TW200531925A - Device and process for the destruction of liquid, powder or gaseous waste using inductively coupled plasma - Google Patents

Description

200531925 九、發明說明： 【發^明所屬冷^技：相宁領 發明領域 本發明係關於一種使用電感耦合電漿銷燬毒性或危險 5性化學產物之裝置及方法。此等產物可呈液體、氣體或粉 末形式出現，其係屬於有機化合物或_化有機化合物族群。 【先前技術3 發明背景 廢棄物加工處理問題近十年來左右成為重大問題。過 10去，大部分廢棄物通常係以未經控制之方式，藉「排放」 而棄置。但廢棄物本質以及廢棄物數量改變，促成需要有 工業辦法來處理廢棄物。 已經實作多種加工技術來處理廢棄物，因此工業仍然 可持續進展而不會對環保造成危害。此等高度有效的銷燬 15廢棄物技術之共通之處在於提供一種銷燬廢棄物之方法用 φ 於處理由此種銷燦所產生之煙霧，以及用於處理任何可能 產生的液體殘餘物或固體殘餘物。 rV溫方法通常係用來銷燦廢棄物，俾便克服由於多種 化學化合物之安定性所造成之問題。如此，傳統上銷燦危 加險性產物之設備是焚化爐。舉例言之，液體產物混合固體 產物，讓其可燃燒。但廢棄物的焚化產生揮發性殘餘物。 此外，此等設備需要有顯著尺寸，來讓燃料與燃燒劑間之 反應完全，以及來降低作業成本。 為了克服此等缺點，多種銷燬廢棄物 乂万法係使用電 200531925 漿技術。實際上，係田$ 物銷燬、以 化學反應 寸縮小，由於電方法之優點為，所需設備之尺 从餘、，、,及藉此 <、盧允許達成高溫’結果可加速廢棄 方式製造的化學元素再化合間所牽涉之 5 15 於桊說明書 燦有機產物。經由件[1]，考慮使用吹弧電襞來鎖 段，於電漿炬^燒所產生之氣體於分節管狀階 , 虱口，混合空氣、水或氧氣。此種技術允 命經由廢棄物混合由電漿弧炬送出之《氣體可更容易進 10 入 行氣體廢棄物之_。㈣於魏上欲伽之進料並未送 入電水炬㈣’故效率低。液體產物H證實較為複雜 原因在於液相與由吹孤《炬送出之高溫高速氣相均勻 合困難。此種_進-步降低製程之熱效能及效率。 使用吹孤電聚之另一範例列舉於文件[2]及[3]。欲銷徽 之廢棄物於利用初燃燒H進行相改變成為氣體之後，廢棄 物被導入管狀吹弧電漿炬内部。 於文件P]教示之技術，進料經氣化讓其進入電漿炬， 表示製程摧毀效率增高，由於需要恆常監視來確保進料的 適當氣化，故製程複雜度顯著增高。增加氣體燃燒器，需 供應大量空氣才能正確操作，結果導致大量氣流，其中進 20 料之總體比例（重量比）降低。 文件[3]教示之方法允許欲銷燬材料直接被導入電聚炬 内部而無論該廢棄物為氣體或液體皆如此。此種方法使用 磁場來穩定電漿炬之電弧之技術。由於此種方法涉及使用 顯著大量之電能’因此保守用於大量出現之產品之銷燬。 .200531925 • 此外，未曾述及用於電漿炬操作以及用於原子再化合控制 • 之氣體類別。因此此種方法係藉熱解，換言之，係未添加 氧氣來進行產物之銷燬。結果導致排放至大氣之前，於電 % 漿炬出氣口，產生高度還原氣體。 5 於元件[4]，廢棄物混合水或甲醇，且被導入管狀弧電 漿炬内部。也使用氧氣作為電漿氣體，來替代空氣。此等 修改之目的係改良廢棄物的銷燬程度。此種技術使用分節 φ 之管狀弧電漿炬，該技術相當罕見使用，該技術需要良好 了解電襞技術才能界定穩定的操作條件。於此類別技術導 10 入兩相（液相及氣相）不會有助於穩定操作條件的達成。 於文件[5]，電漿燃燒器用來將由標準焚化爐送出之氣 、 體提存與去除污染。