PL441239A1

PL441239A1 - Plasma gasification waste disposal

Info

Publication number: PL441239A1
Application number: PL441239A
Authority: PL
Inventors: Adam Zadorożny; Łukasz Kurowski; Tomasz TOMCZYK; Jaroslav Silvestri; Wilhelm Jan Tic; Izabela Odroń; Joanna Bubała; Alina Krokoszyńska; Dominika Welcer; Marek Korek; Grażyna Hanus; Halina Pawlak-Kruczek; Michał Czerep; Michał Ostrycharczyk; Maciej Budner; Krzysztof Janik
Original assignee: Wtt Spółka Akcyjna; Eko Tree S.R.O
Priority date: 2022-05-20
Filing date: 2022-05-20
Publication date: 2023-11-27

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób utylizacji odpadów z wykorzystaniem zgazowania plazmowego, w którym materiał odpadowy poddaje się procesom obróbki termicznej oraz zgazowania plazmowego aż do pełnego rozkładu substancji organicznej i uzyskania nieoczyszczonego gazu syntezowego, który w kolejnych procesach poddaje się oczyszczaniu i schładzaniu aż do uzyskania oczyszczonego gazu syntezowego. Sposób charakteryzujący się tym, że materiał odpadowy (1) transportuje się do układu toryfikacyjno - ogrzewającego (2), w którym w temperaturze wynoszącej od 50 do 600°C i w okresie czasu wynoszącym od 30 do 120 min materiał odpadowy (1) poddaje się za pośrednictwem podanych z układu odzysku energii (3) gazów spalinowych (4) procesowi ogrzewania (B), powodującym uwęglenie materiału odpadowego (1) i uzyskanie mających gazowy stan skupienia i występujących w postaci jednego strumienia: torgazu (5) oraz pary wodnej (6), a także mającego stały stan skupienia toryfikatu (7), i dalej torgaz (5) wraz z parą wodną (6) oraz toryfikat (7) transportowane są do przepływowego reaktora zgazowania plazmowego (8), w którym w procesie zgazowania plazmowego (C), w temperaturze wynoszącej od 1200 do 2000°C, przy udziale dostarczonego z zewnętrznego źródła tlenowego (9) zbilansowanego tlenu (10) dochodzi do rozkładu (D) materiału organicznego (11), w efekcie którego uzyskuje się nieoczyszczony gaz syntezowy (12), zawierający wodór w ilości od 30 do 70%, tlenek węgla w ilości od 20 do 60%, dwutlenek węgla w ilości do 10%, azot w ilości do 6% oraz zanieczyszczenia nieorganiczne w ilości do 5%, po czym nieoczyszczony gaz syntezowy (12) kieruje się do układu oczyszczania (13), w którym następuje proces odseparowania (E) z nieoczyszczonego gazu syntezowego (12) zanieczyszczeń nieorganicznych (14), równocześnie w układzie oczyszczania (13) nieoczyszczony gaz syntezowy (12) miesza się (F) z zawróconym i dostarczonym z układu oczyszczania (13) cyrkulującym gazem oczyszczonym (16) powodując obniżenie temperatury (G) do zakresu od 400 do 700°C i powstanie gazu procesowego (17), który następnie transportuje się do chłodnicy (18), w której gaz procesowy (17) dalej chłodzi się (H) do temperatury wynoszącej od 200 do 400°C, jednocześnie oddając ciepło (19) do układu odzysku energii (3), po czym za pośrednictwem pochodzącej z kolumny schładzania wodnego (20) wody (21) gaz procesowy (17) schładza się dodatkowo (1) do temperatury wynoszącej od 40 do 60'C, a następnie posiadający tak obniżoną temperaturę gaz procesowy (17) transportuje się do kolumny myjącej (15), w której gaz procesowy (17) wypłukuje się (J) z niepożądanych związków chemicznych (22), zwłaszcza w postaci chlorków, w efekcie czego powstaje oczyszczony gaz syntezowy (23a), który w ilości od 30 do 80% zawraca się jako cyrkulujący gaz oczyszczony (16) do układu oczyszczania (13), zaś pozostałą część oczyszczonego gazu syntezowego (23b) w odpowiedniej ilości od 20 do 70% kieruje się do układu odsiarczania (24), w którym, przy udziale zestawu węgli aktywnych (25) oczyszczony gaz syntezowy (23b) poddaje się odsiarczaniu (K) i tak odsiarczony oraz oczyszczony gaz syntezowy (26), spełniający wymagania gazu wysokometanowego grupy E, o jakości pozwalającej na wydzielenie czystego wodoru o czystości wynoszącej 99,999%, kierowany jest do układu odzysku energii (3).The subject of the application is a waste utilization method using plasma gasification, in which the waste material is subjected to thermal treatment and plasma gasification processes until the organic substance is fully decomposed and unpurified syngas is obtained, which is purified and cooled in subsequent processes until purified syngas is obtained. . A method characterized by the fact that the waste material (1) is transported to the torrefaction and heating system (2), in which, at a temperature ranging from 50 to 600°C and for a period of time ranging from 30 to 120 min, the waste material (1) is subjected to via the exhaust gases (4) supplied from the energy recovery system (3) to the heating process (B), causing carbonization of the waste material (1) and obtaining gaseous state of matter and occurring in the form of one stream: torgas (5) and water vapor (6) , as well as torrefied (7) having a constant state of aggregation, and then torgas (5) together with steam (6) and torrefied (7) are transported to the flow plasma gasification reactor (8), where in the plasma gasification process (C) , at a temperature ranging from 1200 to 2000°C, with the participation of balanced oxygen (10) supplied from an external oxygen source (9), decomposition (D) of the organic material (11) occurs, resulting in unpurified synthesis gas (12), containing hydrogen in an amount of 30 to 70%, carbon monoxide in an amount of 20 to 60%, carbon dioxide in an amount of up to 10%, nitrogen in an amount of up to 6% and inorganic impurities in an amount of up to 5%, and then unpurified synthesis gas (12 ) is directed to the purification system (13), where the process of separation (E) from the unpurified synthesis gas (12) of inorganic impurities (14) takes place; at the same time, in the purification system (13), the unpurified synthesis gas (12) is mixed (F) with recycled and supplied from the purification system (13) by circulating purified gas (16), reducing the temperature (G) to the range from 400 to 700°C and creating process gas (17), which is then transported to the cooler (18), where the gas process (17) is further cooled (H) to a temperature ranging from 200 to 400°C, simultaneously releasing heat (19) to the energy recovery system (3), and then via water (21) coming from the water cooling column (20). the process gas (17) is additionally cooled (1) to a temperature ranging from 40 to 60'C, and then the process gas (17) having such a reduced temperature is transported to the washing column (15), where the process gas (17) is washed out (J) from undesirable chemical compounds (22), especially in the form of chlorides, resulting in purified synthesis gas (23a), which in an amount from 30 to 80% is recycled as circulating purified gas (16) to the purification system (13) , and the remaining part of the purified synthesis gas (23b) in an appropriate amount from 20 to 70% is directed to the desulfurization system (24), where, with the participation of a set of activated carbons (25), the purified synthesis gas (23b) is subjected to desulfurization (K) and so the desulfurized and purified synthesis gas (26), meeting the requirements of high-methane gas of group E, with a quality allowing the separation of pure hydrogen with a purity of 99.999%, is directed to the energy recovery system (3).