廢物方面具有許多益處。在氣化反應中，將存在于固體廢物中的有機廢物材料氣化以產生合成氣，經由在導致有機材料氣化而不是燃燒的環境中（特別是在氧濃度不足以發生燃燒的環境中）加熱廢物材料。在等離子體氣化中，一個或多個等離子體焰炬（也稱為等離子電弧噴槍）用于在PGR容器內部產生一個或多個等離子體射流，其使固體廢物在PGR容器的氣化區內經受強熱（經由該方法在氣化區內容易達到超過2000℃的溫度）。由等離子體焰炬供應到固體廢物的熱能足夠以高效率氣化有機廢物材料（即有機廢物材料轉化為合成氣）并且將無機廢物材料轉化為熔融的廢渣。以這種方法，可實現有機廢物材料到合成氣的高水平轉化，同時防止毒性的和/或環境有害的物類（例如呋喃、二噁英、NO_x和SO_x）的產生，否則，如果將材料燃燒，則可能為該后果。然后，合成氣可單獨燃燒以產生電力和/或可用于其它過程（例如費-托過程）以產生有用的化學品，同時熔融的廢渣可經冷卻以提供冷卻的惰性廢渣，其可比初始的有機廢物材料更容易和安全地被處置。

在現有技術中已知并描述了許多等離子體氣化方法和PGR，例如像US2010/199556A、US2010/199560A、US6155182A、WO2008/011213A、US2012/121477A、US2009/064581A和US2012/121468A中描述的那些，其內容通過引用并入本文。

然而，期望利用等離子體氣化用于處理MSW和其它這些類型的固體廢物的備選和改進的方法和設備，特別是用于將這種廢物進料到等離子體氣化器中的備選和改進的方法和設備。

發明簡述

根據本發明的第一方面，提供一種進料設備，其用于將包含有機和無機廢物材料兩者的固體廢物（例如MSW）進料入等離子體氣化反應器中，所述進料設備包含：

預壓實機，其布置并可操作用于接收所述固體廢物并壓實所述固體廢物以形成壓實的固體廢物；

供應裝置，其布置并可操作用于添加碳床源材料到所述壓實的固體廢物；和

進料裝置，其布置并可操作用于接收所述壓實的固體廢物和碳床源材料并將所述壓實的固體廢物和碳床源材料作為組合進料引入到所述等離子體氣化反應器中。

根據本發明的第二方面，提供一種設備，其用于處理包含有機和無機廢物材料兩者的固體廢物（例如MSW），所述設備包含等離子體氣化反應器和用于將所述固體廢物進料入所述等離子體氣化反應器中的進料設備，其中所述進料設備為根據第一方面的進料設備。優選地，所述等離子體氣化反應器包含：

具有內部體積的反應器容器，在其中可發生由所述固體廢物至合成氣和熔融的廢渣的轉化；

固體廢物入口，其與所述進料設備的進料裝置連接，并且壓實的固體廢物和碳床源材料的所述組合進料可經由該入口裝入所述容器；

碳床，其位于所述反應器容器內部，在所述固體廢物口下方，新裝入的固體廢物和碳床源材料安放在其上，熔融的廢渣可流動經過該碳床，并且該碳床由所述碳床源材料補充；

一個或多個等離子體焰炬，其布置并可操作用于供應熱能到所述碳床和固體廢物，以從所述碳床和所述有機廢物材料產生合成氣以及從所述無機廢物材料產生熔融的廢渣；