如此，將空氣與欲中和之氣體產物一 起〉主入混合室内，可達成高溫後燃燒。再度，使用此種方 去，電漿炬係用作為純化氣體之額外能量供應源。因此無 15法直接處理液體，而未事先於傳統焚化爐内氣化該液體， • 例如如本文件之說明。此外，由於材料本身的不可相容， 故進料並未導入電漿炬本身，因而處理效率大減。 也使用射頻《或高頻電聚。例如於文件[6]，欲銷燃 之固體產物首先被導入旋轉爐内，讓其轉成氣體形式。然 灸氣體抓被導引至收集器，於收集器，氣體流混合載劑氣 體也可月㈣合液體廢棄物。然後此種組合導入高頻電聚 内。p」後由炬送出之產物，送進離心機，離心機裝配 有線圈系統可產生磁場及電場。然後使用此系統來分離各 種7"素。此項技術之主要目的係分離進料之各種成分，可 7 -200531925 : 能也回收可回收之產物（4質元料）。«炬有特殊幾何形 ' 狀，進料經由未特別規定之收集器而導入炬内部。所達成 . 之場溫(30(M000°C)，就嚴格標準而言無法進行銷锻，但產 生分離各種成分之正確條件。 — 5 X件[7]係有雜由使用錢與氬氣混合物操作之電装 炬來銷徵軍事來源之氣體毒性產物。於炬出氣口導入水/处 氣淬熄來中止反應。欲鎖燦之進料進入模組内讓產物變惰 % 11，如本文件所述，或欲銷燬之進料進入電漿模組内部。 1因此顯然為被導引朝向電聚模組主要氣體。液體的導入指 10示其中一種可能，係依據進料組成物決定。 C發明内容】 、 發明概要 本發明之目的係以安全方式銷燬單獨有機產物或鹵化 有機產物或其混合物，而以控制方式排放氣體無毒產物進 15入大氣，以及捕捉對環保有害之再化合產物。因此本發明 Φ 之目的係將無毒或對人類或其環境無害之產物送返大氣。 本發明提示-種銷激化學產物之裝置及方法，特別係 銷燦具有高度穩定性以及高度化學毒性之特殊廢棄物。換 言之，本發明所述裝置及方法用於加工處理各種對人類或 20其環境可能有害，因此終其一生需要連續嚴密監控之各種 化學產物。 本發明係關於-種用於至少—種呈液體、氣體或粉末 形式之有機產物或齒化有機產物之高温鑛方法，該方法 包含下列步驟： 8 200531925 -混合： -前述一或多種有機產物與水，水之用量足夠確保所得 混合物之碳原子與氧原子間之至少化學計算學比， 或 5 -前述一或多種i化有機產物與水，水之用量足夠確保 一方面，獲得混合物之碳原子與氧原子間之至少化學計算 學比，以及另一方面，獲得混合物之氫原子與鹵素原子間 之至少化學計算學比， •將此混合物以及將電漿產生性氣體導入電感耦合 10 電漿炬之盤管來產生氣體，其中發生氣體分解成為原子 元素， -前述其中發生分解成為原子元素之氣體之初步高溫 銷燬作業，此初步銷燬作業係於一反應室進行， -已經進行初步銷燬作業之氣體之第二高溫銷燬作業 15 ，此第二高溫銷燬作業係於一未加能量之攪拌裝置進行， 此種進行第二高溫銷燬作業之氣體係與空氣及/或氧氣一 起攪拌， -經由冷卻至少部分由攪拌裝置送出之氣體來再化合， -排放已經被銷燬之氣體。 20 欲銷燬產物與水之混合係使用呈液體形式之水用於液 體及粉末廢棄物，或使用蒸氣形式之水用於氣體廢棄物。 混合物需具有廢棄物/水之比例至少係等於混合物中碳原 子與氧原子之原子化學計算學比。於i化有機產物之特例 ，廢棄物/水比又額外需至少等於混合物之氫原子與鹵素原 • 200531925 5 • 子之原子化學計算學比。 較佳，至少一種有機產物或鹵化有機產物與水之混合 物係以喷霧形式（若前述有機產物或i化有機產物係呈液 體或粉末形式），或呈氣體形式(若前述有機產物或i化有機 產物係呈氣體形式)被導入電感耦合電漿炬之盤管。 較佳，銷燬後氣體被排放入大氣。 較佳攪拌裝置為細腰管。 