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invention
Fédération de Russie Patent RU2286837

PROCÉDÉ ET SYSTÈME DE TRAITEMENT DES DÉCHETS DANGEREUX

PROCÉDÉ ET SYSTÈME DE TRAITEMENT DES DÉCHETS DANGEREUX

Nom de l'inventeur: Benjamin Chan Chun Pong (CA)
Le nom du titulaire du brevet: LAU Edmund Kean Il (CN); Benjamin Chan Chun Pong (CA)
Adresse de correspondance: 129010, Moscou, ul. Boris Spassky, 25, p.3, Ltd. "Gorodissky and Partners", pat.pov. S.A.Dorofeevu
Date de début du brevet: 06.05.2003

L'invention concerne un appareil et un procédé pour le produit de traitement des effluents gazeux provenant d'un système de traitement des déchets (100) en utilisant une torche à plasma. La torche à plasma est utilisé un gaz de travail, qui comprend un mélange de dioxyde de carbone et de l'oxygène et empêche l'azote, afin d'éviter la formation d'oxydes d'azote et d'autres sous-produits toxiques. Torche à plasma ionise le gaz de travail conduisant à la formation de monoxyde de carbone et d'oxygène réactif qui élimine le carbone / suie provenant du gaz d'échappement. L'oxygène et de la vapeur d'eau sont injectés et on les pulvérise dans la chambre (3), qui est situé à l'intérieur du système de torche à plasma. Le système de commande de processus (6) est régulé par une teneur de rétroaction et les injecteurs de gaz produit et contrôlé par le fonctionnement de la torche à plasma. La présente invention évite la formation du flux de déchets secondaires tels que des oxydes d'azote.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

Cette priorité demande revendique US de l' application provisoire 60/378357, déposée le 8 mai 2002, et comprend l'objet de l'invention qui y est décrite.

L 'invention concerne le traitement des gaz, les systèmes d'échappement des systèmes de traitement des déchets industriels et dangereux.

Les déchets dangereux, en outre, qu'ils sont une source importante de pollution de l'environnement, l'impact sur la santé humaine en raison de sa toxicité, l'inflammabilité, la corrosivité, la réactivité et l'infectiosité. Les déchets dangereux sont généralement éliminés par enfouissement, l'incinération et le recyclage. Toutefois, étant donné que les cas de mauvaise gestion des déchets, tels que les émissions de déchets toxiques provenant de l'incinération et l'enfouissement (comme la dioxine lorsqu'ils sont brûlés et les eaux usées toxiques provenant des décharges), a commencé à créer de sérieux problèmes pour l'environnement et la santé, la société, la sensibilisation du public a conduit au renforcement des lois et plus par des politiques environnementales strictes. Cette politique a conduit à la recherche d'autres solutions de rechange efficaces, fiables et rentables pour l'élimination des déchets.

nombre de méthodes basées sur l'arc de plasma ont été proposées pour détruire les déchets dangereux organiques et inorganiques sous toutes ses formes, pour convertir les déchets dangereux à un gaz de synthèse combustible pour la production d'électricité, et de se transformer en une substance vitreuse stable tous les matériaux ignifuges qui peuvent être supprimés en toute sécurité. Cependant, ces méthodes sont considérées comme inefficaces et nécessitent très élevé des dépenses en immobilisations et les coûts d'exploitation.

Habituellement offrir deux principale technologie d'arc de plasma pour former un arc de plasma pour les processus de destruction ou de conversion des déchets dangereux: torche à plasma (mode de chauffage direct et indirect) et des systèmes d'arc de plasma avec des électrodes de graphite (AC ou DC).

Les systèmes mettant en oeuvre une torche à plasma ne sont généralement pas aussi efficaces que celles utilisant des électrodes de graphite d'énergie due à une perte d'énergie supérieure à l'eau, le refroidissement du brûleur à plasma. L'efficacité des torches à plasma est généralement inférieure à 70%, en particulier lorsque la torche à plasma métallique est chaud et fonctionne à l'intérieur du réacteur / récipient. Par conséquent, les torches à plasma ne sont efficaces que pour le chauffage au gaz et de la transformation ou la fabrication de matériaux spéciaux, et ils ne sont pas pratiques et rentable pour la fusion de matières. En outre, quand un plasma gazeux de travail de l' air utilisé, les oxydes d'azote sont formés (NO x) et gidrotsianid (HCN) en raison de la réaction de l' azote dans l'air - le plasma gaz de travail - l' oxygène et les hydrocarbures présents dans le récipient / réacteur à haute température. En outre, la vapeur produite dans le récipient se condense sur la surface du corps métallique de la torche à plasma. Par conséquent, la suie / fumée avec des substances toxiques non métabolisé sera déposé et d'accumuler sur le boîtier de métal froid humide qui va conduire à une décomposition incomplète des déchets dangereux. Lors de la maintenance de la torche à plasma est retiré du récipient, les travailleurs sont exposés à des substances toxiques.

