CN1934391A - 废品处理的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种废品处理设备(5)，其包括容器(20)和与容器安装在一起的具有可变火焰的AC等离子体火炬(35A，35B)。火炬所产生的火焰能够根据所处理的废品的特性进行调节。废品可以被引入到容器中，并且用来自火焰的能量加热。能量能够使废品的无机部分熔融或玻璃化，并且使废品的有机部分气化和解离。这种解离作用能够破坏废品的危险成分或有毒成分。

Description

废品处理的方法和装置
优先权要求
本申请要求2004年3月19日提交的、名为“废品处理的方法和装置”的美国临时申请第60/554,879号的优先权，该申请在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及废品物质的处理，更具体的说，涉及危险和无危险的物质的可控热破坏。
背景技术
以前，公认的废品处理方法是将废料置于填埋场。当填埋处理的后果被大量调查研究时，公众的反对和管理层的压力限制了垃圾填埋的实施，并且强制工厂改为采用焚化处理，这是当时认为经济和似乎可以解决处理问题的仅有的技术。
当填埋场空间不足或过于昂贵时，焚化证明是有用的，但是由于许多原因，其也通常是不适当的。例如，医疗废品的基本性质对焚化炉产生了实质上的问题。在使用焚化炉焚烧医疗废品中遇到的主要问题之一是废料的不均匀。这个问题使得焚化炉不能保持足够高的恒定温度以完全处理废品中的所有有机和无机物质，这会产生底灰或飞尘。例如，这样的废品中的第一袋可能装满了液体容器、浸有血的绷带和尖锐物体(注射器、玻璃、金属外科器具和类似物)，同时第二袋可能主要含有塑料、纸、包装材料、衬垫、手术服、橡胶手套和类似物。这样的两个袋子，单独地进料到焚化炉中，将会产生完全不同的燃烧条件。第一个袋子将会淬火和冷却燃烧过程，同时第二个袋子会加速和提高温度。
在低温循环中，可能产生不完全燃烧的产物(污染物)和潜在危险的有机物质(例如二氧芑、呋喃和温室气体)，并最终释放至大气中。在高温循环中，颗粒、氧化氮和金属氧化物的释放增加，包括已知的一种致癌物：六价铬。
在进料到燃烧容器之前将废品粉碎可以使废品均匀混合，但因为废品潜在的传染性和对具有大量内部组件和狭小部位的粉碎机进行消毒所存在的固有问题(有传染性的物质可能在上述部位集中并逃避消毒)，这可能是不可接受的。而且，某些州可能有在最后加工之前不能打开这些具有传染性的袋子的法律。
使焚化炉内温度控制问题更复杂的是通常使用的分批进料方法(与连续进料相反)。在这种方法中，通常使用冲压***(ram system)来将废品装料推进燃烧容器中。因为焚化炉依赖废品本身作为燃料，当废品燃烧时，容器的温度随着容器中可燃废品的数量变化而变化。这种问题在启动和停止时特别显著。温度还随着进料速度的改变而变化，在进料速度下降时焚化炉可能难以运转。
达到和保持很高的温度非常重要，因为通常在医疗和其他废品流中发现的无机废品成分的处理需要这种温度。需要高温来熔融，例如不锈钢和实验室中使用的硼硅酸盐玻璃，焚化炉可能需要添加矿物燃料作为燃烧过程的补给以达到这种温度。
有机废品的破坏也需要高温，但不是在高温下熔融，而是如果存在足够的空气，这种废品会分解和燃烧。仅仅当在该过程中释放足够的热量使其他的物质分解时，燃烧过程可以自行维持。这可能是焚化炉的问题之一，但是，特别是当进料中存在湿物质和无机物质时。在这种条件下，可能无法维持很高的连续运转温度。
使用等离子体火炬来改善低温和温度变化问题的装置只能解决部分问题。例如，已知的冲压(或分批)进料***会引起气流速度和温度的明显变化，并且不包括任何预警措施来使排出的气体温度保持在复合有机化合物的转变被降低至最小程度的安全的高水平上。例如，废气管道是由不锈钢组成的，并且会导致颗粒收集的钢气旋，这样使得气体温度降低至足够低的范围内(即，大约350-500℃的范围内)。当气体的温度下降至这样的温度时，将会明显地重新形成不需要的有机化合物，特别是多环芳香烃(PAH′s)。
附图说明
图1是废品处理装置的示意图。
图2是废品处理装置的部分示意图。
图3是颗粒监测***的部分示意图。
图4是废品处理方法的流程图。
图5是废品处理方法的流程图。
图6A和6B是废品处理方法的流程图。
图7是废品处理方法的流程图。
具体实施方式
参考附图，在下文中详细描述废品处理***5。废品处理***5可以用于处理任何类型的可以应用能量来分解的产物。例如，其可以用于处理城市固体废品、医疗废品、热电池、飞尘和底灰、以及包括武器零件在内的军用废品。废品处理***5还可以用于处理其他废品，例如含有PCB的材料、工业溶剂和实验室溶剂、有机和无机化学物质、农药、有机氯化物、炼油厂废品、办公室废品、自助餐厅废品、设备维修废品(例如木制垫板)、油类、油脂、废弃的灯具、修车场废品、废水残渣和制药废品。而且，废品可以包括有机和无机成分，并且可以是固体和/或液体物质的形式。
为了方便参考，有时附图和说明提到的废品是指医疗废品，其可以包括，例如，传染性废品袋(包括浸血的海绵、绷带)、尖锐物体(例如针、剃刀、手术刀和其他器械)的容器。但是，应当理解，除非在本文中另外清楚地说明，否则当提到医疗废品或其他特殊类型的废品时，也包括其他类型的废品。
