CN111925827A - 一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法 - Google Patents

一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111925827A
CN111925827A CN202010632404.8A CN202010632404A CN111925827A CN 111925827 A CN111925827 A CN 111925827A CN 202010632404 A CN202010632404 A CN 202010632404A CN 111925827 A CN111925827 A CN 111925827A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coke
heat value
melting furnace
gas
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010632404.8A
Other languages
English (en)
Inventor
郑李辉
魏东红
魏昌鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Meidong Environmental Technology Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Meidong Environmental Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Meidong Environmental Technology Co ltd filed Critical Jiangsu Meidong Environmental Technology Co ltd
Priority to CN202010632404.8A priority Critical patent/CN111925827A/zh
Publication of CN111925827A publication Critical patent/CN111925827A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20Apparatus; Plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/723Controlling or regulating the gasification process
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

本发明公开了一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法,包括以下步骤:1)在等离子气化熔融炉开炉之前,首先在炉底铺上一定厚度的石英砂或碎玻璃,建立熔浆层,2)在石英砂或碎玻璃上方均匀铺上一层焦炭层;3)以上完成之后开始升温加热,当炉膛内各区间达到预定温度后,将已配伍的含有机物危险废物逐步向炉膛进料;4)在焦炭层和物料层设置若干补空气口,空气氧气浓度为25%‑95%,总补空气量为1000‑8000Nm3/h;5)合成气从等离子炉排出后再依次经过余热回收、急冷塔、多级碱洗工艺处理后,得到合成气达到城市煤气的标准,解决了合成气中有效成分有效成分(一氧化碳、氢气、甲烷)含量低和热值低以及氮气含量高的问题,可以确保合成气的热值等指标符合人工煤气的国家标准。

