[發明專利]用于廢物處理的等離子體熔融爐、系統及方法

無效

• 申請號: 201410144261.0
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN104096706A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 黃淳謨;金永奭;都喆鎮;李珍昊;俞炳周
• 申請（專利權）人: GS普蘭斯特有限公司
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

相關申請

本申請要求于2013年4月11日提交至韓國知識產權局的韓國專利申請No.10-2013-0039957的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明涉及用于通過對廢物進行熱分解和熔融來進行廢物處理的等離子體熔融爐、包括該等離子體熔融爐的用于廢物處理的等離子體熔融系統以及用于使用該等離子體熔融爐通過對廢物進行熱分解和熔融來進行廢物處理的方法。

背景技術

在韓國，已知每年的廢物數量超過了300,000噸，并且由于工業活動的增長使得工廠廢物持續增長。50%或更多的廢物借助于填埋或焚燒來處置。在廢物處置過程中產生的諸如二噁英（dioxin）等的有毒物質引起的諸如空氣污染及地下水和土壤污染等的環境污染正在變成社會問題。而且，由于這種環境污染，安全填埋變得越來越難并且用于廢物的填埋和焚燒的社會成本持續增長。

鑒于此，對能夠減少廢物處理過程中產生的環境污染的技術研發的需求增強。本著這一精神，使用等離子體的廢物處理技術在近來引起關注。

使用等離子體的廢物處理技術例如是如下的技術：其不僅不會造成環境污染，還能夠將廢物作為能源再利用并且將無機物玻璃化以便作為建筑材料再使用。

具體地，在使用等離子體的廢物處理技術中，在等離子體熔融爐中于1400℃或更高的高溫下使廢物熱分解，使得與傳統的焚燒處理技術相比二噁英等的產生最小化，還能夠通過去除SO_x、Cl和揮發性金屬成分（Pb、Hg、As等）創新性地減少環境污染。進一步地，通過借助于高溫等離子體對廢物進行熱分解和氣化處理（gasification?treatment），能夠產生包括一氧化碳和氫氣的熱分解氣體，并且燃燒這些氣體以用于發電或將這些氣體分離以生成能夠被用在燃料電池中的氫和能夠被用于工業目的的氣體。而且，在通過等離子體熔融爐進行廢物處理的過程中產生的熔渣（slag）不會洗脫（elute）出有毒的重金屬物質，所以能夠將熔渣用作建筑材料和建造材料。

此外，在這種廢物處理技術中使用的等離子體是熱等離子體，其能夠通過產生直流或交流電弧放電的等離子體裝置產生或通過高頻等離子體裝置利用高頻磁場產生。熱等離子體是由電子、離子和中性粒子組成的部分離子化的氣體。其保持局部熱力學平衡狀態（local?thermodynamic?equilibrium?state），使得所有組成物顆粒形成了具有從數千攝氏度至數萬攝氏度范圍的均勻溫度的高速射流焰形狀。

主要使用等離子體炬作為產生這種等離子體的裝置。已知等離子體炬能夠通過向離子化的等離子體施加電弧來產生極端高溫的等離子體射流，由此生成通常在4000℃至7000℃范圍內的高溫氣氛。

在使用這種等離子體炬的等離子體熔融爐中，一個代表性的方法是如下方法：從裝置中的等離子體炬施加強大的等離子體射流，以使廢物在高溫下氣化并將殘留物質轉換成熔融的物質。作為示例，在韓國專利公報No.2005-0104708中公開了一種循環型等離子體熱分解爐。

發明內容

考慮到上述情況，本發明的一個目的是提供一種用于廢物處理的等離子體熔融爐以及使用該等離子體熔融爐的用于廢物處理的系統和方法，其能夠在用于廢物處理的等離子體熔融爐中穩定地處理廢物。

本發明的另一個目的是提供一種用于廢物處理的等離子體熔融爐以及使用該等離子體熔融爐的用于廢物處理的系統和方法，以使得排出到用于廢物處理的等離子體熔融爐的外部的排放氣體中的有害成分（例如，二噁英等）最小化。

此外，本發明的另一個目的是提供一種用于廢物處理的等離子體熔融爐以及使用該等離子體熔融爐的用于廢物處理的系統和方法，以通過增加排放氣體在用于廢物處理的等離子體熔融爐中所流經的路徑來充分進行廢物的熱分解和熔融。

進一步地，本發明的另一個目的是提供一種用于廢物處理的等離子體熔融爐以及使用該等離子體熔融爐的用于廢物處理的系統和方法，其能夠持續地維持用于廢物處理的等離子體熔融爐的內部溫度。

進一步地，本發明的另一個目的是提供一種用于廢物處理的等離子體熔融爐以及使用該等離子體熔融爐的用于廢物處理的系統和方法，其能夠維持在用于廢物處理的等離子體熔融爐中產生的熔融熔渣的高溫。