La durée de vie des électrodes, et la stabilité (coefficient de performance) de l'arc à plasma généré par les torches à plasma dépendent également de l'atmosphère à l'intérieur du récipient / réacteur. Par conséquent, travailler avec des systèmes de torche à plasma plus complexes que l'arc de plasma avec des systèmes d'électrodes en graphite. Pour le métal des torches à plasma ont besoin d'eau de refroidissement pour refroidir les composants internes à haute pression. La composition chimique et la conductivité électrique de l'eau de refroidissement doit être contrôlée et régulée pour éviter la corrosion chimique et le dépôt des minéraux dans le brûleur. Ces exigences nécessitent l'utilisation d'équipements auxiliaires coûteux, ce qui augmente les coûts d'investissement et d'exploitation.

Dans d'autres systèmes utilisent un plasma à l'arc électrode technologies de graphite. De tels systèmes peuvent conduire soit à une oxydation sévère des électrodes en graphite ou une formation excessive de fines particules de noir de carbone / suie dans le flux de gaz produit. Les systèmes AC et DC combinées ont été développés avec des électrodes en graphite pour fournir la production d'arc électrique et de la chaleur pendant le chauffage par effet Joule dans le bain. Les autres technologies sont appliquées système à courant continu avec des électrodes concentriques et une électrode en graphite supérieure au fond conducteur pour la fusion et la gazéification. Cependant, dans un système avec un seul courant continu électrode en graphite supérieure doit être maintenue à tout moment, la conductivité électrique de l'électrode de fond, en particulier lorsque l'électrode inférieure du froid récipient / réacteur est revêtue d'une couche de laitier qui est non conductrice de l'électricité aux basses températures.

Il a été constaté que le taux de formation de suie était très élevée pendant le craquage à haute température d'hydrocarbures dans des conditions de récupération facile. Ainsi, dans le processus de réduction de l'arc plasma gazéification toujours formé la suie / fumée qui doit être retiré de la pollution de l'air de commande avant de poursuivre fixe. L'augmentation du temps de séjour des sous-produits à l'intérieur du récipient réacteur / ou en augmentant la température de fonctionnement facilite l'élimination de la suie. Cependant, l'augmentation du temps de séjour nécessite un débit d'alimentation de l'appareil ou de déchets de plus grandes. En conséquence, plusieurs systèmes proposés qui comprennent un dispositif de postcombustion ou de l'unité d'oxydation thermique pour augmenter la cinétique de réaction par l'environnement turbulent en tant que procédé de traitement de gaz secondaire pour assurer une combustion complète. Cependant, dans ces procédés pour créer un grand processus d'oxydation thermique utilisé pour l'air et le carburant. Par conséquent, dans de tels systèmes dans une telle atmosphère oxydante peut former un flux de déchets secondaires tels que des oxydes d'azote.

Par conséquent, il est nécessaire de créer un système et un procédé de traitement de gaz effluent d'un système de traitement des déchets dans lequel ces inconvénients sont éliminés, au moins en partie.

La présente invention concerne un système de traitement de gaz, des effluents provenant d'un système de traitement des déchets, tel qu'un système de gazéification au plasma d'électrodes en graphite, ce qui réduit la présence de suie dans les gaz d'échappement sans la formation d'oxydes d'azote et d'autres contaminants. Le système comprend un dispositif de postcombustion à l'aide d'une torche à plasma contenant pas d'azote du gaz de procédé qui, dans un mode de réalisation est un mélange de dioxyde de carbone et d'oxygène. L'arc de plasma ionise le gaz de travail, en créant ainsi l'oxygène atomique, ce qui permet l'élimination de la suie des gaz d'échappement.

Dans une forme de réalisation, la présente invention concerne un appareil pour le traitement des effluents gazeux provenant d'un système de traitement des déchets, comprenant:

(A) l'oxydation d'une unité de cyclone comportant un tuyau pour le gaz d'échappement et une sortie,

(B) fonctionnant sur une torche à plasma à courant continu est positionné à côté du conduit pour le gaz d'échappement dans l'oxydation de l'installation de cyclone, dans lequel le brûleur est alimenté un gaz de travail, qui comprend un mélange de dioxyde de carbone et de l'oxygène et empêche l'azote, dans lequel la torche à plasma chauffe le comburant cyclonique, et le gaz d'échappement se transforme en un gaz déchargé qui est déchargé à travers la sortie.

Le mélange de dioxyde de carbone et d'oxygène contenant en volume entre 15 et 25% d'oxygène.

Appareil pour le traitement des gaz peut contenir un injecteur d'oxygène en communication avec l'oxydation de l'installation de cyclone pour injecter de l'oxygène et de la vapeur atomisée forosunku communiquant avec l'oxydation de l'installation de cyclone pour injecter de la vapeur atomisée. Lorsque cet injecteur d'oxygène et l'injecteur de vapeur sont buse réfractaire en communication fluidique avec l'oxydation de l'installation de cyclone.