参考图1和2，废品处理***5包括废品进料***10，例如美国专利第5,534,659号所公开的进料***，该专利在此引入作为参考。进料***10将废品“W”进料到废品处理或热解容器20中。进料***10包括位于进料斗12之上的装料斗11。气锁门13的作用是装料斗11的滑动盖。当废品被置于装料斗11中时，门13如显示的那样移动至开放的位置。当装料完成后，门13在箭头“A”的方向上关闭以覆盖装料斗11。可选开放的第二滑动气锁门14当在其图示的关闭位置上时，将装料斗11与进料斗12分隔开。为了向进料斗12装料，门14以箭头“B”的方向开放，同时门13关闭(为防止进料斗12中任何排放物释放进入环境中，并尽量减少进入进料斗12中的空气)。门13和门14各自配置了合适的封条，其与装料斗11侧壁中的封条配合以防止排放物从进料***10中漏出。
无机“粉末”型的废品流(例如焚化炉灰、电炉灰或废水处理厂的残渣)或其他类型的废品，以可选择的方式被引入到进料斗中。第三滑动气锁门14A配置在进料斗12的一侧。门14A可以以与门13和14相似的方式操作。而且，门14A可以联锁，这样当滑动门13和14中任一个开放时，其不会开放。
可以配置清洗***41以便将气体(例如，氮气)引入到进料斗12中和/或进料***10中的其他点上。清洗***41可以由氮气源(例如氮气罐)、与氮气源互连的管道和进料斗12、以及用于调节被引入到进料斗12中的氮气量和清洗时间的合适的阀门组成。此外，清洗***可以选择性地与滑动门13和14一起运转。在这种方式下，清洗***可在门13和14开放之前或同时清洗可能包含在进料***10中的危险排放物。清洗***41也可以限制从容器20或进料斗12逃逸的热解容器20中产生的可燃气体量。如下所述，将氮气通入容器20中。
进料斗12的内部是相对开放的，没有障碍物，并且含有最少的可能会在其中积累传染性物质的裂隙或裂缝。这种设计有助于对进料斗和悬臂螺旋式螺旋钻16通过消毒***21进行消毒。消毒***21包括其中保持有合适的消毒剂的供应容器22。例如，可以使用含有6％的过氧化氢溶液的消毒剂。容器22可以通过供应管线23与安装在进料斗12内的喷射喷嘴24连接。消毒剂通过泵25被压入。
理想的是安装喷嘴24以保证进料斗12内的全部区域可以与消毒剂喷雾相接触，以便在朝向进料斗12的门14开放时，有助于阻止或尽量减少有毒排放物或危险排放物的释放。在可选的实施方式中，可以使用几个喷嘴，并且这些喷嘴各自可以被安装为使得其在进料斗12的不同部分喷射消毒剂。同时，虽然理想的是在进料斗12内的全部区域上喷射消毒剂，但是喷射的区域也可少于全部区域。在其应用后，消毒剂流进热解容器20中，作为废品进行处理。
通气***15可以配置在进料斗12和热解容器20之间。由清洗***41引入的气体(例如氮气)和任何有毒/危险气体可以通过通气***15被吸入到热解容器20中。例如，由于排气扇19和/或安置在进料***10下面的喷射器-文丘里(venturi)淬火器65所产生的真空，气体可以被吸入(见图1)。
在废品被放入装料斗12后，螺旋钻16将废品料切碎、混合、压缩、并且挤压到进料管17中。螺旋钻16可以由电动机101驱动，例如，具有可变驱动速率的水压电动机。进料管17可以被水冷夹套17′围绕，以便帮助进料管17冷却和帮助维持进料管17的结构完整性，进料管17可暴露在容器20中的高温下。水冷夹套17′可以用泵与水源连接。水可以通过泵在两个方向上循环，从水冷夹套17′最接近容器20的一侧至相反的一侧。或者，水可以双向循环。水还可以在两个环路中循环，其中一个环路将水循环至水冷夹套17′最接近容器20的部分，并且另一个环路将水循环至水冷夹套17′最接近进料斗12的部分。
进料管滑动闸门18(其也可以进行水冷)朝向热解容器20的入口而配置，以便将进料管17的部分与热解容器20中产生的热隔开。或者，滑动闸门18可以位于进料斗12的出口或附近(即，进料管17的开始部分)。闸门18的开放和关闭可自动控制，并且可以联锁，这样当滑动门13和14中任一个开放时，闸门18不会开放。
在操作中，螺旋钻16可以使液体和固体废品一起在进料管17中形成致密的圆柱形栓塞(plug)102。废品可以以可控的所需连续速率通过进料管17被引入到热解容器20中(当闸门18开放时)。以这种方式将废品引入到容器20中能够将可控数量的压紧废品的表面区域暴露于热解过程，并且有助于调节因热解过程而产生的气体的形成。螺旋钻16可以有助于使进料到容器20的废品流中气穴的夹带最小化。
废品可以被直接进料到容器20底部附近的炉渣池103中，或者其可以被直接引入到等离子火焰中或容器20中的其他点上。然而，应当理解的是所使用的颗粒进料***通常是特殊的应用。还应该理解，用于将废品进料到或转移到容器20的任何类型的公知方法，或以后开发的任何方法可以用于本文所述的废品处理***5。
有机废品和无机废品可以用本文所述的废品处理***5单独地或同时处理。若单独处理废品，无机和有机废品流被单独地引入到进料***10中，并且进料到容器20中。若同时处理废品流，废品流被同时引入到进料***10中，在这里废品被切碎和混合成为均匀的混合物，然后进料到容器20中。相同或不相同部分的有机和无机废品可以用本文所述的废品处理***5处理。
