CN108865267A - 一种固、液、气体有害物气化净化与能源利用系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及固体、液体、气体(VOCs)有害物高温裂解实现气化和净化处理与能源利用系统及有害物气化和净化处理与能源利用方法，具体说是一种由有害物气化和净化处理反应装置、气化剂发生装置、固体加料与闭锁装置、液体喷射装置、气体注入装置等构成的多种物态有害物气化和净化处理与能源利用系统及有害物气化和净化处理与能源利用方法。所述系统及方法独特性包括，气化剂发生装置产生有害物气化和净化所需的乏氧高温气化剂和有害物气化和净化反应装置为有害物直接与乏氧高温气化剂有效作用发生气化和净化提供反应空间结构和条件；根据需要，实现各物态有害物高效气化和净化处理，输出燃气或热能，有效解决二噁暎和焦油等二次污染物排放问题。

Description

一种固、液、气体有害物气化净化与能源利用系统和方法

技术领域

本发明涉及固体、液体、气体有害物通过高温裂解实现高效气化和净化系统和方法，以及有害物清洁能源利用系统和方法，具体说是一种多种物态有害物气化和净化系统与能源利用系统，以及有害物气化和净化方法与能源利用方法。

背景技术

在钢铁冶金、化工生产、和制药等很多行业的生产过程中，有不同物态、成分、体量和热值的工业过程废弃物生产和排放。其不仅导致严重的大气污染和环境破坏，还造成能源和资源的浪费。工业固体、液体、气体和VOCs有害物的净化处理和清洁高效能源利用，长期以来一直是各相关行业难以有效解决的大气与环境污染和能源浪费问题。很多工业生产过程产生大量物态和成分各异的含碳氢化合物的有机废弃物，如钢铁行业的高炉煤气，和制药行业的固废、废液、和挥发性废气；其一般为对环境和大气有害的污染物，需采用不同的净化技术和设备进行净化处理。

由于工业有害物的物态和所含热值不同，需要采用不同的净化处理方法和相应的能源回收利用方法，实现工业过程废弃物的净化处理和能源回收利用。但有些有害物，由于其热值较低或量少，而只能实现净化处理，难以进行有效的能源利用。现有工业有害物特别是固体和气体有害物的净化处理，一般是采用直接焚烧、RTO蓄热式燃烧、和RCO催化燃烧等焚烧处理技术。然而，其存在氮氧化物(NOx)等其他二次污染物排放问题。特殊情况下，诸如丙酮这样成分的有害气体和VOCs，常规焚烧技术处理还会产生二噁暎这样的剧毒物质，造成严重的二次污染物排放问题。

现有工业有害物净化处理技术及特点

现有工业有害物净化处理技术一般是根据有害物的物态而形成固体、液体、气体三个方向的净化处理方法，和相应的有害物净化处理设备系统，通过对有害物成分的改变、破坏、捕获或吸附、浓缩等方式，实现对有害物的净化或清除。

1.固体有害物净化处理方法：

固体有害物的直接焚烧是目前广泛采用的一种有害物处理方法，其是热处理的一种形式。其焚烧温度一般在800～1300℃，具有减量化显著、产生热能可充分利用、占地少等优点。其缺点，是单位投资相对较大、运行费用较多、对焚烧后尾气处理技术要求高、对垃圾低位热值有一定要求、产生的烟气必须进行净化等。焚烧时会产生一些有害气体(如HCl、HF、NOx、SO2等)和二噁暎、以及有机物和炉渣，其排放依然对环境造成直接污染，因此并未对有害物实现有效的净化处理。

现有固体工业有害物气化技术的核心特征是其气化剂由氧化剂(空气、富氧、或纯氧)和水蒸汽构成，其中氧化剂与固体有害物在气化空间内发生燃烧反应，产生气化所需要的热能；通过控制氧化剂量使固体有害物处于燃烧-半燃烧状态，生产维持气化反应所需要的热能。其具有比固体有害物直接焚烧好的净化处理效果，但依然有相同或相似的问题，即产生有害气体和二噁暎，未能实现对有害物的有效净化处理。

2.液体有害物净化处理技术：

光催化技术：

光催化技术是利用紫外光，使与液体有害物接触的半导体经过紫外光照射，反应活性增强，当有还原剂或者氧化剂存在的情况下，使在半导体的表面对液体有害物渗滤液进行降解，达到对液体有害物净化处理的目的。