Dispositif pour le gaz de traitement peut comprendre un capteur couplé à la canalisation de sortie, pour l'analyse de la composition des gaz d'échappement et un contrôleur de processus couplé au capteur pour recevoir des données provenant du capteur et relié aux buses d'injection pour réguler l'oxygène et de la vapeur d'eau.

Dispositif pour le gaz de traitement peut comprendre un mélangeur dynamique couplé à la torche à plasma et à fournir le gaz de travail, et est alimenté au gaz mélangeur d'oxygène et de dioxyde de carbone, qui sont mélangés dans un mélangeur en réponse aux signaux de commande provenant du contrôleur de processus.

De préférence, la torche à plasma comprend une zone de plasma fonctionnant à une température supérieure à 5000 ° C

Appareil pour le traitement de gaz peuvent comprendre des capteurs de température dans le dispositif d'oxydation cyclonique, la température à l'intérieur de l'unité d'oxydation du cyclone est maintenue au-dessus de 1300 ° C

Installation de cyclone d'oxydation est de préférence horizontal et comporte une extrémité amont, une extrémité aval et une paroi latérale entre celles-ci.

La torche à plasma est de préférence situé à l'extrémité amont du dispositif d'oxydation cyclonique, ledit tube comprend un tube d'entrée de gaz d'échappement qui pénètre dans la paroi latérale et tangentiellement à proximité de l'extrémité amont.

De préférence, le gaz de procédé est constitué essentiellement de dioxyde de carbone et l'oxygène ou le gaz de travail comprend du dioxyde de carbone et de l'oxygène.

Dans un autre mode de réalisation, la présente invention concerne un effluent du procédé de traitement de gaz d'un système de traitement des déchets, comprenant les étapes consistant à:

(A) recevant des gaz d'échappement à travers le tuyau de gaz d'échappement de l'oxydation de l'unité de cyclone,

(B) chauffer l'oxydant cyclonique par ionisation d'un gaz de travail à l'aide d'une torche à plasma à courant continu adjacent au tuyau pour les gaz d'échappement dans l'oxydation de l'installation de cyclone, dans lequel le gaz de travail comprend un mélange de dioxyde de carbone et de l'oxygène et empêche l'azote, rendant ainsi le gaz d'échappement produit gaz

(C) le retrait du produit gazeux de l'oxydeur cyclonique.

Procédé de traitement de gaz peut comprendre l'étape d'injection d'oxygène et de vapeur d'eau à l'oxydation de l'installation de cyclone.

Procédé de traitement de gaz peut comprendre les étapes consistant à analyser le contenu des gaz d'échappement et le calage de l'oxygène et l'injection de vapeur en fonction de la phase d'analyse.

Procédé de traitement de gaz peut comprendre l'étape consistant à mélanger l'oxygène et le dioxyde de carbone fed pour créer un gaz de travail dans un mélangeur dynamique.

Dans encore un autre mode de réalisation, la présente invention concerne un système de traitement des déchets pour le traitement des déchets dangereux, comprenant:

(A) une étape de traitement des effluents primaires, dans lequel l'étape de traitement des effluents primaires sont assurés par l'alimentation des déchets dangereux et le côté produit des gaz de combustion,

(B) une étape secondaire de traitement des déchets couplé à l'étage de traitement des effluents primaires, qui est prévu sur l'alimentation en gaz d'échappement, et une étape de traitement secondaire comprend:

(I) l'oxydation d'une unité à cyclone ayant un tuyau tangentiel pour recevoir les gaz d'échappement et une sortie,

(Ii) fonctionnant sur une torche à plasma à courant continu est positionné à côté du conduit pour le gaz d'échappement dans l'oxydation de l'installation de cyclone, dans lequel le brûleur est alimenté un gaz de travail, qui comprend un mélange de dioxyde de carbone et de l'oxygène et empêche l'azote, dans lequel la torche à plasma chauffe le comburant cyclonique, et le gaz d'échappement se transforme en un gaz déchargé qui est déchargé à travers la sortie.

Système de traitement des déchets comprend une étape de traitement primaire comprenant gazéificateur / générateur et un système de transport couplé au gazéificateur / fondoir à travers une porte étanche aux gaz, avec des déchets dangereux solides dans le gazéificateur / générateur alimenté par l'intermédiaire d'un système de convoyage.

Dans cette étape de traitement des déchets primaires comprend un gazéificateur / fondoir et une entrée reliée au gazéificateur / fondoir, et alimenté par l'entrée de liquides ou gazeux des déchets dangereux dans le gazéificateur / fondoir.

Système de traitement des déchets comprend une étape de traitement primaire comprenant gazéificateur / fondoir avec des électrodes de graphite.

Dans ce cas, les électrodes en graphite gazéificateur / fondoir comprend une paire d'électrodes espacées de graphite, chacune étant supportée par la pince d'électrode respective fixée à un porte-électrodes mobiles, les supports d'électrodes destinées à régler la distance relative entre ladite paire d'électrodes de graphite ou entre les électrodes et le matériau fondu à l'intérieur du générateur de gaz / fondoir électrode de graphite en ajustant la longueur de l'arc.