废品进料到容器20的预期速率与，例如，废品的特性、可以从等离子体生成***中获得的等离子体能量、以及热解容器20中的温度和氧条件有关。进料速率开始可以根据加工所处理的具体废品类型所需能量的估计值来计算。所需的进料速率通过***的实际操作来确定，可以选择在热解容器20内保持所需的平均温度。将在下文中更详细地描述的AC等离子体火炬35A和35B可以产生火焰“F”，其将能量输入进热解容器20中，并且在热解过程中被废品吸收。过大的进料速率保持一段时间能够导致热解容器20中的内部温度根据所处理的废品而降低或升高。不合适的进料速率能够引起热解容器20过热或压力增加。因此，选择所需的进料速率以达到所需的平均温度，该温度在大约1,370℃至1,850℃的范围内。废品处理***的例子是使用500千瓦的AC等离子体火炬、每小时能够处理大约1,000磅废品的***。包括该额定功率大约一半的AC火炬和按比例缩小的处理容器的***每小时处理大约500磅。
容器20是一种等离子体弧形熔炉，并且可以被设计为在还原空气中承受达到大约1,850℃的温度。例如，容器20可以由碳钢、不锈钢和/或其他材料(例如，耐盐酸镍基合金)制成。容器20包括主体28，其可以是方形或圆柱形或其他形状。容器20还包括平顶部分29和下部30，后者包括碗状部分。各部分以法兰接头31和32装配形成密封结构。围绕开放空间810的上部结构是用矾土耐火材料衬里的。下部30的碗状部分是用含铬的矾土耐火材料衬里的，其能够抑制由炉渣池103所包含的炉渣和熔融金属引起的侵蚀(在此进一步描述)。
容器20通常是水平取向的结构，其与其他结构相比有几个优点。例如，其可以减少AC火炬35A和35B与下面的碗状部分之间的距离，这能够如下进一步所述地促进熔融和出渣。而且，火炬35A和35B的安装因此不需要穿过容器20的开放空间810。
容器20可以根据所处理的废品的特性来确定最佳的形状。例如，如果废品包括一定比例的无机物质，其下部就可以做成碗状。如下进一步所述，当无机物质进料到室中时，其可以被熔融或玻璃化，并且可以通过重力形成包含在碗状下部中的炉渣池103。因此，在操作中碗状下部的体积要足够大以便包含炉渣池103。
如果废品包含一定比例的有机物质，例如，容器20可以做成具有开放区域810的形状。如下面进一步所述，当有机物质进料到容器20中时，其被分解为其组成元素，并在容器20中气化。开放区域810可以足够大以便使有机废品气化和围绕容器20循环(从火焰“F”吸收能量)，并且在离开容器20之前解离为其组成元素。
如果废品包括一定比例的有机物质和一定比例的无机物质，其形状可以具有碗状下部和开放区域810。每天处理5吨有机和/或无机废品的示例容器的总体积为大约50立方英尺，其碗状部分的体积为大约8立方英尺，并且其总尺寸的规格为大约62英寸高97和英寸正方。但是，容器20的最佳尺寸规格要根据应用的情况来确定。
AC等离子体火炬35A和35B可以通过容器20的火炬插座开口36安装。虽然图上画了两个火炬，但是可以使用一个或多个火炬。示例的AC等离子体火炬是由位于俄罗斯圣彼得堡的The Institute forProblems of Electrophysics-Russian Academy of Sciences(IPE-RAS)制造的。理想的是，火炬35A和35B安装为使得火炬体不穿过容器20的内部。通过以这种方式安装火炬，可以降低火炬冷却的负荷，从而增加工作热效率和降低成本。而且，在火炬35A和35B内部的水管道破裂的情况下，水不会流进容器20中。但是，在其他实施方式中，火炬35A和35B体部的一部分或全部穿过容器20。
火炬35A或35B中的任一个或这两者同时可以在废品处理***5的操作过程中工作。当第一火炬上更换火炬电极时，另一个火炬可以被配置为减少或消除***的停机时间。当一个火炬被替换或修理时，可以使用另一个火炬。不工作的火炬可以通过滑动门与容器20隔离，这有助于火炬的维护和电极的更换，而不明显影响工作进度。
但是，在其它实施方式中，可以仅仅配置和使用一个火炬，或者可以配置和使用多于两个火炬。另外，只要能够为每个工作的火炬提供电源，两个或多个火炬可以同时运转，或者以交替或间歇的方式运转。
火炬35A或35B(火炬35A如图2所示实施方式的操作中所示)可以发出等离子火焰“F”，其温度超过大约6,000℃。火焰“F”所提供的能量将容器20的内部加热至同一温度，该温度理想地在大约1,370℃至大约1,850℃的范围内。非转移型火炬可以用于处理有机物含量很高的医疗废品。与转移型火炬相比，非转移型火炬的优势是机械控制要求更简单，例如，不需要连续的火炬运转、更大的大量气体(bulk gas)加热能力、增加的电弧稳定性(特别是在加热过程中)、简化的熔炉设计、以及总体上更高的***可靠性。而且，非转移型火炬中的电弧，当废品被引入到***中时，不会发生“短路”。等离子体加热***35进一步包括电源，其支持例如等离子体气体压缩机和冷却***的设施。
废品处理***5可以采用AC等离子体火炬。AC火炬本身具有稳定的等离子体羽状物(plasma plume)，其与DC火炬相比更弥漫和更浓厚。如进一步所述，宽的羽状物提高了火炬使所处理的废品中危险组分分子解离的能力。另外，与DC火炬相比，AC火炬通常具有更低的运行成本。AC火炬中使用的电极的成本比DC火炬中使用的电极低。而且，AC火炬本身具有更高的电-热效率。而且，当在DC等离子体火炬上的火焰改变时，火炬电极的寿命显著降低(因为DC火炬电极是以固定火炬气压来设计的)。另一方面，当AC等离子体火炬上的火焰改变时，例如如本文进一步所述地通过改变电流，火炬电极的寿命不受明显影响。