湿法氧化技术：

湿法氧化技术是在有一定的空气存在和环境是温度与压力都较高的情况下，对液体有害物渗滤液进行处理，实现有害成分的氧化，达到净化液体有害物的目的。

电解处理技术：

在垃圾渗滤液中插入阳极，其中的有机污染物会附着在其表面，水分子由于电流的存在而分离出氢氧根离子，污染物和氢氧根离子发生反应而将污染物除去。垃圾渗滤液中的物质发生电解，形成了氯酸根等的氧化剂，从而将污染物进行氧化。要想在电解过程中减少能量的消耗，可以加入一定的氯离子，或者将酸碱度降低。

膜分离处理技术：

膜分离处理技术是利用不同液体有害物对膜的通透性即过滤原理，将有害成分从液体中分离出来，实现液体有害物净化的目的。用这个方法之后会产生浓度非常高的污染液体，这些液体如何处理是一个难点，但是这种方法能够有效的去除液体有害物渗滤液中的COD等物质。其设备系统投入和运行成本成本较高。

液体有害物渗滤液产生的危害较大，不仅要在源头尽量控制，而且也要对其后处理加强重视。虽然，液体有害物处理工艺及方法较多，每种方法都有各自的优缺点，但是其不能达到对液体有害物最终的有效净化。

3.气体有害物净化处理技术：

气体有害物净化处理技术可以分为破坏性方法，其包括燃烧、生物氧化、热氧化、光催化氧化，低温等离子体及其集成的技术，主要是由化学或生化反应，用光，热，微生物和催化剂将VOCs转化成CO2和H2O等无毒无机小分子化合物。而非破坏性法，即回收法，主要是碳吸附、吸收、冷凝和膜分离技术，通过物理方法，控制温度，压力或用选择性渗透膜和选择性吸附剂等来富集和分离挥发性有机化合物。

以上综合对比和分析归纳出的现有固体、液体、气体工业有害物净化方法和技术，普遍存在净化处理效率低、产生二次污染有害气体和二噁暎、净化残余物需要进一步处理的有害物等等问题。另外，这些现有工业有害物净化处理技术或方法，只能适用于工业有害物三种物态中的一种。因此，现有工业有害物净化方法和技术及其净化装置和设备系统存在以下四个主要缺点：

1)固体工业有害物的净化处理方法和技术不仅能源效率低，而且存在严重的二次污染排放问题：采用焚烧净化方法，因有害物在燃烧过程中生产氮氧化物甚至二噁暎等有害气体，形成二次污染排放；而采用使固体有害物经燃烧-半燃烧状态的气化方法净化有害物，同样存在焚烧法二次污染排放问题；

2)液体工业有害物净化具有净化效率低、设备投入及运行成本高、净化处理不完全等问题；其有害成分需要进一步的净化处理，或可能形成二次污染；

3)气体工业有害物和VOC净化采用直接焚烧、RTO蓄热式燃烧、和RCO催化燃烧等焚烧处理技术，其存在产生氮氧化物(NOx)等有害污染气体，对于诸如丙酮这样成分的有害气体和VOCs还会产生二噁暎，造成严重的二次污染和排放问题。而采用如活性炭吸附等方法存在效率低和成本高问题，且吸附后还需要对材料做进一步的净化处理，或可能形成二次污染；