D'autres objets et avantages de la présente invention deviendront évidents pour l'homme du métier après examen de la description suivante de modes de réalisation particuliers, en référence aux dessins annexés.

A titre d'exemple, référence sera faite aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation de la présente invention, dans lequel

PROCÉDÉ ET SYSTÈME DE TRAITEMENT DES DÉCHETS DANGEREUX

La figure 1 représente un schéma d'un système de traitement des déchets conformément à la présente invention.

La figure 2 montre un schéma top vue synoptique du système de traitement des déchets; La figure 3 représente une vue en coupe transversale de l'unité de cyclone selon la présente invention, l'oxydation.

Pour faire référence aux mêmes éléments dans les différentes figures, les mêmes numéros de référence sont utilisés.

La figure 1 représente un schéma du système de traitement des déchets 100 selon la présente invention, et la figure 2 montre un schéma de haut point de vue synoptique du système de traitement des déchets 100. Le système 100 comprend une unité de gazéification de plasma / DC fondoir 4 électrodes en graphite cyclone 3 et oxydation à l'aide d'une torche à plasma. Les déchets sont introduits dans le gazéificateur / fondoir 4, dans lequel la matière incombustible est fondue et la décomposition des substances organiques. Le gazéificateur / fondoir 4 est le gaz d'échappement qui est dirigé dans l'unité de cyclone oxydation 3. Ensuite, dans l'installation des gaz d'échappement d'oxydation cyclone 3 est traité conformément à la présente invention. Gazéificateur / 4 fondoir peut être appelée une came et de gazéification / vitrification.

Avant l'alimentation des déchets dangereux dans le gazéificateur de plasma / fondoir 4 électrodes de graphite DC pour détruire le gazéificateur / fondoir 4 est chauffé à une température supérieure à 1500 ° C, la fusion de la ferraille d'acier dans le gazéificateur / fondoir 4. Le gazéificateur / fondoir 4 est le doublé, et les parois latérales et le sommet plasma gazéificateur / 4 fondoir à courant continu refroidi à l'eau pour augmenter la résistance du matériau réfractaire, en minimisant l'érosion mécanique et à la corrosion chimique en fusion. Le système réfractaire sert à maintenir la masse fondue et de réduire la perte de chaleur à travers le gazéificateur / fondoir 4. Le système réfractaire et chimiquement compatible avec le laitier formé et le gaz soutiré.

Comme on le voit sur la figure 2, deux électrodes de graphite traversent la partie supérieure du gazéificateur / fondoir 4. Les pinces 16 et 17 support des électrodes en graphite et les électrodes reliées à une source d'alimentation de courant continu 2. Clip 16 est reliée à l'électrode de cathode, et une électrode de serrage 17 est reliée à l'anode de la source d'alimentation 2. Colliers de serrage 16 et 17 sont reliés aux porte-électrode 15 et des électrodes font partie d'un système de commande d'électrode en réponse automatique qui déplace le porte-électrode 15. Le système réactif de commande automatique de déplacement de l'électrode assure l'électrode 15 de manière à permettre la sélection de la position de deux électrodes en graphite par rapport à l'autre et par rapport au matériau en fusion du foyer dans le gazéificateur / fondoir 4. Réglage de la position relative des électrodes de graphite influe sur la longueur de l'arc. Les électrodes utilisées pour réguler une étanchéité d'électrode sur le couvercle, ce qui empêche les fuites d'air et le côté d'entrée du gaz de plasma à partir du gazéificateur / DC 4 fondoir.

Inspection ouverture 25 dans le gazéificateur / fondoir 4 fournit une introduction uniforme de la ferraille d'acier. L'électrode d'anode 17 est supportée par serrage l'électrode est en retrait dans la ferraille d'acier, et une électrode de cathode supportée par une électrode de serrage 16 est positionné au-dessus de la ferraille d'acier solide. Ensuite, l'électrode de cathode est lentement abaissée jusqu'à ce que entre l'électrode de cathode et la ferraille d'acier ne sera pas installer un arc électrique. ferraille d'acier commence à fondre pour former un bain fondu à une température supérieure à 1500 ° C Lors de la ferraille d'acier est complètement fondu dans le creuset, l'électrode de cathode est portée à former une grande longueur d'arc et l'électrode d'anode est immergé dans le bain en fusion.

Le système 100 comprend un mécanisme d'alimentation pour introduire des déchets solides dangereux dans le gazéificateur / fondoir 4. Dans un autre mode de réalisation, au lieu de l'alimentation directe des déchets dangereux solides dans le gazéificateur / fondoir 4 peut être réalisé sous-produits toxiques issus de procédés chimiques ou les procédés de combustion de base. Les principaux procédés de procédés chimiques ou incinération produisent sous-produits toxiques, sont oxydés à laitier stable non toxique dans le gazéificateur / fondoir 4.