DC火炬通常相对于等离子体电弧炉进行定位，这样火炬体穿过熔炉。这就使火炬体部与熔炉中产生的高温接触，反过来，需要冷却剂(例如，水)连续地通过火炬体循环。结果，熔炉内产生的热能被火炬和火炬体损耗。另一方面，AC火炬可相对于熔炉进行安装，这样火炬体不穿透熔炉。因此，AC火炬需要较少的循环冷却剂，使熔炉内产生的能量更多地被生产所利用。
当DC火炬的电极需要更换时，整个火炬必须从***中移除，并且要暂时安装火炬封闭装置以填充火炬被移除所留下的空隙。相反，当电极需要更换时，AC火炬不需要从***中移除。AC火炬的电极可原位更换。尽管使用AC火炬有一些优势，然而，在本文所述的废品处理***5可以使用一个或几个DC火炬，其可以单独或与AC火炬一起使用。
废品处理***5可以使火焰的羽状物(plume)长度和火炬35A和35B产生的功率根据所处理废品的类型变化(通过控制火炬气体的类型、火炬气体的流速和火炬电流)。例如，火炬输出功率可以通过过程监控和控制装置50进行调节，这样给操作者提供了四个电流设置以调节火焰。设置可以，例如，以因数5来变化。然而，可以提供任何数目的设置，并且设置可以根据与5不同的因数来变化。
当处理有机物质时，例如，火焰可以是可变的，并且可以调节得更宽和更短。以这种方式，火焰可以覆盖容器20内更大的区域。因此，火焰可以与容器20中循环气体的更大部分相接触，这能够提高有机物质破坏的效率。另外，火焰可以与炉渣池的更大表面区域相接触，这能够促进无机物质的熔融。
所需的火焰大小和形状与设备有关，并且与，例如，所处理的废品以及容器的形状和尺寸有关。示例的火焰形状是大概椭圆形的，直径大约6英寸，长度为2英尺。在热解容器20的中部提供了入口和观察口38。操作者可以通过观察口38监测火焰。
在操作中，当废料被引入到容器20中时，其通过对流、传导和/或辐射从等离子火焰“F”、热耐火材料衬里和容器20中的循环热气体吸收能量。通常说，能量可以使废品的无机部分(例如无毒金属、有毒重金属、陶瓷、玻璃、土壤和灰)熔融或玻璃化并且使废品的有机部分气化和解离。因此，来自火炬35A和35B的能量可以同时或不同时地用于使无机废品熔融或玻璃化，以及使有机废品气化和解离。
首先转到废料的无机部分，当其被熔融时，其形成玻璃状炉渣的炉渣池103，并且在某些情况下，其形成可分离的金属层。为从热解容器20中除去玻璃状炉渣，可以通过炉渣旋塞42和46(未显示)将炉渣池103排出，上述旋塞(tap)可以位于容器20的侧面。旋塞42和46可以具有合适的直径以使玻璃状炉渣以超过玻璃状炉渣积累的速度流出。旋塞42和46可以同时工作或轮流工作。但是，当有相当大百分比的无机废品被处理时，希望原料旋塞42和46同时工作，因为相比仅有一个旋塞工作时排空炉渣池103所需的时间减少了。旋塞42和46可以选择性地使用，而不是连续使用，其目的是在出渣过程中将热解容器20中的能量损失降至最小。因此，在备用期间旋塞42和46通过可以关闭旋塞42和46的旋塞定位装置(“旋塞栓”)43来密封。
在其它实施方式中，可以仅仅配置和使用一个旋塞，或者可以配置和使用多于两个的旋塞。另外，旋塞可以位于容器中与侧面不同的位置。例如，旋塞42和46可以位于容器20的底部。而且，可以使用其他方式从容器20中排除炉渣池103。
当相当大百分比的无机废品被处理时，可以使用氮气作为火炬气体，其可以减少或消除炉渣池103中氧化物的形成。这有助于炉渣池103的排出，因为金属仍是元素形式(而不是形成金属氧化物)。
当炼油厂废催化剂被处理时，例如，可以使用几种添加剂来帮助处理废品。这些催化剂通常具有相当高的氧化铝含量(即，Al2O3)。因为很高的氧化铝含量，容器20的耐火材料衬里可能在处理这些催化剂的过程中被侵蚀或降解。如果在还原气体中处理催化剂废品以使得氧化铝含量降低，这种降解作用可以被避免或减少到最少。因此，例如废油、石油焦炭、医疗废品或其他有机危险废品或含有高碳水平的材料的还原剂可以在炼油厂废催化剂的处理过程中加入到废品流中。还原剂也有助于维持炉渣池103的流动性和促进出渣。
炉渣池的流动性通常取决于炉渣池103的组成。因处理废催化剂而产生的炉渣池103的组成可以通过向催化剂废品流加入含有钙和/或二氧化硅的助熔剂来控制。示例的助熔剂包括焚化炉飞灰、废水处理***的废料、和例如半导体工厂产生的CaF2残渣。但是，如果CaF2残渣用作助熔剂，加入到催化剂废品流的量可以进行控制以使HF气体的产生减少到最小。
通过旋塞42和46排出的玻璃状炉渣可以流进两个独立的固体残渣处理***80和81中。为简便起见，在图2中仅图示了固体残渣处理***81。炉渣被排至密封水槽80中(有连续再生的水)。固体残渣处理***81还可以包括输送带或其他合适的装置82和仓85以便运输和处理。
在操作中，熔融物质(玻璃状炉渣)通过旋塞42和46进入炉渣排除***中，例如密封水槽80及相关部件，在这里该物质被迅速淬火(并固化)，使其破碎成更小的碎片。固体玻璃状炉渣实质上可以是惰性的，因为其中结合有重金属。因此，玻璃状炉渣可以耐固体状态的浸出。然后，通过输送带将固体玻璃状炉渣从密封水槽80运输至处理仓85。