4)现有种类繁多和功能各异的各种工业有害物净化处理技术和设备系统均为特殊技术和设备系统，效率低和不具有通用性。而且，一般也不具备有效实现工业有害物中能源的回收和利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种净化效率和能源效率高、污染排放小、有效实现固体、液体、气体工业有害物净化的有害物气化系统及有害物气化和净化方法，有效解决现有工业有害物净化技术的效率、污染、和二次污染等问题；并在本发明中工业有害物气化和净化系统及有害物气化和净化方法的基础上，形成能源高效利用系统和能源利用方法，实现工业有害物的清洁高效气化和净化与高效能源利用。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种可分别有效将固体、液体、气体工业有害物中有害的有机成分进行高温裂解，将主要为碳氢结构的有害成分有效裂解为一氧化碳(CO)和氢气(H2)，实现有害物气化和净化与能源利用系统和有害物气化和净化与能源利用方法，其特征在于，气化剂为主要组分为二氧化碳、水(水蒸汽)、和氮气(取决于氧化剂中氮气比例)的乏氧高温气化剂；气化剂发生装置(2)与有害物气化反应装置(1)相连，为其提供乏氧高温气化剂；固体有害物加料与闭锁装置(3)与有害物气化和净化反应装置(1)相连，为其提供固体有害物；气体有害物注入装置(7)，将气体有害物注入有害物气化和净化反应装置(1)；液体有害物喷射装置(8)，将液体有害物喷入有害物气化和净化反应装置(1)；外部燃气供应(9)，提供和补充完成有害物净化所需要的能源；燃气处理装置(4)与有害物气化和净化反应装置(1)相连，对其产生的粗燃气进行处理；燃气处理装置(4)与气化剂发生装置(2)相连，为其提供洁净燃气；密闭出渣装置(5)与有害物气化和净化反应装置(1)相连，将灰渣排出；氧化剂输入设备(6)与气化剂发生装置(2)相连，为其提供空气、富氧气、或纯氧气。

在上述有害物气化和净化与能源利用系统的基础上，气化剂发生装置(2)通过燃气与氧化剂(空气、富氧、或纯氧)的氧化反应，产生温度可有效控制和主要组分为二氧化碳、水(水蒸汽)、和氮气(取决于氧化剂中氮气比例)的乏氧高温气化剂。

在上述有害物气化和净化与能源利用系统的基础上，通过调节和控制从气化剂发生装置(2)产生温度可根据气化和净化工艺要求有效控制的乏氧高温气化剂进入有害物气化和净化反应装置(1)与有害物直接接触，通过有害物高温裂解实现气化和净化，产生燃气和热能输出；整个系统工作在有害物气化和净化与能源利用状态。

在上述有害物气化和净化与能源利用系统的基础上，通过调节和控制从气化剂发生装置(2)产生的一部分温度可根据气化和净化和能源利用工艺要求有效控制的乏氧高温气化剂进入有害物气化和净化反应装置(1)，实现和维持有害物高温裂解与气化和净化并产生燃气输出，并将其余部分乏氧高温气化剂作为热能向系统外输出；整个系统工作在有害物气化和净化和能源利用状态，实现有害物的高效气化和净化和灵活能源利用；系统输出洁净燃气和热能。

在上述有害物气化和净化与能源利用系统的基础上，通过调节和控制从气化剂发生装置(2)将系统产生的全部燃气用于产生温度可根据气化和净化和能源利用工艺要求有效控制的乏氧高温气化剂，将一部分乏氧高温气化剂进入有害物气化和净化反应装置(1)实现和维持有害物气化和净化外，其余部分乏氧高温气化剂作为热能向系统外输出；整个系统工作在能源利用状态，实现有害物能源的清洁和高效利用；系统输出热能。

在上述有害物气化和净化与能源利用系统和技术方案的基础上，所述有害物气化和净化反应装置(1)，其使有害物与温度可根据气化和净化和能源利用工艺要求有效控制的乏氧高温气化剂进行有效和充分接触，实现有害物在乏氧高温气化剂作用下的高温裂解与高效有气化和净化反应。

在上述有害物气化和净化与能源利用系统和技术方案的基础上，所述有害物气化和净化反应装置(1)为包括由固体有害物、液体有害物、气体有害物所构成的有害物提供与温度可根据气化和净化和能源利用工艺要求有效控制的乏氧高温气化剂进行有效和充分接触的空间结构和反应条件与时间，实现并完成有害物高温裂解与高效气化和净化反应。

在上述有害物气化和净化与能源利用系统和技术方案的基础上，所述燃气处理装置(4)，将有害物气化和净化反应装置(1)生产的粗燃气进行净化处理和热量回收处理，输出洁净燃气。

在上述有害物气化和净化与能源利用系统和技术方案的基础上，所述气化剂发生装置(2)，其为利用有害物气化和净化系统生产的洁净燃气或外部燃气供应(9)产生温度可有效控制的高温乏氧烟气作为乏氧高温气化剂的燃烧器。

在上述有害物气化和净化与能源利用系统和技术方案基础上，所述加料与闭锁装置(3)，有效实现包括有粉、块、或颗粒等形态的有害物构成的固体有害物在与空气隔绝条件下加入有害物气化和净化反应装置(1)。

