CN111925840A - 一种等离子气化熔融炉的合成气净化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种等离子气化熔融炉的合成气净化方法，将合成气通过余热锅炉或空气预热器进行换热，然后经过急冷塔降温，再经过多级（1‑3级）碱液喷淋，可将合成气净化，达到城市煤气的标准，合成气可作为二次能源进行利用，包括用于燃气锅炉、燃气发电、其他燃气供热设备等。通过本方法，解决了合成气必须二次燃烧的问题，净化后的合成气可再次利用，避免了能源浪费；烟气量不会增加，有利于降低合成气净化成本；只有极微量氮氧化物产生，缩短净化工艺过程，不仅降低建设成本，还大大降低了运营成本。

Description

一种等离子气化熔融炉的合成气净化方法
技术领域
本发明涉及等离子气化熔融炉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净化方法。
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。
传统方案为合成气进入二燃室进行二次燃烧，然后进入烟气处置系统：现有方法一：余热锅炉内SNCR 脱硝+急冷塔+干式反应器+袋式除尘+二级碱液喷淋塔+烟气脱白”组合工艺净化后达标排放。现有方法二：余热锅炉+急冷塔+干式反应器+袋式除尘+二级碱液喷淋塔+SCR+烟气脱白”组合工艺净化后达标排放。
含有机物危险废物经过等离子气化熔融炉处理产生的合成气一是合成气是还原性气体，无二噁英产生，无需进行二次燃烧；二是合成气具有很高的热值，相当于城市煤气的标准，直接燃烧容易造成能源浪费；三是经过二次燃烧后烟气量大大增加，且氮氧化物含量明显增加导致增大脱硝压力，对后端尾气处理增加运行成本，且经过等离子气化熔融炉处理后产生的合成气的主要成分为CO\H2\CH4\HCl\HF\H2S\烟尘，杂质为\HCl\HF\H2S\烟尘，将杂质脱除后合成气可作为二次能源使用。
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净化方法，无需二次燃烧，可以降低烟气量，工艺流程简单，建设成本和运行成本低。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种等离子气化熔融炉的合成气净化方法，包括以下步骤:
1）经过等离子气化熔融炉处理后产生的合成气的初始温度约为850-1100℃，首先经过膜式壁余热锅炉进行换热，将合成气的温度降至450-550℃，同时收集大部分的烟尘；
2）从余热锅炉出来的合成气引入急冷塔，采用去离子水进行喷雾急冷，将合成气的温度降至50-100℃，脱除90-99%的HCl\HF\烟尘以及少量的H2S；
3）从急冷塔出来的合成气经过三级碱液喷淋后，温度降至20-30℃，喷淋降温后的合成气中烟尘含量小于50ppm，H2S含量小于40ppm，HCl含量小于10ppm，HF含量小于10ppm，合成气质量达到城市煤气的标准。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2）中在急冷塔底部收集洗涤水，洗涤水经过压滤、中和、风冷冷却后循环喷雾。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2）中当洗涤水的盐度为8-15%时，将洗涤水排出后利用蒸发器蒸盐，回收蒸馏水后并补加新水。
本发明的有益效果是：
1）传统方案为经过二燃室燃烧后再进行尾气处理，燃烧需要补充空气造成尾气产生量增大，因为等离子气化熔融炉不产生二噁英，通过本方案就无需二次燃烧，可以降低烟气量，无需配置干式反应器+袋式除尘；
2）本方案无二次燃烧从而避免了氮氧化物的产生，与传统方案比较，无需配置脱硝装置（SNCR/SCR），只需急冷水洗和三级碱洗就可以完成净化，工艺流程简单，建设成本和运行成本低。
3）传统方案的二次燃烧直接造成了合成气本身热值的浪费，本方案通过净化后合成气可以作为二次能源。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图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。
图1出示了本发明一种等离子气化熔融炉的合成气净化方法的一种实施方式，经过等离子气化熔融炉处理后产生的合成气的主要成分为CO\H2\CH4\HCl\HF\H2S\烟尘，杂质为\HCl\HF\H2S\烟尘，将杂质脱除后合成气可作为二次能源使用。
包括以下步骤:
1）经过等离子气化熔融炉处理后产生的合成气的初始温度约为850-1100℃，首先经过膜式壁余热锅炉进行换热，将合成气的温度降至450-550℃，同时收集大部分的烟尘；
2）从余热锅炉出来的合成气引入急冷塔，采用去离子水进行喷雾急冷，将合成气的温度降至50-100℃，脱除90-99%的HCl\HF\烟尘以及少量的H2S；
3）从急冷塔出来的合成气经过三级碱液喷淋后，温度降至20-30℃，喷淋降温后的合成气中烟尘含量小于50ppm，H2S含量小于40ppm，HCl含量小于10ppm，HF含量小于10ppm，合成气质量达到城市煤气的标准。
所述步骤2）中在急冷塔底部收集洗涤水，洗涤水经过压滤、中和、风冷冷却后循环喷雾。
所述步骤2）中当洗涤水的盐度为8-15%时，将洗涤水排出后利用蒸发器蒸盐，回收蒸馏水后并补加新水。
实施例1:
（1）含有机物危险废物的热值为3589kcal/kg，其中S\Cl\F的含量为1.57%、2.39%、0.08%，水分32%，灰粉23.8%。
（2）等离子气化熔融炉每小时处理危险废物3.1吨，其粗合成气产生量为8520Nm3/h，出口压力为-50pa，温度为1021℃。
（3）合成气经过余热锅炉换热后，合成气温度降至508℃。
（4）508℃的粗合成气经急冷塔冷却，洗涤水流量为76m3/h，冷却后合成气温度降至79℃。
（5）79℃的合成气经过三级逆流碱洗，碱洗液浓度为5%，流量为390m3/h，温度降至27℃，此时合成气净化完成，净化后的合成气经过分析，烟尘含量为41ppm，H2S含量为36ppm，HCl含量为5ppm，HF含量为8ppm，热值为2387Kcal/Nm3。

Claims (3)

1.一种等离子气化熔融炉的合成气净化方法，其特征在于：包括以下步骤:
1）经过等离子气化熔融炉处理后产生的合成气的初始温度约为850-1100℃，首先经过膜式壁余热锅炉进行换热，将合成气的温度降至450-550℃，同时收集大部分的烟尘；
2）从余热锅炉出来的合成气引入急冷塔，采用去离子水进行喷雾急冷，将合成气的温度降至50-100℃，脱除90-99%的HCl\HF\烟尘以及少量的H2S；
3）从急冷塔出来的合成气经过三级碱液喷淋后，温度降至20-30℃，喷淋降温后的合成气中烟尘含量小于50ppm，H2S含量小于40ppm，HCl含量小于10ppm，HF含量小于10ppm，合成气质量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净化方法，其特征在于：所述步骤2）中在急冷塔底部收集洗涤水，洗涤水经过压滤、中和、风冷冷却后循环喷雾。
3.根据权利要求2所述的一种等离子气化熔融炉的合成气净化方法，其特征在于：所述步骤2）中当洗涤水的盐度为8-15%时，将洗涤水排出后利用蒸发器蒸盐，回收蒸馏水后并补加新水。
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