玻璃状炉渣也可以通过旋塞42和46排至水冷却的炉渣旋塞车(slag tap cart)中，其在炉渣冷却和固化后从容器中除去。或者，炉渣可以被排至车中所含的其他特别设计的部件中，例如通过砂隔开的铸模。
然后，无毒和不需要掩埋的固体玻璃状炉渣可以用于大量的商业用途，包括道路建筑、混凝土骨料和玻璃纤维。其还可以形成装饰瓷砖，或者可以与其他建筑材料一起制成轻型预制件家用建筑材料。
经过一定的时间，在炉渣池103的底部可以积累一层金属。某些金属(例如铁)不容易与炉渣池103中包含的硅酸盐反应。玻璃状材料吸收了一些这些金属，但是如果在废品流中存在的量很大，金属可能会积累。该金属可以通过旋塞42和46排出，并且如上所述地进行处理。
下面转到废料的有机部分，当其被加热时，其越来越不稳定直至最后解离成其组成元素(主要是固体碳(细碳粒)和氢气)并被气化。如果废品中存在碳氢化合物衍生物，还会释放出氧气、氮气和卤素(通常为氯)。这种气化和解离过程通常称为分子解离热解。热解是在缺氧或极度低氧环境中强热的作用使分子解离的过程，与焚化或“燃烧”相反。
需要实现解离的时间可以根据不同的材料而稍有变化，但是对于大多数化合物来说在1100℃下通常在1秒之内，并且经常是几毫秒。因此，通常由包括氢、氧、氮和碳原子的复合有机化合物组成的危险废品可以解离成其组成元素。这种解离作用可以破坏废料的危险或有毒成分。
在解离过程中，氧和氯可以自由地与产生的碳和氢反应，并且在理论上可以重新形成大量的复合(和潜在危险的)有机化合物。但是，这些化合物通常不能在容器20内所保持的高温下形成，在容器20中的温度下仅有有限数量的简单化合物可能是稳定的。这些简单化合物中最普通和稳定的是一氧化碳(由游离氧和碳颗粒之间的反应形成)、双原子氮、氢气和氯化氢气体(当氯存在时)。
通常从废料中释放的氧的量不足以将细碳粒转变为一氧化碳气体。当废品中的水分可以释放额外的氧时，除非废品水分含量在废品中均匀分布，并且超过至少大约30wt％，否则固体碳转变为一氧化碳不能达到最大程度。结果是，细碳粒可以被主要为氢的气流夹带从火焰“F”中带走。
为最大限度地将固体碳转变为一氧化碳气体，可以使用其他氧源。因此，本文所述的废品处理***5包括用于将氧化剂喷射入***的装置，氧化剂的量能够有效地将一部分碳颗粒转变为一氧化碳。喷射装置可以是氧化剂供应***53，其包括蒸汽发生器53′和蒸汽阀54，该阀以可控的方式开放(如下进一步所述)将蒸汽提供给喷射器45。喷射器45依次将预定量的蒸汽喷射进热解容器20和排气口40中。在其它实施方式中，不同的氧化剂(例如空气或氧气)可以用作氧化剂。另外，可以采用其他方式将氧化剂引入到容器20中。例如，氧化剂可以通过火炬35A和35B引入或在进料管7中与废品混合。
被喷射进***中的蒸汽可以将游离碳主要转变成一氧化碳。因为纯碳在很高的工作温度下比一氧化碳气体更有反应性，喷射进容器20中的过量的氧应该与碳反应形成一氧化碳，而不是与一氧化碳反应形成二氧化碳(假设加入的氧化剂不过量)。在很高的热解温度下，二氧化碳与一氧化碳相比也相对不太稳定。
在氧化剂通过喷射器45喷射进入***中后，会形成湍流彻底地混合碳和蒸汽以促进碳的气化。容器20包括湍流区104，并且排气口40包括湍流区47，氧化剂可以被喷射进其中，并且排出的气体和夹带的碳可以被强制通过其中。理想地，碳和氧化剂可以在湍流区保持足以使氧化反应达到最大程度的时间。
停留时间是气体和夹带颗粒以及蒸汽在容器20的高温区和废气管道内保留的时间(即，气体出口40和管道26)。停留时间可以是***体积和几何形状、气体流速、以及气体行程距离的函数。在最大气体流速时，容器20、湍流区104和47、以及将气体输送到喷射器-文丘里淬火器65的废气管道的体积应该为有机物质的完全解离和氧化反应的发生提供足够的停留时间。湍流区104和47可以提高碳和氧之间反应的可能性，而不需要增加停留时间或者容器20或废气管道的体积。
通过注入喷射器45加入的氧化剂量可以被密切控制，因为***中氧过量可以导致燃烧，从而导致二氧化碳的形成(没有燃料值)。另外，氧过量可能不希望地导致例如多环芳香烃、二氧芑和呋喃的化合物的形成。
通过注入喷射器45注入氧化剂的合适量可以通过两种方式来确定。通常，实现碳颗粒的理想气化所需的氧化剂量可以通过监测产物气流中一氧化碳、二氧化碳和甲烷的百分比来确定。这可以通过第二气体监测器52来完成(下面进一步描述)。但当进料中的废品组合物发生变化时，离开热解容器20的气体中夹带的碳颗粒的量会暂时发生迅速的变化。因此，有时需要对通过注入喷射器45注入的氧化剂量进行立即调节以对这种波动进行反应。在这种情况下，通过注入喷射器45注入的氧化剂的合适量可在下面用颗粒监测***来确定。
图3图解了示例的废品处理***5的颗粒监测***，第一气体监测器51。第一气体监测器51可以测量存在于热解容器20中的气流中游离碳的量。第一气体监测器51可以包括在来自容器20的气体出口管道26的耐火材料衬里中有小观察孔56的旋塞。观察孔56可以配置有不锈钢管道57、围绕该管道的水冷夹套58、氮气清洗口59、玻璃压力窗60、光源64和检测器62。
检测器62可以连续监测离开热解容器20的气体以检测碳颗粒。从光源64发出的特定波长的光通过气体管道26到达检测器62。到达检测器62的光量可以取决于通过管道26移动的气体中碳颗粒的密度。碳颗粒可以导致光源64发射的光的散射和色散。