於特殊情況下，銷燬方法進一步包含冷卻步驟，對來 自再化合步驟送出之氣體經由於與周圍環境進行熱交換之 10 裝置内部冷卻。 較佳該方法進一步包括對於冷卻後之得自再化合步驟 之氣體進行分析之步驟。 較佳該方法進一步包括氣體壓力調節步驟。 此種情況下，較佳使用稱作為真空缸之幫浦裝置(調節 15 • 器閥、真空幫浦、調節器缸)進行調節步驟。 一特例中，該方法包括得自再化合步驟之氣體經冷卻 後進行至少一項化學處理步驟。 較佳，前述氣體之至少一項化學處理步驟為選自去鹵 化、氧化氮去氧化及脫硫中之一步驟。此種選項係根據欲 20 處理之氣體之本質進行。 較佳，水喷霧成氣體係於前述氣體之化學處理步驟之 前進行。若有所需，此項喷霧目的係降低氣體溫度。 本發明亦係關於一種呈液相、氣相或喷霧形式之至少 一種有機產物或i化有機產物之高溫銷燬裝置，該裝置包 10 200531925 含： -一電感耦合電漿炬， -導入裝置，其係供將電漿產生性氣體導入前述電漿炬 内， 5 -導入裝置，供將水與前述一或多種有機產物或鹵化有 機產物之混合物導入前述電衆炬内部， -一反應室，其係適合用於高溫銷燬由電感耦合電漿炬 送出之氣體， _一攪拌裝置，其係用於進行由反應室送出之氣體之攪 10 拌， -導入裝置，其係供將空氣及/或氧氣導入攪拌裝置内部， _一再化合裝置，其係經由冷卻至少部分由攪拌裝置送 出之氣體而允許氣體進行再化合， 該電感耦合電漿炬係連結至反應室，該反應室係連結 15至該攪拌裝置，該攪拌裝置又連結至該再化合裝置。 較佳銷燬裝置包括冷卻裝置，用來冷卻電感耦合電漿 炬、反應室、攪拌裝置、及再化合裝置。 較佳冷卻電感耦合電漿炬、反應室、攪拌裝置、及再 化合裝置之裝置為冷卻缸。 20 較佳，反應室包括雙重壁，冷卻水係循環於該雙重壁 内。 較佳雙重壁之内面被财火材料覆盍。然後該材料用作 為保護層。 反應室係設計成其所盛裝之氣體可達到夠高溫經歷足 11 200531925 夠允許氣體分解成為其它較低反應性氣體的一段時間。 較佳’將電漿產生性氣體導入電漿炬係藉過度加壓進 行。較佳將電漿產生性氣體導入電漿炬之裝置包含標準氣 體缸(儲存作I)，於該處，氣體係使用過度加壓而以標準 5 方式導入。 較佳，將水與廢棄物之混合物導入電漿炬之裝置為噴 T探針(若混合物係呈液體或懸浮體形式），或注入探針(若 混合物係呈氣體形式）。 1 車又佳，用來產生氣體混合之裝置為一細腰管。用來產 生祝體授拌之裝置，特別細腰管用來於廢棄物分解階段或 j出之高溫氣體與被導人之氣體（空氣或氧氣）間產生後燃 燒而無需添加任何補充能量。 …、 一特殊情況下，細腰管有水冷式雙重壁。 15

20 較佳’細腰管包含-上部(稱做收斂部）、_下部(稱做 «部）’及-中部(稱做頸部），弱連結收斂部與發散部 ’以及通氣進氣口。 壁之細腰管包含至少—種㈣分散空氣至細腰管管 八五較佳該—或多種均勾分散空氣至細腰管管壁之裝置為 ^刀散式，分散式包括孔洞沿其外緣設置。 、…、、 於-特例，用來經由冷卻而將㈣拌裝置送出 之—部分或多部分再化合之裂置為水冷式雙重壁包圍體。 幸父佳，如本發明所示之裝置進一步包 遭環境做熱交換之裝置，-種C::: 12 200531925 • 之裝置。 較佳用於調節壓力之裝置為真空缸。 此外，銷燬裝置較佳包含至少一位於氣體再化合裝置 ^ 後方之裝置，來允許由再化合裝置送出之氣體接受化學加 5 工處理。 較佳，該用於對由再化合裝置送出之氣體進行化學處 理之至少一種裝置可進行去鹵化、氮氧化物之去氧化及脫 硫等反應。該等反應係依據氣體之化學組成及其物理化學 ^ 性質而選用。 