Description

一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法
技术领域
本发明涉及合成气处理技术领域,特别涉及一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法。
背景技术
等离子体是气体与电弧接触而产生的一种高温、离子化和传导性的气体状态。由于电离气体的导电性,使电弧能量迅速转移并变成气体的热能,形成一种高温气体射流(温度达 4000-7000℃以上)和高强度热源。等离子体是物质存在的一种状态,与固态、液态和气态并列,俗称“第四态”,是由大量相互作用但仍处在非束缚状态下的带电离子组成的宏观体系。和物质的另外三态相比,等离子体可以存在的参数范围异常的宽广,由于等离子体中含有离子、电子、激发态原子、分子、自由基等极活泼的化学反应物种,使它的化学反应性质与固、液、气三态有本质的区别,特别突出的一点是等离子体化学反应的能量水平高。
鉴于等离子体的高度活性和能量密度,等离子气化熔融技术被认为是处置危险废物的最佳技术,危险废物中的有机物在等离子气化熔融炉中发生彻底裂解气化,原有的物质被打碎为原子物质,能破坏有害成分或使其丧失活力,从而将复杂的物质转化为简单的具有热值的合成气。
目前,等离子气化熔融炉产生的合成气一般都是二燃室+尾气处理系统的工艺进行处理,国内少数企事业也在正在研究合成气的应用问题,但合成气的成分和其热值主要受物料性质和工艺影响,其品质远未达到人工煤气(GBT13612-2006)的标准,本发明通过在等离子气化熔融炉中建立焦炭床层并鼓入富氧空气的方法来调整合成气成分,使得合成气达到人工煤气的国家标准。
现有等离子气化炉产生的合成气成分主要受危险废物的中有机物成分和工艺所影响,由于危险废物中有机物含量以及有机物种类具有不确定性和复杂性,合成气的成分波动很大、稳定性很差,其质量标准远未达到人工煤气的国家标准,主要表现为有效成分(一氧化碳、氢气、甲烷)含量低和热值低以及氮气含量高,导致增加了后续净化合成气的应用难度,对终端用气设备、工艺的适应性提出更高的要求,不利于合成气的市场化,背离了等离子气化熔融炉生产合成气再利用的最终目的。
发明内容
为了克服上述缺陷,本发明提供了一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法,解决了合成气中有效成分有效成分(一氧化碳、氢气、甲烷)含量低和热值低以及氮气含量高的问题,可以确保合成气的热值等指标符合人工煤气的国家标准。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术发明是:一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法,包括以下步骤:
1)在等离子气化熔融炉开炉之前,首先在炉底铺上一定厚度的石英砂或碎玻璃,建立熔浆层,
2)在石英砂或碎玻璃上方均匀铺上一层焦炭层;
3)以上完成之后开始升温加热,当炉膛内各区间达到预定温度后,将已配伍的含有机物危险废物逐步向炉膛进料,
4)在焦炭层和物料层设置若干补空气口,空气氧气浓度为25%-95%,总补空气量为1000-8000Nm3/h;
5)合成气从等离子炉排出后再依次经过余热回收、急冷塔、多级碱洗工艺处理后,得到合成气达到城市煤气的标准。
作为本发明的进一步改进,所述步骤1)的熔浆层厚度为0.5-1.5m;
作为本发明的进一步改进,所述焦炭层的厚度为0.2-1.2m,焦炭粒径为0.2-0.8cm,其质量标准为冶金焦或铸造焦国家标准。
作为本发明的进一步改进,所述步骤3)中物料中焦炭的质量比例为2-15%,焦炭粒径为0.2-0.8cm,物料层厚度为1-3m;
作为本发明的进一步改进,在焦炭层和物料层设置2-5个补空气口。
本发明的有益效果如下:
1)传统发明为合成气的成分和热值主要受物料组分影响,具有随机性和不可确定性,本发明采用建立焦炭层和富氧空气补风,此过程是不完全氧化燃烧过程而释放CO气体,可以调节合成气的组分整,不仅达到人工煤气的标准,还可以根据合成气的应用需求做相应调整;
2)本发明采用建立焦炭层和富氧空气补风,此过程是一个反应放热过程,可以释放大量热量,可以大大降低等离子炬的能耗和电极损耗;
3)本发明通过富氧空气补风,降低进入炉膛的氮气含量,从而降低合成气中氮气的含量,大大缓解合成气作为燃气燃烧后烟气氮氧化物含量过高的问题,减少了烟气脱硝压力,同时大大降低了烟气处理成本。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例对本发明作进一步详述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法,包括以下步骤:
1)在等离子气化熔融炉开炉之前,首先在炉底铺上一定厚度的石英砂或碎玻璃,建立熔浆层,
2)在石英砂或碎玻璃上方均匀铺上一层焦炭层;
3)以上完成之后开始升温加热,当炉膛内各区间达到预定温度后,将已配伍的含有机物危险废物逐步向炉膛进料,
4)在焦炭层和物料层设置若干补空气口,空气氧气浓度为25%-95%,总补空气量为1000-8000Nm3/h;
5)合成气从等离子炉排出后再依次经过余热回收、急冷塔、多级碱洗工艺处理后,得到合成气达到城市煤气的标准。
所述步骤1)的熔浆层厚度为0.5-1.5m;
所述焦炭层的厚度为0.2-1.2m,焦炭粒径为0.2-0.8cm,其质量标准为冶金焦或铸造焦国家标准。
所述步骤3)中物料中焦炭的质量比例为2-15%,焦炭粒径为0.2-0.8cm,物料层厚度为1-3m;
在焦炭层和物料层设置2-5个补空气口。
以年处理20000吨/ 年含有机物危险废物的等离子炉为例,含有机物危险废物的入炉平均组分为:
Figure RE-620388DEST_PATH_IMAGE001
实例1:
(1) 建立熔浆层为0.8m;
(2) 建立焦炭层1m,焦炭粒径为5cm,焦炭标准为冶金焦炭二级;
(3) 建立物料层厚度2米,物料中焦炭添加比例6%;
(4) 焦炭层中部以下0.2m处平面设置补空气口3个,其位置角度呈120°;
(5) 物料层中部以下0.2m处平面设置补风口3个,其位置角度呈120°;
(6) 物料层和焦炭层总补空气量为1400Nm3/h,其中焦炭层补空气量1000Nm3/h,物料层补空气量400Nm3/h,空气氧含量为75%。
(7) 等离子炉出口的合成气经过净化处理,符合人工煤气的热值标准,其成分如下:
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE003
实例2:
(1)建立熔浆层为0.8m;
(2)建立焦炭层1m,焦炭粒径为5cm,焦炭标准为冶金焦炭二级;
(3)建立物料层厚度2米,物料中焦炭添加比例6%;
(4)焦炭层中部以下0.2m处平面设置补空气口3个,其位置角度呈120°;
(5)物料层中部以下0.2m处平面设置补风口3个,其位置角度呈120°;
(6)物料层和焦炭层总补空气量为3200Nm3/h,其中焦炭层补空气量2200Nm3/h,物料层补空气量1000Nm3/h,空气氧含量为35%。
(7)等离子炉出口的合成气经过净化处理,符合人工煤气的热值标准,其成分如下:
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE005

Claims (5)

1.一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)在等离子气化熔融炉开炉之前,首先在炉底铺上石英砂或碎玻璃,建立熔浆层,
2)在石英砂或碎玻璃上方均匀铺上一层焦炭层;
3)以上完成之后开始升温加热,当炉膛内各区间达到预定温度后,将已配伍的含有机物危险废物逐步向炉膛进料;
4)在焦炭层和物料层设置若干补空气口,空气氧气浓度为25%-95%,总补空气量为1000-8000Nm3/h;
5)合成气从等离子炉排出后再依次经过余热回收、急冷塔、多级碱洗工艺处理后,得到合成气达到城市煤气的标准。
2.根据权利要求1所述的一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法,其特征在于:所述步骤1)的熔浆层厚度为0.5-1.5m。
3.根据权利要求1所述的一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法,其特征在于:所述焦炭层的厚度为0.2-1.2m,焦炭粒径为0.2-0.8cm,其质量标准为冶金焦或铸造焦国家标准。
4.根据权利要求1所述的一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法,其特征在于:所述步骤3)中物料中焦炭的质量比例为2-15%,焦炭粒径为0.2-0.8cm,物料层厚度为1-3m。
5.根据权利要求1所述的一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法,其特征在于:在焦炭层和物料层设置2-5个补空气口。
CN202010632404.8A 2020-07-03 2020-07-03 一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法 Pending CN111925827A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010632404.8A CN111925827A (zh) 2020-07-03 2020-07-03 一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010632404.8A CN111925827A (zh) 2020-07-03 2020-07-03 一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111925827A true CN111925827A (zh) 2020-11-13

