[發明專利]一種等離子氣化熔融爐的合成氣凈化方法

在審

• 申請號: 202010631506.8
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111925840A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 鄭李輝;魏東紅;魏昌鵬;李萬龍;劉凱華
• 申請（專利權）人: 江蘇美東環境科技有限公司
• 主分類號: C10K1/12
• 分類號: C10K1/12;C10K1/02;C10K1/00
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本發明公開了一種等離子氣化熔融爐的合成氣凈化方法，將合成氣通過余熱鍋爐或空氣預熱器進行換熱，然后經過急冷塔降溫，再經過多級（1?3級）堿液噴淋，可將合成氣凈化，達到城市煤氣的標準，合成氣可作為二次能源進行利用，包括用于燃氣鍋爐、燃氣發電、其他燃氣供熱設備等。通過本方法，解決了合成氣必須二次燃燒的問題，凈化后的合成氣可再次利用，避免了能源浪費；煙氣量不會增加，有利于降低合成氣凈化成本；只有極微量氮氧化物產生，縮短凈化工藝過程，不僅降低建設成本，還大大降低了運營成本。

技術領域

本發明涉及等離子氣化熔融爐合成氣處理技術領域，特別涉及一種等離子氣化熔融爐的合成氣凈化方法。

背景技術

等離子體是氣體與電弧接觸而產生的一種高溫、離子化和傳導性的氣體狀態。由于電離氣體的導電性，使電弧能量迅速轉移并變成氣體的熱能，形成一種高溫氣體射流（溫度達 4000-7000℃以上）和高強度熱源。等離子體是物質存在的一種狀態，與固態、液態和氣態并列，俗稱“第四態”，是由大量相互作用但仍處在非束縛狀態下的帶電離子組成的宏觀體系。和物質的另外三態相比，等離子體可以存在的參數范圍異常的寬廣，由于等離子體中含有離子、電子、激發態原子、分子、自由基等極活潑的化學反應物種，使它的化學反應性質與固、液、氣三態有本質的區別，特別突出的一點是等離子體化學反應的能量水平高。

鑒于等離子體的高度活性和能量密度，等離子氣化熔融技術被認為是處置危險廢物的最佳技術，危險廢物中的有機物在等離子氣化熔融爐中發生徹底裂解氣化，原有的物質被打碎為原子物質，能破壞有害成分或使其喪失活力，從而將復雜的物質轉化為簡單的具有熱值的合成氣。

傳統方案為合成氣進入二燃室進行二次燃燒，然后進入煙氣處置系統：現有方法一：余熱鍋爐內SNCR 脫硝+急冷塔+干式反應器+袋式除塵+二級堿液噴淋塔+煙氣脫白”組合工藝凈化后達標排放。現有方法二：余熱鍋爐+急冷塔+干式反應器+袋式除塵+二級堿液噴淋塔+SCR+煙氣脫白”組合工藝凈化后達標排放。

含有機物危險廢物經過等離子氣化熔融爐處理產生的合成氣一是合成氣是還原性氣體，無二噁英產生，無需進行二次燃燒；二是合成氣具有很高的熱值，相當于城市煤氣的標準，直接燃燒容易造成能源浪費；三是經過二次燃燒后煙氣量大大增加，且氮氧化物含量明顯增加導致增大脫硝壓力，對后端尾氣處理增加運行成本，且經過等離子氣化熔融爐處理后產生的合成氣的主要成分為CO\H₂\CH₄\HCl\HF\H₂S\煙塵，雜質為\HCl\HF\H₂S\煙塵，將雜質脫除后合成氣可作為二次能源使用。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明提供了一種等離子氣化熔融爐的合成氣凈化方法，無需二次燃燒，可以降低煙氣量，工藝流程簡單，建設成本和運行成本低。

本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是：一種等離子氣化熔融爐的合成氣凈化方法，包括以下步驟:

1）經過等離子氣化熔融爐處理后產生的合成氣的初始溫度約為850-1100℃，首先經過膜式壁余熱鍋爐進行換熱，將合成氣的溫度降至450-550℃，同時收集大部分的煙塵；

2）從余熱鍋爐出來的合成氣引入急冷塔，采用去離子水進行噴霧急冷，將合成氣的溫度降至50-100℃，脫除90-99%的HCl\HF\煙塵以及少量的H₂S；

3）從急冷塔出來的合成氣經過三級堿液噴淋后，溫度降至20-30℃，噴淋降溫后的合成氣中煙塵含量小于50ppm，H₂S含量小于40ppm，HCl含量小于10ppm，HF含量小于10ppm，合成氣質量達到城市煤氣的標準。

作為本發明的進一步改進，所述步驟2）中在急冷塔底部收集洗滌水，洗滌水經過壓濾、中和、風冷冷卻后循環噴霧。