Dans le présent mode de réalisation, le mécanisme d'alimentation comprend un convoyeur 20 et un qui est relié au gazéificateur / fondoir 4. La porte étanche aux gaz 21 chambre 22 étanche à gaz sépare le convoyeur 20 et la chambre 22 étanche aux gaz et étanche aux gaz porte étanche au gaz 24 sépare la chambre 22 et le gazéificateur / fondoir 4 refroidi à l'eau.

Les déchets peuvent être alimenté par un convoyeur 20 dans une chambre étanche au gaz 22 à travers la porte étanche au gaz 21. Après un lot de déchets a été introduit dans une chambre étanche au gaz 22, l'obturateur 21 est fermé étanche au gaz. Ensuite, la chambre étanche aux gaz 22 est mis sous vide pour éliminer la chambre étanche à l'air 22 en ouvrant une vanne de commande de vide 14. Ensuite, la vanne de commande de vide 14 se ferme et ouvre la vanne 13 pour réguler le gaz carbonique pour remplir la chambre étanche aux gaz 22 avec du dioxyde de carbone pour empêcher le gaz de produit de sortie plasma gazéificateur / fondoir 4 DC, lorsque réfrigérés étanches porte 24 départs d'eau pour ouvrir. chambre étanche au gaz 22 comprend une température élevée hydrolift hydraulique résistant 23 pour faire avancer dans la chambre étanche aux gaz déchets 22. Lorsque la porte étanche aux gaz 24 est complètement ouvert, le piston 23 pousse les déchets dans le gazéificateur de plasma / fondoir 4 à travers un côté DC dans la paroi de la goulotte ou le couvercle. Une fois que les déchets sont poussés dans le gazéificateur / fondoir 4, le piston 23 est donnée à la position initiale dans la chambre étanche au gaz 22. Ensuite, une soupape de porte 24 étanche aux gaz est fermée, la vanne 13 est fermée refroidi à l'eau et le vide 14 est ouvert pour éliminer le dioxyde de carbone dans une chambre étanche au gaz 22 jusqu'à ce que jusqu'à ce que le gaz porte étanche 21 commence à ouvrir pour recevoir des déchets de suivre le convoyeur 20 pour terminer un cycle d'alimentation des déchets solides.

Pour les liquides et gazeux, les déchets et les déchets dangereux sont injectés dosée à travers une buse résistant à haute température dans la paroi latérale rétractable sur le bain en fusion dans le gazéificateur de plasma / fondoir 4 CC. Comme le gaz porteur et purger la ligne de fluide de nettoyage / puissance de gaz utilisant de la vapeur.

A l'intérieur du gazéificateur / fondoir 4 déchets sont exposés à très chaud et l'arc électrique de l'atmosphère résultant entre l'électrode de cathode 16 et le fer en fusion. Les substances organiques sont décomposés dans les déchets à sa forme atomique. En raison des conditions de températures très élevées peut complètement empêcher la formation de dioxines / furanes. matériaux incombustibles tels que le verre et les métaux, sont fondus et mélangés avec le fer en fusion pour produire des scories liquides et de métal dans le foyer. Le laitier et le métal de temps en temps retiré du gazéificateur de plasma / fondoir 4 DC en ouvrant le trou taraudé 19 avec une perceuse. Les parois latérales et le couvercle par un thermocouple inséré pour surveiller la température du four à cuve et le matériau réfractaire. Si la température de la matière réfractaire du four et l'arbre commence à diminuer, la puissance augmente sur les électrodes en augmentant le courant ou la tension sur l'électrode de cathode. La pression atmosphérique à l'intérieur du courant constant gazéificateur de plasma / fondoir 4 est maintenue pour éviter la libération de sous-produit du gaz à la pollution de l'air ambiant système de contrôle du ventilateur atmosphère d'échappement 8.

Le gaz formé dans le gazéificateur / fondoir 4 est traitée dans l'installation d'oxydation cyclone 3. L'oxydation système cyclone 3 est couplé au gazéificateur / fondoir 4 pour recevoir le gaz produit formé dans le gazéificateur / fondoir 4. Le gaz latéral formé dans le gazéificateur de plasma / fondoir 4 CC, dans une forme de réalisation, peut comprendre du monoxyde de carbone, l'hydrogène, des hydrocarbures légers, suie et de petites quantités de dioxyde de carbone. Suie / fumée en raison de la très petite taille des particules est toujours un problème sérieux du travail dans les futurs systèmes de récupération d'énergie et de contrôle de la pollution de l'air. En outre, le noir de carbone / suie peut agir comme un centre de nucléation pour re-formation de composés organiques toxiques. Ce dégagement gazeux entre dans l'unité de cyclone 3, l'oxydation tangentiellement à très haute vitesse, créant ainsi un tourbillon dans les conditions d'installation du cyclone 3 oxydation. Dans un mode de réalisation, le système de cyclone d'oxydation 3 est presque horizontale, avec une légère pente vers le bas depuis l'extrémité amont vers l'extrémité aval de l'installation.