10 該裝置及該方法之優點為： * -將欲銷燦之產物直接注入電漿炬，故所得銷燦程度高 (最低值99.995%)， -加水至設備外側之進料（亦即欲銷燬產物）故安全， -經由同時添加氧氣及氫氣至碳元素及鹵素元素，故可 15 控制原子元素的再化合， φ -由於含括電漿技術，且反應侷限於兩個尺寸縮小之反 應室’故設備尺寸縮小， -欲銷燬產物之複合混合物即使未事先了解其組成，但 仍可為人接受。 20 本發月所述裝置及方法就欲處理之廢棄物提供應用彈 性。實際上，廢棄物導入裝置之限制係由於無法接受固體 形式之廢棄物。全部呈液體形式或氣體形式之產物或甚至 懸浮體形式之產物皆可接受。 使用本發明所述方法及裝置獲得之廢棄物之銷燬程度 13 200531925 約為99.995%或甚至99.999%。藉銷燦裝置或方法所排放之 氣體特別符合歐盟所執行之氣體產物排放標準，設定「零 毒性產物」排放入大氣的目標。 圖式簡單說明 5 經由研讀後文以非限制性實施例陳述之說明伴隨附圖 ，將更了解本發明，以及其它優點及特色將更為彰顯，附 圖者： 弟1圖為不思圖’顯示進行如本發明所述之方法之没 9 備， 10 -第2圖為示意圖，顯示將進料導入電漿炬内部， ‘ -第3圖為銷燬階段之示意圖， « -第4圖為細腰管之示意圖。

C實方式;J 較佳實施例之詳細說明 15 本發明所述用於高溫銷燬方法之設備係說明於第1圖。 φ 發電機1連結至3 80伏特/ 5 〇赫茲電力供應系統（參考號 碼100)，且藉冷卻缸2冷卻，發電機經控制面板4而控制有 高頻供應源之電漿炬6。控制面板例如可為調諧箱。參考號 碼101表示連結發電機！至控制面板4之同軸I線，參考號碼 20 1〇2表示連結控制面板4至電漿炬6之電感臂。 電聚炬6需要被供應氣體來操作。操作氣體3的導入以 及欲處理之水/廢棄物混合物之導人係直接發生於電裝炬6 内部。水與廢棄物事先混合，然後混合物對液體或懸浮體 使用喷霧探針，以及對氣體使用注入探針，將混合物導入 14 200531925 電漿炬6内部，水/廢棄物混合物之導入電漿炬之原理顯示 於第2圖。 一旦混合物導入電漿炬6内部後，電漿產生性氣體與水 /進料混合物進入反應室7。反應室7之功能係侷限電漿炬產 5生之熱，故完全銷燬廢棄物。如此由反應室送出之氣體達 到超過1500°C之溫度。 於反應室7出氣口，氣體流入一個稱做細腰管8之特殊 裝置。細腰管8是一種攪拌裝置，由於加入燃燒劑氣體（空 氣或氧氣9)，產生燃燒劑與由反應室7送出之氣體間之二次 10 燃燒(後燃燒）。第4圖顯示細腰管8之細節。因此本裝置允許 於初步銷燦階段可能逃逸之毒性化合物於反應室7被銷燦 。於細腰管，於混合燃燒劑與進行放熱燃燒反應後氣體可 達到超過1200°C之溫度。隨後氣體流入空間10，於該處氣 體快速冷卻且進行再化合步驟。此再化合空間係由水冷式 15 雙重壁室製成。於此空間1〇，溫度於出氣口快速降至200。〇 。不似反應室7，再化合空間10並非絕熱：其雙重壁係藉冷 卻缸2送出的循環水冷卻。於此空間，氣體流動，且藉接近 壁面之自然對流而冷卻。 注意，電感耦合電漿炬6、反應室7、細腰管8及再化合 20卩自段1 〇之各個元件所組成之總成係藉冷卻缸11冷卻且連結 至冷卻缸11。 於再化合空間10出氣口，氣體接受分析。分析裝置12 用來證實熱處理效果，以及確定處理後之氣體組成。但尤 其係用來確定氣體是否必須進行進一步化學處理。 15 200531925 若氣體進行充分熱處理可供直接排放入大氣’換言之 ，若毒性化合物濃度未超過設定的極限，則氣體送至熱交 換器17。於熱交換器，氣體經冷卻，然後送至真空缸18 ’ 用來控制製程操作壓力。製程操作壓力為數毫巴至大氣壓 5 。於真空缸18之後，氣體排放入大氣。 於熱處理後，若氣體仍然含有濃度過高之毒性化合物 ，則氣體送至處理系統。此處理系統係依據欲處理之化合 物決定。