在上述有害物气化和净化与能源利用系统和技术方案的基础上，所述密闭出渣装置(6)，有效实现有害物气化和净化后产生的灰渣在与空气隔绝的条件下排出有害物气化和净化反应装置(1)。

在上述有害物气化和净化与能源利用系统和技术方案的基础上，所述氧化剂输入设备(6)为气化剂发生装置(2)提供产生乏氧高温气化剂所需要的空气、富氧气、或纯氧气。

在上述有害物气化和净化与能源利用系统和技术方案基础上，所述气体有害物注入装置(7)，有效实现气体有害物在与空气隔绝条件下注入有害物气化和净化反应装置(1)。

在上述有害物气化和净化与能源利用系统和技术方案基础上，所述液体有害物喷射装置(8)，有效实现将液体有害物在与空气隔绝条件下喷射入有害物气化和净化反应装置(1)。

采用上述的有害物气化和净化与能源利用系统的有害物气化和净化与能源利用工艺方法，其特征在于，有害物气化和净化与能源利用过程如下：

步骤1，在系统利用外部燃气供应(9)完成启动工艺过程并进入平稳运行后，将气化剂发生装置(2)产生达到预计温度的乏氧高温气化剂加入有害物气化和净化反应装置(1)，并与通过加料与闭锁装置(3)、气体有害物注入装置(7)、或液体有害物喷射装置(8)而加入的相应和适量有害物进行直接接触和混合，使有害物和乏氧高温气化剂发生气化和净化反应，实现有害物气化和净化并产生粗燃气；

步骤2，系统开始产生的粗燃气经燃气处理装置(4)净化处理，产生作为气化剂发生装置(2)的输入洁净燃气。系统根据洁净燃气产量和运行状态要求，而相应调节外部燃气供应(9)，实现系统利用自产洁净燃气和维持系统稳定运行；

步骤3，在系统利用自产洁净燃气进入稳定运行后，可以根据系统的应用要求和设计而运行在三种不同的工作状态而实现三种不同的系统功能：

3.1.有害物气化和净化功能：

通过调节和控制从气化剂发生装置(2)产生温度可有效控制的乏氧高温气化剂进入有害物气化和净化反应装置(1)与有害物直接接触，实现有害物高温裂解与气化和净化，产生并输出洁净燃气；整个系统工作在有害物气化和净化状态，实现有害物的清洁和高效气化和净化；系统输出洁净燃气。

3.2.有害物气化和净化与能源利用功能：

通过调节和控制从气化剂发生装置(2)产生的一部分温度可有效控制的乏氧高温气化剂进入有害物气化和净化反应装置(1)，实现和维持有害物高温裂解与气化和净化并产生燃气输出，并将其余全部乏氧高温气化剂作为热能向系统外输出；整个系统工作在有害物气化和净化和能源利用状态，实现有害物的清洁和高效气化和净化和灵活能源利用；系统输出洁净燃气和热能。

3.3.能源利用功能：

通过调节和控制从气化剂发生装置(2)将系统产生的全部有害物气用于产生温度可有效控制的乏氧高温气化剂，将一部分乏氧高温气化剂进入有害物气化和净化反应装置(1)实现和维持有害物高温裂解与气化和净化外，其余部分乏氧高温气化剂作为热能向系统外输出；整个系统工作在能源利用状态，实现有害物能源的清洁和高效利用，直接输出清洁高温热能，或二次能源；系统输出热能。

步骤4，有害物气化和净化与能源利用系统在上述三种运行状态之一的运行状态下，进行实现相应功能所要求的有害物加料、气化和净化、出渣等系统运行工艺过程，和维持系统的连续与稳定运行。

本发明所述的有害物气化和净化与能源利用系统，利用高效清洁的气体燃料燃烧技术和燃烧器系统作为产生乏氧高温气化剂发生装置，利用气体燃料的高效清洁燃烧所产生温度可有效控制的高温乏氧烟气作为有害物的乏氧高温气化剂，提高了有害物高温裂解与气化和净化所需气体燃料的燃烧效率和有害物气化率，有效控制和优化有害物气化和净化条件和过程，并最大限度地降低氮氧化物、硫氧化物、有害物焦油等污染物的产生和排放，避免有毒物质二噁暎的产生。