La figure 3 représente en coupe un système de cyclone d'oxydation 3 selon la présente invention. Pour les composés du gazéificateur de plasma / fondoir 4 et le système d'oxydation DC cyclonique 3 utilise le tube vertical droite 26 est bordée de gaz d'échappement. Le tuyau 26 du gaz d'échappement de gaz de sous-produit est introduit tangentiellement dans la partie inférieure de l'unité de cyclone 3, l'oxydation, à son extrémité amont. tube vertical droit pour gaz d'échappement 26 minimise la chute de pression entre le gazéificateur de plasma / fondoir 4 et l'oxydation DC cyclonique réglage 3, pour améliorer le flux des gaz d'échappement dans l'unité de cyclone 3 d'oxydation. L'efficacité augmente l'oxydation par le gaz produit de mélange interne intense et injecté atomiser l'oxygène et la vapeur d'eau causée par la force d'action dans le tourbillon de l'oxydation unité de cyclone 3.

Dans un autre mode de réalisation, l'installation de cyclone est traitée trois effluents gazeux d'oxydation formés dans le procédé de réaction chimique ou d'incinération principale, dans ce cas, le gaz d'échappement passe directement dans l'unité de cyclone 3 et le gazéificateur à oxydation / fondoir 4 peut ne pas être nécessaire.

Cyclone système d'oxydation 3 comprend une torche à plasma 18, à courant continu disposé à son extrémité amont. Torche à plasma 18 chauffe le comburant cyclone à une température supérieure à 1300 ° C La torche à plasma 18 est alimenté par la source directe de courant continu d'alimentation 1. Dans un mode de réalisation, la source d'alimentation 1 à la torche à plasma DC 18 est séparée de la source d'alimentation 2 à DC gazéificateur / fondoir 4, pour l'oxydation de l'unité de cyclone 3, si la puissance 2 gazéificateur / fondoir échoue. Cyclone système d'oxydation 3 est bordée de matériau réfractaire 32, et le long de l'intérieur du matériau réfractaire 32 thermocouples installés 27, 28 et 29 pour contrôler la température de la face chaude. Si, au cours du traitement, la température tombe en dessous de 1350 ° C, augmenter la puissance de la torche à plasma 18 ou l'entrée d'oxygène. Le fonctionnement de la torche à plasma 18 peut être commandé par un contrôleur de processus 6 (figure 2) à travers une boucle de rétroaction. Un contrôleur de processus 6 peut comprendre un micro-contrôleur programmé de façon appropriée pour exécuter un ensemble d'instructions ou de fonctions pour mettre en oeuvre les étapes de contrôle et pour fournir le signal de commande conformément à la présente invention.

Dans la torche à plasma 18, un mélange de dioxyde de carbone et de l'oxygène comme gaz de travail du plasma. Les gaz sont d'abord mélangés dans un mélangeur dynamique qui régule 5 activement la composition du gaz et la régulation du débit du mélange gazeux en fonction des conditions et des exigences de fonctionnement souhaitées pour le gaz de plasma. Dans une forme de réalisation, la teneur en oxygène dans le mélange gazeux est comprise entre 15% et 25% en volume, de préférence 21%. 5 le mélangeur dynamique comprend un capteur d'oxygène pour surveiller la teneur en oxygène du mélange gazeux. L'utilisation du dioxyde de carbone et de l'oxygène comme gaz de travail du plasma empêche la formation d'oxydes d'azote et gidrotsianida. Le mélangeur dynamique 5 peut recevoir des signaux de commande du régulateur de processus 6.

Lorsque le mélange gazeux est ionisé dans la zone d'arc au plasma, où la température est supérieure à 5000 ° C, le dioxyde de carbone se dissocie en monoxyde de carbone et de l'oxygène atomique qui est très réactif. La combinaison de l'oxygène atomique réactif et amélioré l'environnement turbulent dans l'installation d'oxydation cyclone 3, vous pouvez convertir efficacement et en détruisant la suie / fumée et les substances toxiques volatiles dans le gaz produit. Les particules présentes dans les gaz produits sont fondues pour former une couche fondue sur la paroi latérale retenue par la force centrifuge créée par l'action cyclonique dans l'installation de cyclone 3 l'oxydation. Le matériau fondu coule vers le fond est muni d'un tuyau d'évacuation 33 raccordé à un réservoir 34 destiné à recevoir la matière fondue. Ensuite, la matière fondue solidifiée dans le récipient 34 sont enlevés et renvoyée au gazéificateur de plasma / fondoir 4 VDC pour la vitrification du laitier.