来自检测器62的输出信号来到与过程监测和控制装置50相连接的信号处理器63。过程监测和控制装置50(也见图1)理想地包括具有嵌入式微处理器的编程逻辑控制器、以及各种控制和监测装置，其可以控制通过注入喷射器45注入的蒸汽量。
在操作中，检测器62可以识别在有机物质迅速分解后气流中碳颗粒的波动变化，并将相应的信号发送至信号处理器63，后者可处理信号，并将其引导至过程监测和控制装置50的逻辑装置上。逻辑装置控制蒸汽阀54的开放，使氧化剂立即通过注入喷射器45注入直至恢复到可接受的碳颗粒水平。因此，废品处理***5实现了释放碳的量与允许与其反应的氧量的平衡。示例的可接受碳颗粒水平是大约30grains/scf。
参考图2，由废品有机部分解离和部分氧化形成的气体(即，主要是氢气、一氧化碳气体和/或氯化氢气体)在容器20中可以被加热至至少大约900℃至1150℃。这种气体(称为合成气体)，可以通过下游的通风机19所产生的真空通过出口105从容器20中排出(在图1中显示)。在从容器20中排出后，合成气体移动通过气体出口40，然后通过管道26。气体出口40和管道26可以被设计为在大约875℃和1350℃之间的温度将合成气体输送至喷射器-文丘里淬火器65。例如，气体出口40和气体管道26可用耐火材料衬里，并隔绝热量。另外，气体出口40和气体管道26可以被设计成密封的，以防止不需要的气体被引入到合成气流中。
然后，气体在淬火器65中被迅速冷却至低于大约150℃的温度。淬火器65可以由碳钢或特种金属(例如，耐盐酸镍基合金)或其他合适的材料制成，该材料可以抑制由合成气体中存在的任何酸性气体所引起的侵蚀。淬火器65可以用耐火材料衬里。
喷嘴安装在淬火器65顶部或附近，并且可以向下喷射洗涤液(例如水)通过淬火器65。理想的是，洗涤液以大约750至1,300升/分钟的速率被引入到淬火器65中。在此速率下，通过***可以产生压力(通风)，其能够导致气流离开火炬35A和35B，通过淬火器65。另外，进料速率产生相对于喷嘴的背压，这有助于将洗涤液雾化成微细液滴。微细液滴是需要的，因为其可以增加表面积。
当热合成气与液滴接触时，洗涤液被迅速加热，而蒸发冷却迅速地降低合成气体温度，从而防止重新形成复合有机分子或将其减少到最少。雾化的洗涤液也可以除去无机颗粒、重金属、以及合成气体中夹带的碳颗粒。这些物质被洗涤液携带通过重力进入洗涤器再循环槽809中(同时气体继续通过废品处理***5)。
淬火器65可提供几种益处。例如，淬火器65提供很高的变化率，这使得***在处理无机物质时以很低的气流并且在处理有机含量很高的物质时以很高的气流有效运转。在当处理废品流组合(例如成分变化很大的医疗废品)时引起气体温度波动的情况下，其也可提供很高的颗粒除去效率和固有稳定性。
淬火器65的位置可以紧靠容器20，以使气体到达淬火器65并被迅速冷却之前尽量减少热量损失和冷却。高温热电偶，例如，可以监测离开容器20并向下运动接近淬火器65入口附近的气体温度，以证实合成气体以合适的温度到达淬火器65。
理想的是，在合成气体在淬火器65中迅速冷却之前，其温度保持在大约1,000℃之上，以防止形成危险或有毒物质(例如呋喃或二氧芑)或将其尽量减少。可以使用各种操作参数来将合成气体维持在优选的工作温度范围之内。容器20内部的操作气体温度，例如，至少部分是平衡火炬输入功率和废品进料速率的函数。火炬35A和35B提供了主要的热需要量以保证分子的解离，并保持最小的整体容器温度(bulkvessel temperature)，其可能是气体温度的决定因素。废品当进入容器时吸收热能。因为火炬功率主要被其尺寸和工作参数所固定，可以使用废品进料速率和添加剂(例如，有机/无机废品的组合)来防止容器20过热或不够热，由此来调节容器/气体温度。
另一个影响气体温度的参数是发生以形成二氧化碳的燃烧/氧化的量。例如，将另外过多的蒸汽注入进容器20中可以使更多百分比的碳氧化成二氧化碳(以及一氧化碳氧化为二氧化碳)。该反应是放热的，可以释放额外的热量，有升高温度的趋势。该反应在废品处理过程开始有助于提高温度；但会降低终产物气体的燃料质量，因此，如果终产物气体要用于生产性用途，这是该过程不希望的方面。
在气体被淬火器65冷却后，其通过通风机19排入用以中和合成气体中的气体污染物(例如酸性气体)和用于分离合成气体中任何残余的无机颗粒、重金属或夹带的碳颗粒的装置中。该装置可以是洗涤器68，例如常规的填充床洗涤器。洗涤器68可以由包含位于容器顶部的喷嘴的流通容器(flow-through)和提供气-液密切接触的散堆填料或高性能填料组成。当气体向上流动通过填料时，水或与来自中和剂供应源74的中和剂(例如，氢氧化钠)相混合的水从喷嘴通过重力向下流过填料。例如在容器20中形成的氯化氢气体可以在气体移动通过洗涤器68的同时，通过与碱性中和剂反应形成盐而在洗涤器68中被中和。洗涤器68中的排放物可以与淬火器65中的排放物一起收集在再循环槽809中。
槽809中收集的淬火器65和洗涤器68的大多数排放物可以再循环至淬火器65和洗涤器68。但使，一部分排放物可以流动至(通过重力或泵)废水处理***72。水供应源73和中和剂供应源74可以调节进入再循环槽809的水和中和剂(例如，氢氧化钠)的量以组成流至废水处理***72的排放物。