本发明所述的有害物气化和净化与能源利用系统，简化和统一了现有不同物态和种类有害物各自复杂但专用的净化处理方法与设备系统，以高温裂解方法实现有害物高效净化处理和能源高效利用。特别重要的是，本发明的系统和方法可以实现液体有害物的高效净化和高效能源利用，解决液体有害物长期难以解决的问题。

附图说明

本发明有如下附图：

图1有害物气化和净化与能源利用系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明包括有害物气化和净化和能源利用系统及有害物气化和净化与能源利用工艺方法两个部分。

本发明所述的有害物气化和净化和能源利用系统，其系统结构如图1所示(本发明所述的有害物气化和净化和能源利用系统图中未显示且不再详述已为该领域专有工程技术人员所熟悉的采用现有技术实施的其它相关辅助单元、结构、设备、工艺技术和流程。)，可以满足多种应用、功能、成本等需求，并有多种具体实施方式，其中包括：

实施方式：

有害物气化和净化反应装置(1)，所述有害物气化反应装置设有包括与现有固定床常压(或加压)有害物焚烧或气化炉基本相同或相似的炉体结构和功能，并以现有同的工作方式运行；但采用气化剂发生装置(2)产生的温度可根据气化工艺要求有效控制的高温乏氧尾气作为气化剂。在压力差的作用下，乏氧高温气化剂从气化剂发生装置(2)进入有害物气化和净化反应装置(1)，并与有害物直接和充分接触而产生气化反应，实现有害物的高温裂解与清洁高效气化和净化。

有害物气化反净化应装置(1)生产的粗燃气经燃气处理装置(4)进行净化处理和热量回收处理，生产可以燃烧利用或输出的洁净燃气。

气化剂发生装置(2)通过洁净燃气与氧化剂(空气、富氧、或纯氧)的氧化反应，产生温度可有效控制和主要组分为二氧化碳、水(水蒸汽)、和氮气(取决于氧化剂中氮气比例)的乏氧高温气化剂。

加料与闭锁装置(3)有效实现将适量的有害物在与外部空气隔绝的条件下以间歇或连续方式进入有害物气化和净化反应装置(1)，与气化剂发生装置(2)产生的相应乏氧高温气化剂直接接触并发生气化和净化反应。

气体有害物注入装置(7)，有效实现气体有害物在与空气隔绝条件下注入有害物气化和净化反应装置(1)。

液体有害物喷射装置(8)，有效实现将液体有害物在与空气隔绝条件下喷射入有害物气化和净化反应装置(1)。

有害物气化后产生的灰渣经密闭出渣装置(6)，在与空气隔绝的条件下有效排出有害物气化和净化反应装置(1)。

根据有害物气化与能源利用系统的具体应用和工艺要求，氧化剂输入设备(6)为气化剂发生装置(2)提供产生乏氧高温气化剂所需要的空气、富氧气、或纯氧气。

根据有害物气化与能源利用系统的具体应用和工艺要求，所述系统可以连续运行和实现有害物气化、有害物气化和净化和能源利用、及能源利用三种功能之一。

以上述有害物气化和净化和能源利用系统中采用现有技术设备装置和技术实施方法，有害物气化和净化和燃烧技术领域的专业工程技术人员可以有效实施，具体方法在此不再详述。

另外，以上述有害物气化和净化和能源利用系统与有害物气化和净化和能源利用方法中的乏氧高温气化剂发生装置和方法是涉及燃烧技术领域利用气体燃料产生高温乏氧烟气的现有技术和设备，该领域的专业工程技术人员可以有效实施，本发明不再详述。

本发明具有以下优点：

1)本发明利用高温裂解的方法有效实现对固体、液体、气体(VOC)不同物态有害物普遍适用的清洁高效气化和净化处理，和高效能源利用；

2)本发明采用主要组分为二氧化碳、水(水蒸汽)、和氮气(取决于氧化剂中氮气比例)的高温乏氧尾气作为气化剂，实现有害物高温裂解与清洁高效气化和净化，有效解决现有有害物焚烧方法所具有的二噁暎等问题；

3)由于本发明采用了利用气体燃料燃烧生产温度可以根据有害物气化应用和工艺需要进行有效控制的高温乏氧烟气作为有害物气化所需的乏氧高温气化剂，其显著提高有害物气化效率和能源效率，有效提高有害物气化温度和有效降低氮氧化物等污染物和焦油的产生和二次污染排放；