L'oxygène et la vapeur d'eau sont dosés et injectés dans l'oxydation de l'unité de cyclone 3 comme agent oxydant par l'intermédiaire des vannes de régulation 10 et 11. Les gaz vaporisé buses résistant à la chaleur 30 et 31. Le dispositif de commande de processus 6 comprend un capteur en ligne au contrôle des gaz d'échappement pour analyser la composition du gaz de produit du monoxyde de carbone, un atome d'hydrogène, les hydrocarbures et le dioxyde de carbone. Après avoir analysé les données, le régulateur de processus 6 envoie rapidement un signal de commande de processus pour les vannes de régulation 10 et 11 pour commander l'entrée de l'oxygène et de la vapeur. Dans le cas des déchets d'un système de cyclone à faible pouvoir calorifique 3 l'oxydation transforme totalement le gaz sous-produit dans de l'eau et du dioxyde de carbone pour produire une atmosphère de gaz d'évacuation propre en augmentant l'apport en oxygène et / ou la vapeur d'eau aussi longtemps que la concentration totale des hydrocarbures légers et du monoxyde de carbone est inférieure à de 20 ppm Dans le cas des déchets avec une extrémité haute valeur calorifique du côté gaz peut être un gaz synthétique combustible de haute qualité pour la production d'électricité. Si la concentration en dioxyde de carbone est supérieure à 3%, l'injection de vapeur et / ou de l'oxygène est réduite. Lorsque la concentration en dioxyde de carbone est inférieure à 1%, l'injection d'oxygène et de vapeur d'eau est augmentée.

Comme on le voit sur la figure 1, la chaleur sensible dans le gaz formé par l'oxydation de l'installation de cyclone 3, l'échangeur de chaleur 7 est éliminé pour obtenir de l'eau chaude ou de la vapeur d'eau pour améliorer l'efficacité globale du processus. Le système de distribution de vapeur retourne au gaz / liquide des déchets en tant que gaz porteur, et l'unité de cyclone 3 comme l'oxydation de l'agent oxydant. Le gaz refroidi est traité système de contrôle 8 pollution de l'air avant que le gaz cible final est recueilli sous forme d'un gaz de synthèse combustible qui contient principalement de l'hydrogène et du monoxyde de carbone ou le gaz produit final est comprimé dans un compresseur 9 pour produire un dioxyde de carbone liquéfié.

La présente invention peut être réalisée sous d'autres formes spécifiques sans sortir de son esprit ou de principes essentiels. Certains changements et modifications de l'invention seront évidents pour l'homme du métier. Par conséquent, les modes de réalisation décrits ci-dessus doivent être considérés comme illustratifs et non restrictifs, la portée de l'invention définie par les revendications annexées plutôt que par la description qui précède et, par conséquent, il est entendu qu'elle couvre toutes les modifications entrant dans l'esprit et le degré de points d'équivalence.

REVENDICATIONS

1. Dispositif pour le traitement d'un effluent gazeux provenant d'un système de traitement des déchets, comprenant:

(A) l'oxydation d'une unité à cyclone ayant un conduit pour les gaz d'échappement et une sortie, et

(B) fonctionnant sur une torche à plasma à courant continu est positionné à côté du conduit pour le gaz d'échappement dans l'oxydation de l'installation de cyclone, dans lequel le brûleur est alimenté un gaz de travail, qui comprend un mélange de dioxyde de carbone et de l'oxygène et empêche l'azote, dans lequel la torche à plasma chauffe le comburant cyclonique, et le gaz d'échappement se transforme en un gaz déchargé qui est déchargé à travers la sortie.

2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le mélange de dioxyde de carbone et d'oxygène contenant en volume entre 15 et 25% d'oxygène.

3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre un injecteur d'oxygène en communication avec l'oxydation de l'installation de cyclone pour injecter de l'oxygène atomisé et un injecteur de vapeur en communication avec l'oxydation de l'installation de cyclone pour injecter de la vapeur atomisée.

4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel la buse d'oxygène et la buse de vapeur sont buse réfractaire en communication de fluide avec l'oxydation de l'installation de cyclone.

5. Appareil selon la revendication 3, comprenant en outre un capteur relié à une sortie pour analyser la composition des gaz d'échappement et un contrôleur de processus couplé au capteur pour recevoir des données en provenance du capteur, et relié aux buses d'injection pour réguler l'oxygène et de la vapeur d'eau.

6. Appareil selon la revendication 5, comprenant en outre un mélangeur dynamique connecté à une torche à plasma et à fournir le gaz de travail, et est alimenté au gaz mélangeur d'oxygène et de dioxyde de carbone, qui sont mélangés dans un mélangeur en réponse aux signaux de commande provenant du contrôleur de processus.

7. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ladite torche à plasma comprend une zone de plasma fonctionnant à une température supérieure à 5000 ° C

8. Appareil selon la revendication 1, comprenant en outre un capteur de température à l'intérieur de l'oxydant cyclonique, la température à l'intérieur de l'unité d'oxydation du cyclone est maintenue au-dessus de 1300 ° C

9. Appareil selon la revendication 1, dans lequel l'installation de cyclone d'oxydation est horizontal et comporte une extrémité amont, une extrémité aval et une paroi latérale entre celles-ci.