在废水处理***72中，颗粒物质可以通过例如，使颗粒沉降和/或加入使颗粒凝聚和形成更大颗粒的絮凝剂而被富集。然后颗粒被转移至颗粒再循环***66和/或排放至污水管75中。在颗粒再循环***66中，可以使用压滤机从颗粒中除去水(或洗涤液)，形成颗粒滤饼。滤饼被导回进料***10中再处理或和另一个要被处理的废品流合并。
在合成气体离开洗涤器68后，通过第二气体监测装置52，该监测装置包括在线气体监测装置，其可以监测合成气体的组成。气体监测装置52包括热导分析仪以测量氢气的百分比，和至少一个红外线分析仪77以测量一氧化碳、二氧化碳和甲烷的百分比。这些测量值可以代表合成气体中的总碳氢化合物。分析仪76和77可以提供对气体中碳和氧比例的大体测量，该测量可用于监测总体的过程平衡，如上所述通常用于确定通过注入喷射器45被注入的氧化剂的合适量。通常来说，在合成气体中检测到的未反应碳颗粒的量越高，通过注入喷射器45注入的氧化剂的量应该越高。
另外，第二气体监测装置52可以用于确定***中是否有气体泄漏。这种泄漏通过氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷的总百分比降低而指示。如果大约含有80％氮的空气泄漏进***中，四种气体的总百分比将小于大约92-94％。气体百分比也可以指示***的正常运转。
在合成气体通过第二气体监测装置后，其通过通风机19排出，然后被文丘里流量计19A监测，该流量计可以测量气体压差。或者，流量计19A可以位于通风机19之前或与其在一起。来自流量计19A的测量值可以被发送至过程监测和控制装置50，该装置可以计算体积气体流速。这个速率可以用于帮助设定处理废料的总体控制参数。例如，该速率可以指示***是否以超负荷的方式运转。如果***运转超负荷，废料不能被完全处理或破坏，导致不希望的污染物排出。流速的例子是对于处理5tpd原料的***，每小时大约4,000至大约20,000STD立方英尺。
通常来说，过程监测和控制装置50可以监测过程变量，该变量随后可以用于控制其他过程变量以得到废品处理过程的所需终产物。例如，废品处理***5可以设计用于控制从解离的元素成分重新形成有机化合物。这可以通过，例如，控制各种过程温度和压力、以及将氧化剂注入进***中来完成。理想的是废品处理***5使合成气体中氢气和一氧化碳的百分比最大化，并且使二氧化碳、碳颗粒和重新形成的复合有机化合物尽量减小。
从流量计19A离开的合成气体然后可以转移至公知的常规能量回收***70(即，利用合成气体能量的***)中。得到的清洁燃料气体主要是氢气和一氧化碳，更具体地说，大概是大约45-55％的氢气和大约30-40％的一氧化碳气体。该气体可以用作蒸汽或发电装置的燃料，或者提取氢气用作清洁燃料或许多重要制造过程中的前体(例如塑料和甲醇生产)。另外，作为生产电力的天然气的替代物，如本文所述产生的清洁燃料气体有助于保护贵重的矿物燃料。
图4-7表示废品处理方法，例如采用上述废品处理***5的废品处理方法。然而，应该理解的是通过这些图表中的方块所图示的方法步骤可以以其他顺序执行，可以加入其他步骤和/或跳过、省略一个或一些步骤，或与另一个或其他步骤一起执行。另外，该方法步骤可在与本文所述的***不同的废品处理***中实施。
图4的框图显示了处理废品的示例方式，例如使用废品处理***5。在方块402，提供了火炬。火炬可以是等离子体火炬，特别是AC等离子体火炬。在方块404，提供了废品。在方块406，用火炬产生火焰。火焰可以使用，例如，氮气作为火炬气体产生。在方块408，火焰被调节。例如，火焰可以根据所处理的废品的特性来调节。在方块410，废品用来自火焰的能量加热。
图5的方块图显示了在废品加热后处理废品的第一实例方式。在方块502，废品被熔融或玻璃化。在方块504，废品形成汇集池，在方块506，废品被淬火。在方块508，废品被运输，在方块510，废品被处理。
图6A和6B的方块图显示了废品被加热后处理废品的第二实例方式。在方块602，废品被解离为元素成分。这种解离会破坏至少一部分废品的危险性，可以通过废品的热解来完成。在方块604，废品被气化。在方块606，元素成分重新形成一氧化碳气体和氢气。在方块608，提供氧气，并且在方块610，氧气与各元素成分化合形成一氧化碳气体。
如图6B所示，在方块612，一氧化碳气体和氢气被冷却。在方块614，一氧化碳气体和氢气中夹带的所有碳颗粒被除去。在方块616，合成气体中的所有酸性气体被中和。最后，在方块618，来自一氧化碳气体和氢气的能量被回收。
图7显示处理废品的另一个示例方法，例如使用废品处理***5。在方块702，提供具有无机部分和有机部分的废品。在方块704，提供上面安装有AC等离子体火炬的容器。在方块706，废品被引入到容器中。这个过程可以可控的连续速率或其他速率来完成。
在方块708，用AC等离子体火炬产生火焰。在方块710，来自火焰的能量用来加热废品。在方块712，废品的无机部分被熔融或玻璃化，例如使用来自火焰的能量。在方块714，废品的有机部分被气化和解离，例如使用来自火焰的能量。方块712和714图解的使废品熔融或玻璃化的行为和使废品气化和解离的行为可以同时或不同时发生。