通常此處理系統係包含_素綜合系統14、用來將 氣體催化脫硝化之丹諾士(DENOX)系統16，以及可能包括 10 脫硫系統(未顯示於第1圖）。 鹵素之中和係根據用於氯之範例反應，藉傳統喷灑鹼 性水進行： HCl+NaOH—NaCl+H20 氮氧化物之脫硝化例如係經由與氨氣反應進行： 15 N0+N02+2NH3^2N2+3H20 4N0+4NH3+02->4N2+6H20 2N02+4NH3+02->3N2+6H20 水之噴灑13可於氣體進如_素處理系統14之前以及進 入氮氧化物及/或含硫產物處理單元16之前進行。如此於過 20熱情況下，降低氣體溫度來保護鹵素中和系統。 閥門103用來控制裝置之各個組成元件間之氣體之流 動。舉例言之，第1圖中，閥門103係設置於分析裝置12與 鹵化產物處理系統14間，設置於分析裝置12與熱交換器17 間，以及設置於氮氧化物及/或含硫產物處理單元16與熱交 .200531925 參 • 換器17間。 • 於各處理進行後，氣體接受分析19來判定氣體是否可 排放入大氣。若氣體經過充分純化，則氣體於熱交換器17 • 冷卻且送至真空缸18。於真空缸18之後，氣體排放入大氣 5 19。若氣體之反應性仍然過高，則氣體再度於系統14及16 接受化學處理。 第2圖顯示將進料/水混合物5導入電漿炬之系統。 電漿炬6為不含電極之高頻電漿炬或電感耦合電漿炬 ® ，其中電漿係藉高壓、高頻電流流過線圈26而產生。電漿 10因此用來描述氣體解離成為離子、電子及中性物種經激化 或其它等。任何型別之電感耦合電漿炬皆適合。 電漿炬較佳係由非導電材料製成，非材料於高頻可導 磁。 欲處理之進料必須混合足量水。若欲處理之進料係呈 15液體形式或粉末形式，則需加入液體水。若欲處理進料為 氣體，則添加之水需為氣相（水蒸氣）。欲添加之足量水係獲 得進料/水比之最小值係等於一方面碳原子與氧原子之原 子化學計算學比；另-方面於鹵化有機產物之特例，該水/ it料比係等於氫原子與㈣原子間之原子化學計算學比。 20經由液體水或水蒸氣混合進料，同時添加氧氣及氣氣，用 來控制原子再化合，同時確保高度安全性(例如無氣/水爆炸 風險）。如此同時原子再化合反應如後： c+o~>co H+C1^HC1 17 200531925 藉此方式組成之混合物儲存於槽内，等候再度被導入 電漿炬。 又 水/廢棄物混合物係呈讀形式錢_式被導入電 衆炬6之中心。 5 若廢棄物/祕合物健㈣形心則該混合 物係噴霧進入電漿炬内。由於混合物係暫時 故使用進料幫浦來將混合物送至電漿炬進氣口，混㈣使 用噴霧探針23喷霧（此處係呈—片液體形式），使用水^卻， 藉導入氣體之機械輔助。須指出氣體導人電衆炬可使用任何 H)型別之探針進行，但如此將液體片分離成為細微小液滴。 若欲處理之進料為氣體進料，則氣體混合物利用進料 幫浦及水冷式注入探針23,而被導入電襞炬内部。注意喷霧 探針23及注入探針23,完全相同，但注人探針㈣; 氣體。 15

20 ί主入探針23’或喷霧探針23較佳係置於電漿炬6之線圈 26中心。然後液體、粉末或氣體混合物接觸電漿之電聚溫 度最高位置。此位置由於二項間緊密接觸且高溫緣故，就 進料至滲透人氣流内、以及就銷燦兩方面皆可產生最大功 效。探針23’或23也可朝向·"氣口 25_。 換言之，全部欲銷燦之廢棄物皆事先與水混合，用於 液體廢棄物⑽合物或乳液）㈣末廢棄物⑽浮體）此水係 呈液體，或用於氣體廢棄物，此水係呈水蒸氣形式，隨後 才將廢棄物/水混合導入南溫銷徵裝置。 之混合物為廢棄物銷燬 廢棄物與水性介質或氣體介質 18 .200531925 是否成功的關鍵重點之一。