4)本发明通过有效控制乏氧高温气化剂的温度和剂量，实现对有害物气化和净化状态和过程的有效控制；彻底解决现有有害物气化和净化炉普遍存在的有害物气化和净化状态和过程的有效控制问题；

5)本发明通过有效控制乏氧高温气化剂的温度以及气化剂量和分布，在气化和净化反应装置内建立均匀的温度分布和有害物气化和净化反应空间，提高气化和净化效率，有效解决现有有害物焚烧净化炉存在的局部高温问题；

6)本发明具有清洁高效有害物气化和净化核心功能，其即可以作为有害物气化和净化系统，生产和输出清洁燃气；又可以根据需要，同时生产和输出清洁燃气和热能，或全部输出热能。这些实现灵活的高效能源利用的功能和形式，可以利用有害物气化和净化有效降低生产过程中的能源成本。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种高效固、液、气态有害物气化和净化处理与能源利用系统，其特征在于：

所述固、液、气态有害物分别或同时气化和净化与能源利用系统设有有害物气化和净化反应装置(1)、气化剂发生装置(2)、固体有害物加料与闭锁装置(3)、燃气处理装置(4)、密闭出渣装置(5)、氧化剂输入装置(6)、气体有害物注入装置(7)、液体有害物喷射装置(8)、外部燃气供应(9)。有害物气化和净化反应装置(1)用于接收和布置进入反应装置的有害物和来自气化剂发生装置(2)的乏氧高温气化剂，并提供有害物与乏氧高温气化剂发生气化反应和实现净化所需要的空间结构和条件。

高温裂解有害物实现气化和净化反应是通过从气化剂发生装置(2)产生温度可根据气化和净化工艺要求而有效控制的乏氧高温气化剂，其主要成分为二氧化碳(CO2)、水(H2O)、和氮气(N2，其含量由氧化剂中氮气含量决定。)；在压力差的作用下，乏氧高温气化剂进入有害物气化和净化反应装置(1)与有害物直接接触，使固、液、气态有害物裂解并发生气化和净化反应，产生并输出燃气。

高温裂解固、液、气态有害物实现气化和净化是在气化剂发生装置(2)产生温度可根据气化和净化工艺要求而有效控制的乏氧高温气化剂进入有害物气化和净化反应装置(1)用于实现有害物气化和净化，产生并输出燃气；整个系统工作在气化和净化状态，实现有害物的清洁高效气化和净化。

高温裂解固、液、气态有害物实现气化和净化与能源利用是通过气化剂发生装置(2)产生温度可根据气化和净化工艺要求而有效控制的乏氧高温气化剂除进入有害物气化和净化反应装置(1)用于实现有害物气化和净化，产生燃气并向系统外输出数量可控的乏氧高温气化剂作为热能输出；整个系统工作在有害物气化和净化及能源利用状态，实现有害物的清洁和高效气化和净化及灵活能源利用。

能源利用是通过气化剂发生装置(2)将系统的全部燃气用于产生温度可根据气化和净化工艺要求而有效控制的乏氧高温气化剂，除将部分乏氧高温气化剂输入有害物气化和净化反应装置(1)用于实现和持续有害物气化和净化外，其余全部乏氧高温气化剂作为系统的热能输出；整个系统工作在能源利用状态，实现有害物炭能源的清洁和高效利用。

2.如权利要求1所述的固、液、气态有害物气化和净化与能源利用系统，其特征在于：有害物气化和净化反应装置(1)，其提供有害物与由气化剂发生装置(2)产生的乏氧高温气化剂进行有效和充分接触的气化和净化反应空间结构和反应条件，实现有害物在乏氧高温气化剂作用下的有害物高温裂解和高效气化和净化反应。

3.如权利要求2所述的有害物气化和净化反应装置(1)，其特征在于：其为包括由固体、液体或气体状态有害物提供与由气化剂发生装置(2)产生的乏氧高温气化剂进行有效和充分接触的空间结构和反应条件与反应时间，通过高温裂解有害物实现高效气化和净化反应。

4.如权利要求2所述的有害物气化和净化反应装置(1)，其特征在于：其提供使由气化剂发生装置(2)产生的乏氧高温气化剂有效进入有害物气化和净化反应装置(1)内的空间结构，形成乏氧高温气化剂与有害物充分接触并发生气化和净化反应的气化和净化条件，使有害物高温裂解发生高效气化和净化反应。