Family

ID=73316936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010632404.8A Pending CN111925827A (zh) 2020-07-03 2020-07-03 一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111925827A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115245951A (zh) * 2021-08-09 2022-10-28 江苏美东环境科技有限公司 提高等离子体气化熔融炉处理危废物热效率的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101671578A (zh) * 2009-09-22 2010-03-17 武汉凯迪控股投资有限公司 可燃物料等离子体高温气化工艺及其设备
CN103314082A (zh) * 2010-11-10 2013-09-18 气体产品与化学公司 通过等离子体气化生产的合成气
CN106987275A (zh) * 2017-05-02 2017-07-28 山东博润工业技术股份有限公司 工业废弃物的高温等离子体气化熔融处理系统及方法
CN109539272A (zh) * 2018-12-26 2019-03-29 山东博润工业技术股份有限公司 含氯废物高温等离子体资源化回收工艺及系统
CN110038371A (zh) * 2019-05-20 2019-07-23 上海羿诚环保科技有限公司 等离子体气化熔融危险废弃物处置系统及工艺

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101671578A (zh) * 2009-09-22 2010-03-17 武汉凯迪控股投资有限公司 可燃物料等离子体高温气化工艺及其设备
CN103314082A (zh) * 2010-11-10 2013-09-18 气体产品与化学公司 通过等离子体气化生产的合成气
CN108277046A (zh) * 2010-11-10 2018-07-13 气体产品与化学公司 通过等离子体气化生产的合成气
CN106987275A (zh) * 2017-05-02 2017-07-28 山东博润工业技术股份有限公司 工业废弃物的高温等离子体气化熔融处理系统及方法
CN109539272A (zh) * 2018-12-26 2019-03-29 山东博润工业技术股份有限公司 含氯废物高温等离子体资源化回收工艺及系统
CN110038371A (zh) * 2019-05-20 2019-07-23 上海羿诚环保科技有限公司 等离子体气化熔融危险废弃物处置系统及工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱皑强等: "《循环流化床锅炉设备及系统》", 31 December 2004, 北京:中国电力出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115245951A (zh) * 2021-08-09 2022-10-28 江苏美东环境科技有限公司 提高等离子体气化熔融炉处理危废物热效率的方法
CN115245951B (zh) * 2021-08-09 2024-01-02 江苏美东环境科技有限公司 提高等离子体气化熔融炉处理危废物热效率的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2003229428B2 (en) Hazardous waste treatment method and apparatus
KR0147688B1 (ko) 유리 배취 재료를 가열 처리하는 방법 및 장치
WO2013097532A1 (zh) 一种微波等离子生物质气流床气化炉及工艺
WO2019114199A1 (zh) 废集成线路板热质协同绿色资源化方法
WO2022218043A1 (zh) 一种以烧结和球团工序为中心的固废处置工艺
CN112283715A (zh) 一种流化床气化熔融处置固废危废的方法及其设备
CN111925827A (zh) 一种等离子气化熔融炉的合成气成分与热值调整方法
CN110699142B (zh) 一种铁矿烧结生物质燃料及其制备方法和应用
CN113046575A (zh) 硫化镍精矿的熔炼方法
CN208857205U (zh) 防胀裂生物质裂解碳化炉
CN112850750A (zh) 一种工业废盐热解处理系统
CN218089652U (zh) 一种等离子体辅助氨直接还原冶炼装置
CN217464441U (zh) 一种危险废物焚烧熔融一体化处置系统
CN213901073U (zh) 一种流化床气化熔融处置固废危废的设备
CN114940914A (zh) 一种生物质热解协同赤泥还原的系统及工艺
CN114216124A (zh) 一种废旧电路板资源化处理系统及工艺
CN114769266A (zh) 一种制备高炉喷吹废塑料和煤粉混合燃料方法及其喷入的方法
CN113669732A (zh) 有机危险废物回转窑热解与等离子体炉熔融耦合处理系统及方法
CN206051562U (zh) 一种处理废旧电子产品的系统
CN113321182A (zh) 一种污泥耦合制氢的系统和方法
CN205740375U (zh) 电石的制备系统
CN206396269U (zh) 中低阶煤分质梯级利用的系统
CN206051568U (zh) 一种处理废旧的电子产品的系统
CN112175673A (zh) 一种高热值含碳固体废弃物的处理装置及其处理方法
CN216693555U (zh) 一种废旧电路板气化炉

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201113

RJ01 Rejection of invention patent application after publication