廢棄物/水比至少一方面必須等 於破原子與氧原子之原子化學計算學比，以及另一方面於 鹵化有機產物之特例，必須等於氫原子與鹵素原子間之原 子化學計算學比。如此例如具有化學式CH2C12之二氣曱烷 5需與水以1莫耳·· 1莫耳之比例混合物來活化如下反應： CH2C12+H20-^C0+2HCl+H2 此混合物允許經由避免將氧氣及氫氣分開且同時導入 電漿’因而改良如本發明所述之銷燬裝置之安全性方面問 題。混合物也允許降低氣體流速。如此獲得設備尺寸縮小 10 ’且無需過大之煙霧處理系統。 第3圖顯示銷燬期之示意代表圖。有個反應室，於其中 進行進料之銷燦。反應室7包括雙重壁，冷卻水循環於雙 重壁内。此雙重壁為鋼製造。雙重壁之内面覆蓋有保護性 而十火材料。 15 由電漿炬6送出之氣體經埠口 27送入反應室7。視窗玻 璃埠口 3〇用來檢查氣體通過琿口 27之表現是否正確。不良 之氣體游離表現之特徵為： -於氣體管柱内之移動紊亂不均， -於金屬組成元件（電漿炬邊緣、注入探針等)產生電弧， 20 _電聚管柱形成不完全，仍然侷限於電聚炬6内部。 控制氣體之正確表面可藉助於視窗玻璃30前方之攝影 機3卜设置朝向反應室7出氣口 33之熱偶32係用來測定由此 室内送出之氣體之溫度。 由此反應室送出之氣體隨後進入稱作為細腰管之裝置 19 200531925 。細腰管8之目的係利用添加冷空氣，而於由反應室送出之 反應氣體產生高度擾流。由冷空氣及反應產物組成之反應 混合物未添加額外熱量，即用來產生由反應室送出之氣體 之後燃燒。任何於反應室7尚未轉化之反應性氣體皆可達成 5 銷燬目的。於細腰管中，各種氣體物種例如H2、CO、C等 將與空氣根據如下反應式反應： co+h2+o2->c〇2+H2〇 如此有害氣體CO被轉成較為無害之氣體。 鋼製成之細腰管8具有水冷式雙重壁結構(參考第4圖） 10 。細腰管係由三部分組成，一上部稱作為收斂部34，一下 部稱作為發散部42，二部分係藉一頸部38連結。 收斂部34接觸反應室7之氣體出氣口 33。收斂部係由孔 口 35及36組成，孔口係用來使用使用分散室37將空氣或氧 氣注入細腰管8之進氣口。分散室為細腰管整個周邊之高度 15 及寬度為數厘米之圓柱體空間，氣體10將於細腰管内部流 動。分散室37藉多個孔洞穿孔，孔直徑2毫米，間隔2毫米 ，存在於分散室37之全部周邊。此分散室37允許收斂部34 保有之氣體以幾乎均勻方式分散於收斂部34之壁面，如此 保護壁面免受高溫腐蝕性氣體的腐蝕。 20 於細腰管8之頸部38，使用第二分散室4〇，經由孔口 39 進行空氣或氧氣之第一次注入。第二次注入可補充於收斂 部所做初步注入。然後氣體進入發散部42，經由細腰管之 出氣口 41排放，故氣體進入再化合階段1〇。 本發明所示裝置之優點之一為前段所述各個組成元件 20 200531925 之相對位置及組裝允許由銷燬期送出之氣體無需使用能源 即可進行燃燒。實際上，各組成元件之相對位置，允許有 利地使用由反應室7送出之氣體之高溫。 可使用如本發明所述之銷燬裝置或方法處理之產物例 5 如為ΐ化有機溶劑、低卡值受污染之水性混合物、油類、 環狀芳香族化合物、毒性氣體C.F.C.或H.C.F.C.型產物、粉 末產物諸如呈漿液形式之固體爆裂物等。唯一限制為，欲 銷燬之產物必須呈液體、氣體或粉末形式。舉例言之，光 氣是一種氣體產物，其銷燬結果導致下列原子分解，然後 10 導致下列再化合： C0Cl2+H20^C+2H+20+2C1^2HCl+C02 混合物之初莫耳濃度為1莫耳C0C12比1莫耳水來形成3 莫耳氣體產物。 然後HC1與NaOH反應： 15 2HCl+2Na0H->2NaCl+2H20(溶液） 用於銷燦液體液體產物（例如三氣甲烧），則出現如下分 解與再化合反應： CCl4+2H2O^C+4Cl+4H+20->4HCl+C〇2 莫耳濃度為1莫耳進料及2莫耳水。 