一种等离子体流化床处理焚烧飞灰方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及固体废物处理领域，具体涉及一种等离子体流化床处理焚烧飞灰方法。
【背景技术】
[0002]随着固体废物焚烧技术的应用，焚烧过程中产生的飞灰因富含有毒的化学物质，如重金属、持久性有机物，被鉴定为危险废弃物，需要进行无害化处理。目前比较常用的焚烧飞灰处理方法:物理或化学方法的分离技术、固化/稳定化技术以及热处理技术。只有热处理技术能从根本上解决焚烧飞灰的重金属和持久性有机物污染问题，但热处理技术，如熔融，设备投资和运行费用偏高。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明提出一种等离子体流化床处理焚烧飞灰方法。
[0004]本发明为达到以上目的，是通过以下的技术方案来实现的:
[0005]提供一种等离子体流化床处理焚烧飞灰方法，I)将待处理的焚烧飞灰放入等离子体装置的锥形的不锈钢网内；2)通过进气口引入载气，如空气、氧气和水蒸气；3)启动连接刀形不锈钢电极的高压电源；4)刀形不锈钢电极在高压电的作用下在电极之间最小距离处形成击穿放电，载气驱动击穿放电快速沿着电极表面向下游滑动形成非热电弧等离子体，使载气转变成含有大量的带电粒子、激发态物种、自由基、电子以及光子的活性气体，活性气体透过锥形不锈钢网，驱动不锈钢网内的焚烧飞灰形成流化态，形成等离子体流化床，活性气体通过扩散、吸附、迀移和等离子体化学反应过程，降解和矿化焚烧飞灰中的持久性有机污染物(如多环芳烃和二恶英)为无机物，达到处理焚烧飞灰的目的，含有降解产物的尾气从出气口排出。
[0006]所述的等离子体装置，包括等离子体流化床和高压电源；等离子体流化床由进气口、石英容器、四氟乙烯底座、刀形不锈钢电极、锥形不锈钢网、焚烧飞灰、石英罩和排气口组成；石英容器和石英罩相连并构成空腔，四氟乙烯底座置于石英容器的底部，至少2个刀形不锈钢电极对称固定在四氟乙烯底座上，并通过高压线与高压电源相连，进气口置于四氟乙烯底座中心处；锥形不锈钢网置于石英容器顶部中心轴线处，并固定在电极的正上方，待处理的焚烧飞灰置于锥形不锈钢网内。
[0007]本发明具有如下技术特点:结合了等离子体高度化学活性特点和流化床传热传质效果好的优势，能在常温下运行，结构简单，操作方便，是一项具有工业应用潜力的新技术。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的结构示意图。
[0009]图1中:A正视图，B剖面图，I等离子体流化床，2高压电源，3进气口，4石英容器，5四氟乙烯底座，6刀形不锈钢电极，7等离子体，8锥形不锈钢网，9焚烧飞灰，10石英罩，11排气口。
【具体实施方式】
[0010]如附图1所示，本发明的等离子体装置包括等离子体流化床I和高压电源2 ;等离子体流化床I由进气口 3、石英容器4、四氟乙烯底座5、刀形不锈钢电极6、锥形不锈钢网8、焚烧飞灰9、石英罩10和排气口 11组成；石英容器4和石英罩10相连并构成空腔，四氟乙烯底座5置于石英容器4的底部，至少2个刀形不锈钢电极6对称固定在四氟乙烯底座5上，并通过高压线与高压电源3相连，进气口 3置于四氟乙烯底座5中心处；锥形不锈钢网8置于石英容器4顶部中心轴线处，并固定在电极6的正上方，待处理的焚烧飞灰9置于锥形不锈钢网8内。
[0011]焚烧飞灰取自国内某炉排炉生活垃圾焚烧厂布袋除尘器，I)将待处理的15g焚烧飞灰放入300目的锥形不锈钢网内；2)通过进气口引入201/min空气载气；3)启动连接刀形不锈钢电极6的高压电源2 ;4)刀形不锈钢电极6在高压电的作用下在电极之间最小距离处形成击穿放电，载气驱动击穿放电快速沿着电极表面向下游滑动形成非热电弧等离子体，使载气转变成含有大量的带电粒子、激发态物种、自由基、电子以及光子的活性气体，活性气体透过锥形不锈钢网，驱动不锈钢网内的焚烧飞灰形成流化态，形成等离子体流化床，活性气体通过扩散、吸附、迀移和等离子体化学反应过程，降解和矿化焚烧飞灰中的污染物，达到处理焚烧飞灰的目的。实验条件为:电源频率为50Hz，高压电源2供电电压为1kV ;采用载气为空气，载气流量为201/min，焚烧飞灰中二恶降解效率随着时间的的增加，二恶英的浓度总体呈曾下降趋势，降解效率逐步上升，等离子体出来20min后，降解效率达到了 98.2%，说明等离子体流化床处理焚烧飞灰是一种有效的方法。
【主权项】
1.一种等离子体流化床处理焚烧飞灰方法，其特征在于该方法的步骤如下:将待处理的焚烧飞灰放入等离子体装置的锥形的不锈钢网内；通过进气口引入载气，如空气、氧气和水蒸气；启动连接刀形不锈钢电极的高压电源；刀形不锈钢电极在高压电的作用下在电极之间最小距离处形成击穿放电，载气驱动击穿放电快速沿着电极表面向下游滑动形成非热电弧等离子体，使载气转变成含有大量的带电粒子、激发态物种、自由基、电子以及光子的活性气体，活性气体透过锥形不锈钢网，驱动不锈钢网内的焚烧飞灰形成流化态，形成等离子体流化床，活性气体通过扩散、吸附、迀移和等离子体化学反应过程，降解和矿化焚烧飞灰中的持久性有机污染物为无机物，达到处理焚烧飞灰的目的，含有降解产物的尾气从出气口排出。
2.根据权利要求1所述的一种等离子体流化床处理焚烧飞灰方法，其特征在于所述的等离子体装置，包括等离子体流化床和高压电源；等离子体流化床由进气口、石英容器、四氟乙烯底座、刀形不锈钢电极、锥形不锈钢网、焚烧飞灰、石英罩和排气口组成；石英容器和石英罩相连并构成空腔，四氟乙烯底座置于石英容器的底部，至少2个刀形不锈钢电极对称固定在四氟乙烯底座上，并通过高压线与高压电源相连，进气口置于四氟乙烯底座中心处；锥形不锈钢网置于石英容器顶部中心轴线处，并固定在电极的正上方，待处理的焚烧飞灰置于锥形不锈钢网内。
【专利摘要】本发明涉及一种等离子体流化床处理焚烧飞灰方法，将待处理的焚烧飞灰放入包括等离子体流化床和高压电源的等离子体装置内；通过进气口引入载气；启动高压电源；刀形不锈钢电极在高压电的作用下在电极之间最小距离处形成击穿放电，载气驱动击穿放电快速沿着电极表面向下游滑动形成非热电弧等离子体，使载气转变成含有大量的带电粒子、激发态物种、自由基、电子以及光子的活性气体，活性气体透过锥形不锈钢网，驱动不锈钢网内的焚烧飞灰形成流化态，形成等离子体流化床，活性气体通过扩散、吸附、迁移和等离子体化学反应过程，降解和矿化焚烧飞灰中的持久性有机污染物为无机物，达到处理焚烧飞灰的目的。
【IPC分类】A62D101-28, A62D3-19, A62D101-20
【公开号】CN104623854
【申请号】CN201410850031
【发明人】杜长明
【申请人】中山大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月23日