5.如权利要求1所述的有害物气化和净化与能源利用系统，其特征在于：

燃气处理装置(4)，将有害物气化和净化反应和净化装置(1)生产的燃气进行净化处理和热量回收处理，输出洁净燃气或实现能源清洁高效利用。

气化剂发生装置(2)，其利用有害物气化和净化系统生产的洁净燃气和外部燃气供应(9)，产生温度可根据高温裂解有害物实现气化和净化工艺要求而有效控制的高温乏氧烟气作为乏氧高温气化剂的燃烧器。

固体有害物加料与闭锁装置(3)、气体有害物注入装置(7)、液体有害物喷射装置(8)，分别实现有害物在与空气隔绝的条件下进入有害物气化和净化反应装置(1)。

密闭出渣装置(5)，其有效实现有害物气化和净化后产生的灰渣在与空气隔绝的条件下排出有害物气化和净化反应装置(1)。

氧化剂输入设备(6)，其为气化剂发生装置(2)提供可根据有害物气化和净化要求而产生不同氮气含量的乏氧高温气化剂所需要的氧化剂：空气、富氧、或纯氧。

6.有害物气化和净化与能源利用系统，其特征在于，包括：权利要求1～5任意之一所述的有害物气化和净化系统，气化剂发生装置(2)与有害物气化和净化反应装置(1)相连，为其提供乏氧高温气化剂；固体有害物加料与闭锁装置(3)与有害物气化和净化反应装置(1)相连，向其输入固体有害物；燃气处理装置(4)与有害物气化和净化反应装置(1)相连，对其产生的燃气进行处理；有燃气处理装置(4)与气化剂发生装置(2)相连，为其提供洁净燃气；密闭出渣装置(5)与有害物气化和净化反应装置(1)相连，将灰渣排出；氧化剂输入装置(6)与气化剂发生装置(2)相连，为其提供氧化剂：空气、富氧气、或纯氧气；气体有害物注入装置(7)与有害物气化和净化反应装置(1)相连，向其输入气体有害物；液体有害物喷入装置(8)与有害物气化和净化反应装置(1)相连，向其输入液体有害物。

7.采用权利要求1～6任意之一所述有害物气化和净化与能源利用系统的有害物气化和净化与能源利用方法，其特征在于：固体有害物、液体有害物、或气体有害物，分别经固体有害物加料与闭锁装置(3)、气体有害物注入装置(7)、液体有害物喷射装置(8)以连续或间歇方式适量进入有害物气化和净化反应装置(1)，与气化剂发生装置(2)产生温度可有效控制的乏氧高温气化剂进行直接接触，使有害物在乏氧高温气化剂的作用下持续发生高温裂解与高效气化和净化反应，产生燃气。燃气经燃气处理装置(4)处理后，成为洁净可燃气体燃料作为有害物气化和净化系统的洁净燃气。

气化剂发生装置(2)可以利用来自燃气处理装置(4)的洁净燃气和外部燃气供应(9)燃料，在氧化剂输入设备(6)输入的氧化剂作用下，产生温度和气量可根据有害物气化和净化需要进行调整和控制的高温乏氧烟气作为乏氧高温气化剂。

气化剂发生装置(2)产生温度可有效控制的乏氧高温气化剂，其进入有害物气化和净化反应装置(1)并与其中的有害物直接接触和发生裂解与气化和净化反应。

在有害物气化和净化反应装置(1)中持续进行的有害物高温裂解与气化和净化反应所产生的灰渣，经密闭出渣装置(5)排出有害物气化和净化反应装置(1)。

8.采用权利要求1～7任意之一所述有害物气化和净化与能源利用系统的有害物气化和净化与能源利用方法，其特征在于：有害物气化和净化与能源利用系统可以根据固体有害物、液体有害物、或气体有害物气化和净化的工艺过程要求以及能源利用需要，调节和控制系统的运行模式，即通过控制进入气化剂发生装置(2)的洁净燃气量，控制生产温度可有效控制的乏氧高温气化剂量，从而决定有害物气化和净化与能源利用系统的洁净燃气产出量与高温热能输出量；实现有害物气化和净化与能源利用系统洁净燃气产出和高温热能输出的灵活和有效控制。