20 然後HC1與NaOH間出現如下反應： 4HCl+4Na0H->4NaCl+4H20(溶液） 參考書目 [1] 專利案 US4438706 [2] 專利案 US4479443 21 200531925 [3] 專利案 US4644877 [4] 專利案 US4886001 [5] 專利案 US5505909 [6] 專利案 US5288969 5 [7]文件 FR-A-2765322 【圖式簡單說明1 -第1圖為示意圖，顯示進行如本發明所述之方法之設 備， ® -第2圖為示意圖，顯示將進料導入電漿炬内部， 10 -第3圖為銷燦:階段之不意圖’ -第4圖為細腰管之示意圖。 【主要元件符號說明】 1...發電機 13…閥門 2...冷卻缸 14...函素處理系統 3...作業氣體 16…氮氧化物及/或含硫產物 4...控制面板 處理單元 5...水/廢棄物混合物 17…熱交換器 6...電漿炬 18…真空缸 7...反應室 19...分析系統 8...細腰管 23...喷霧探針 9...燃燒劑氣體 23’…注入探針 10...再化合階段空間 25...出氣口 11··.冷卻缸 26...線圈 12...分析裝置 27.··埠口 22 200531925 28...雙重壁 39…孔口 30...視窗玻璃埠口 40…第二分散室 31...攝影機 41...出氣口 32...熱偶 42...發散部 33...出氣口 100…電源供應器系統 34...收歛部 101…同軸纜線 35、36···孔口 102...電感臂 37...分散室 103···閥門 38...頸部 23

Claims (1)

1. 200531925 十、申請專利範圍： 1. 一種用於至少一種呈液體、氣體或粉末形式之有機產 物或i化有機產物之高溫銷燬方法，該方法涉及下列 步驟： -混合： -前述一或多種有機產物與水，水之用量足夠確保 所得混合物之碳原子與氧原子間之至少化學計算學比， 或 •前述一或多種鹵化有機產物與水，水之用量足夠 確保一方面，獲得混合物之碳原子與氧原子間之至少化 學計算學比，以及另一方面，獲得混合物之氫原子與鹵 素原子間之至少化學計算學比， -將此混合物以及將電漿產生性氣體導入電感耦合 電漿炬之盤管來產生氣體，其中發生氣體分解成為原子 元素， -前述其中發生分解成為原子元素之氣體之初步高 溫銷燬作業，此初步銷燬作業係於一反應室進行， -已經進行初步銷燬作業之氣體之第二高溫銷燬作 業，此第二高溫銷燬作業係於一未加能量之攪拌裝置進 行，此種進行第二高溫銷燬作業之氣體係與空氣及/或 氧氣一起攪拌， -經由冷卻至少部分由攪拌裝置送出之氣體來再化 合， -排放已經被銷燬之氣體。 24 200531925 2. 如申請專利範圍第1項之高溫銷燬方法，其特徵在於該 至少一種有機產物或i化有機產物與水之混合物係以 喷霧形式（若前述有機產物或i化有機產物係呈液體或 粉末形式）、或呈氣體形式（或前述有機產物或鹵化有機 產物係呈氣體形式），導入電感耦合電漿炬之盤管。 3. 如申請專利範圍第1項之高溫銷燬方法，其特徵在於攪 拌裝置為一細腰管。 4. 如申請專利範圍第1項之高溫銷燬方法，其特徵在於進 一步包括一對由再化合步驟送出之氣體之冷卻步驟，該 步驟係經由於裝置冷卻，該步驟允許與周圍環境做熱交 換。 5. 如申請專利範圍第1項或第4項中任一項之高溫銷燬方 法，其特徵在於進一步包含一藉冷卻而由再化合步驟送 出之氣體之分析步驟。 6. 如申請專利範圍第4項或第5項中任一項之高溫銷燬方 法，其特徵在於進一步包含一氣體壓力調節步驟。 7. 