10. Appareil selon la revendication 9, dans lequel la torche à plasma est placée à l'extrémité amont dudit tube comprend un tube d'entrée de gaz d'échappement qui pénètre dans la paroi latérale et tangentiellement à proximité de l'extrémité amont.

11. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le gaz de procédé est constitué essentiellement de dioxyde de carbone et de l'oxygène.

12. Appareil selon la revendication 11, dans lequel le gaz de travail comprend du dioxyde de carbone et de l'oxygène.

13. Procédé de traitement d'effluents gazeux provenant d'un système de traitement de déchets, comprenant les étapes consistant à:

(A) recevant des gaz d'échappement à travers le tuyau de gaz d'échappement de l'oxydation de l'unité de cyclone,

(B) chauffer l'oxydant cyclonique par ionisation d'un gaz de travail à l'aide d'une torche à plasma à courant continu adjacent au tuyau pour les gaz d'échappement dans l'oxydation de l'installation de cyclone, dans lequel le gaz de travail comprend un mélange de dioxyde de carbone et de l'oxygène et empêche l'azote, rendant ainsi le gaz d'échappement produit gaz et

(C) le retrait du produit gazeux de l'oxydeur cyclonique.

14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel le mélange de dioxyde de carbone et d'oxygène contient de 15 à 25% en volume d'oxygène.

15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, comprenant en outre l'étape d'injection d'oxygène et de vapeur d'eau à l'oxydation de l'installation de cyclone.

16. Procédé selon la revendication 15, comprenant en outre les étapes consistant à analyser le contenu des gaz d'échappement et le calage de l'oxygène et l'injection de vapeur en fonction de la phase d'analyse.

17. Procédé selon la revendication 16, comprenant en outre l'étape consistant à mélanger l'oxygène et le dioxyde de carbone fed pour créer un gaz de travail dans un mélangeur dynamique.

18. Procédé selon la revendication 13, dans lequel l'étape d'ionisation est effectuée dans une zone de plasma à une température de fonctionnement supérieure à 5000 ° C

19. Procédé selon la revendication 13, comprenant en outre l'étape consistant à mesurer la température à l'intérieur de l'oxydant cyclonique, la température étant maintenue au-dessus de 1300 ° C

20. Procédé selon la revendication 13, dans lequel le gaz de procédé est constitué essentiellement de dioxyde de carbone et de l'oxygène.

21. Procédé selon la revendication 20, dans lequel le gaz de travail comprend du dioxyde de carbone et de l'oxygène.

22. Le système de traitement des déchets pour le traitement des déchets dangereux, comprenant:

(a) стадию первичной обработки отходов, причем на стадии первичной обработки отходов обеспечивается подача опасных отходов и производится побочный отходящий газ,

(b) стадию вторичной обработки отходов, соединенную со стадией первичной обработки отходов, на которой обеспечивается подача отходящего газа, причем стадия вторичной обработки отходов включает:

(i) циклонную установку окисления, имеющую трубу для тангенциального приема отходящего газа и выходной патрубок, и

(ii) работающую на постоянном токе плазменную горелку, расположенную рядом с трубой для отходящего газа в циклонной установке окисления, причем в горелку подается рабочий газ, который включает смесь углекислого газа и кислорода и исключает азот, при этом плазменная горелка обеспечивает нагрев циклонной установки окисления, а отходящий газ превращается в отводимый газ, который выводится через выходной патрубок.

23. Система обработки по п.22, в которой смесь углекислого газа и кислорода содержит от 15 до 25% кислорода по объему.

24. Система обработки отходов по п.22 или 23, в которой стадия первичной обработки включает газогенератор/расплавитель и конвейерную систему, соединенную с газогенератором/расплавителем через газонепроницаемую дверку, причем через конвейерную систему подаются твердые опасные отходы в газогенератор/расплавитель.

25. Система обработки отходов по п.22 или 23, в которой стадия первичной обработки отходов включает газогенератор/расплавитель и входной патрубок, соединенный с газогенератором/расплавителем, причем через входной патрубок подаются жидкие или газообразные опасные отходы в газогенератор/расплавитель.

26. Система обработки отходов по п.22 или 23, в которой стадия первичной обработки включает плазменно-дуговой газогенератор/расплавитель с графитовыми электродами.

27. Система обработки отходов по п.26, в которой газогенератор/расплавитель с графитовыми электродами включает пару расположенных на расстоянии графитовых электродов, причем каждый из них поддерживается соответствующим зажимом электрода, прикрепленным к подвижному электрододержателю, при этом электрододержатели предназначены для регулирования относительного расстояния между парой графитовых электродов или между электродами и расплавленным материалом внутри газогенератора/расплавителя с графитовыми электродами, регулируя длину дуги.

28. Система обработки отходов по п.21, в которой рабочий газ состоит, по существу, из углекислого газа и кислорода.

29. Система обработки отходов по п.28, в которой рабочий газ включает углекислый газ и кислород.

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Date de publication 19.02.2007gg