如申請專利範圍第6項之高溫銷燬方法，其特徵在於該 調節步驟係使用稱作為真空缸之幫浦裝置進行。 8. 如前述申請專利範圍各項中任一項之兩溫銷燦方法》其 特徵在於其包含至少一個對藉冷卻而由再化合步驟送 出之氣體之化學處理步驟。 9. 如申請專利範圍第8項之高溫銷燬方法，其特徵在於對 該氣體之至少一個化學處理步驟為選自去鹵化、氮氧化 物之去氧化、及脫硫反應之步驟。 25 200531925 10. 如申請專利範圍第8項或第9項中任一項之高溫銷燬方 法，其特徵在於水喷霧於氣體係於前述氣體之化學處理 步驟之前進行。 11. 一種呈液相、氣相或喷霧形式之至少一種有機產物或鹵 化有機產物之高溫銷燬裝置，該裝置包含： -一電感麵合電漿炬， -導入裝置，其係供將電漿產生性氣體導入前述電 衆炬内， -導入裝置，供將水與前述一或多種有機產物或鹵 化有機產物之混合物導入前述電漿炬内部， -一反應室，其係適合用於高溫銷燬由電感耦合電 漿炬送出之氣體， -一攪拌裝置，其係用於進行由反應室送出之氣體 之攪拌， -導入裝置，其係供將空氣及/或氧氣導入攪拌裝置 内部， -一再化合裝置，其係經由冷卻至少部分由攪拌裝 置送出之氣體而允許氣體進行再化合， 該電感耦合電漿炬係連結至反應室，該反應室係連 結至該攪拌裝置，該攪拌裝置又連結至該再化合裝置。 12. 如申請專利範圍第11項之高溫銷燬裝置，其特徵在於其 包含冷卻裝置，該裝置係用於冷卻電感耦合電漿炬、反 應室、攪拌裝置、及再化合裝置。 13. 如申請專利範圍第12項之高溫銷燬裝置，其特徵在於前 26 200531925 述冷卻裝置為一冷卻缸。 14·如申請專利範圍第u項或第12項中任一項之高溫銷燬 表置，其特徵在於該反應室包含_雙重壁，冷卻水係循 環於該雙重壁。 15.如申睛專利範圍第14項之高溫銷燬裝置，其特徵在於該 雙重壁之内表面係覆蓋以耐火材料。 !6·如申請專利範圍第u項之高溫銷徵裝置，其特徵在於該 M產生性氣體之導人炬内部係使用過度加壓達成。 7·如申明專利範圍第11項之高溫銷燬裝置，其特徵在於該 將水與廢棄物之混合物導入炬内部之裝置為一喷霧探 針(若痃合物係呈液體或懸浮體形式），或為一注入探 針(若該混合物係呈氣體形式）。 18·如申晴專利範圍第n項之高溫銷锻裝置，其特徵在於該 用來達成氣體攪拌之攪拌裝置為一細腰管。 如申π專利犯圍第18項之高溫伽裝置，其特徵在於該 • 細腰管具有一水冷式雙重壁。 同甲任一項之高溫銷燬 一上部，其係稱作為收 如申請專利範圍第18項或第19項中任 裴置，其特徵在於該細腰管包括一

   〔，其特徵在於該 細腰管壁面上之 27 200531925 22. 如申請專利範圍第21項之高溫銷燬裝置，其特徵在於該 至少一個分散空氣至細腰管壁面上之裝置為一分散式 其包括孔洞配置環繞其周邊。 23. 如申請專利範圍第11項之高溫銷燬裝置，其特徵在於該 用於經由冷卻至少部分由該攪拌裝置送出之氣體之再 化合之裝置為一水冷式雙重壁包圍體。 2 4.如申請專利範圍第11至2 3項中任一項之高溫銷燬裝置 ，其特徵在於其進一步包括一與周圍交換熱之裝置，及 /或一調節銷燬裝置内部壓力之裝置。 較佳用於調節壓力之裝至為真空缸。 25. 如申請專利範圍第14項之高溫銷燬裝置，其特徵在於該 用於調節壓力之裝置為一真空缸。 26. 如申請專利範圍第11至25項中任一項之高溫銷燬裝置 ，其特徵在於其進一步包括至少一個化學處理由該再化 合裝置送出之氣體之裝置，此種至少一個化學處理裝置 係位於該氣體再化合裝置後方。 27. 如申請專利範圍第26項之高溫銷燬裝置，其特徵在於該 至少一個化學處理由該再化合裝置送出之氣體之裝置 係進行選自去il化、氮氧化物去氧化、及脫硫反應之反 應0 28