本文所述的废品处理***5可以处理宽范围的、危险和不危险的、无机和有机的、含有不同水分量的原料，同时符合所有、大多数或一些适用的空气和水排放标准。废品处理***5在热解容器20中可以保持恒定高温，并且可以控制合成气体的温度以产生含有最少危险有机分子并且可以被生产利用的终产物。另外，废品处理***5可以产生固体残渣，其形式是含有玻璃的金属，可以通过TCLP检测，因此可再循环或被再利用。
本文所述的方法和设备与涉及燃烧(焚化)的公知方法和设备不同。本文所述的废品处理***5可以利用来自火炬(例如AC等离子体火炬)的能量，从而通过热解(乏氧过程)来热分解废品。另一方而，焚化炉使用燃烧作用来产生能量(热)以使废料的持续破坏延续(需氧过程)。另外，本文所述的废品处理***5通常不产生危险的底灰、飞尘、二氧芑或呋喃，而所有这些通常都可在焚化炉中发现或产生。
本发明前面的描述用来描述本发明的原理，并不是要将本发明限制于所述的任何特殊实施方式。因此应当理解前面的详细描述应该认为是描述性而不是限制性的，应当理解为下面用来限制本发明的精神和范围的权利要求，包括所有等价物。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种废品处理装置，其包括：
(a)容器；和
(b)至少两个与容器安装在一起的AC等离子体火炬，其中所述AC等离子体火炬中的至少一个使用具有一定流速的火炬气体发射出火焰，其中所述的火焰能够根据所处理的废品通过调节施加到所述AC等离子体火炬的电流、或者通过调节所述火炬气体的流速而变化。
2.根据权利要求1所述的废品处理装置，其中所述容器包括开放空间，并且包括碗状部分。
3.根据权利要求2所述的废品处理装置，其中所述的AC等离子体火炬与容器安装在一起以使得它们不会穿过所述容器所含的开放空间。
4.根据权利要求2所述的废品处理装置，其中所述的容器通常是水平取向的结构。
5.一种废品处理装置，其包括：
(a)容器，其包括开放空间和碗状部分；和
(b)至少两个与所述容器安装在一起的AC等离子体火炬，其中所述的AC等离子体火炬各自包括可变火焰，并且与所述容器安装在一起以使得它们不会穿过所述容器所含的开放空间，其中所述的AC等离子体火炬包括具有一定流速的火炬气体，并且其中所述的火炬气体的流速能够进行调节以改变AC等离子体火炬的火焰。
6.一种废品处理装置，其包括：
(a)容器，其包括开放空间和碗状部分；和
(b)至少两个和所述容器安装在一起的AC等离子体火炬，其中所述AC等离子体火炬各自包括可变火焰，并且与所述容器安装在一起以使得它们不会穿过所述容器所含的开放空间，其中电流被施加到所述的AC等离子体火炬上，并且其中所述的电流能够进行调节以改变AC等离子体火炬的火焰。
7.一种废品处理装置，其包括：
(a)容器，其含有开放空间和碗状部分；
(b)至少两个与所述容器安装在一起的AC等离子体火炬，其中所述AC等离子体火炬各自包括可变火焰，并且与所述容器安装在一起以使得它们不会穿过所述容器所含的开放空间；和
(c)至少一个能够将所述的等离子体火炬之一与所述容器中的开放空间分隔的门。
8.根据权利要求4所述的废品处理装置，其中所述的AC等离子体火炬垂直地安装在所述容器上，使得所述AC等离子体火炬产生的火焰向下延伸通过所述开放空间并且与所述容器的碗状部分相接触。
9.根据权利要求8所述的废品处理装置，其进一步包括与所述容器连接的进料***，该进料***包括装料斗和进料斗，其中所述的进料斗在一侧上包括气锁门，废品能够通过所述气锁门被引入到进料斗中。
10.根据权利要求9所述的废品处理装置，其进一步包括与所述进料***连接的清洗***。
11.根据权利要求10所述的废品处理装置，其进一步包括位于所述容器中的至少一个旋塞，处理过的废品能够通过所述旋塞被排出。
12.一种废品处理装置，其包括：
(a)容器，其含有开放空间和碗状部分，其中所述容器通常是水平取向的结构；
(b)至少两个与所述容器安装在一起的AC等离子体火炬，其中所述的AC等离子体火炬各自包括可变火焰，其中所述AC等离子体火炬垂直地安装在所述容器上，使得所述AC等离子体火炬产生的火焰向下延伸通过所述开放空间并且与所述容器的碗状部分相接触；
(c)与所述容器相连接的进料***，其包括装料斗和进料斗，其中所述进料斗在一侧上包括气锁门，废品能够通过所述气锁门被引入到所述进料斗中；
(d)与所述进料***相连接的清洗***；
(e)至少一个安装在所述容器中的旋塞，处理过的废品可以通过所述旋塞被排出；和
(f)至少一个固体残渣处理***，该固体残渣处理***包括与所述旋塞相连接的旋塞车。
13.根据权利要求12所述的废品处理装置，其中所述容器中安装至少两个旋塞。
14.根据权利要求13所述的废品处理装置，其进一步包括：
(a)与所述进料***相连接的消毒***；和
(b)使所述进料***和所述容器互相连通的通气***。
15.根据权利要求14所述的废品处理装置，其进一步包括：
(a)与所述容器相连接的文丘里流量计。
16.根据权利要求15所述的废品处理装置，其进一步包括：
(a)与所述容器相连接的淬火器；
(b)与所述淬火器相连接的再循环罐；
(c)与再循环罐相连接的洗涤器；
(d)与所述再循环罐相连接的供水***；和
(e)与所述再循环罐相连接的中和剂供给***。
17.根据权利要求16所述的废品处理装置，其进一步包括：
(a)与所述再循环罐连接的废水处理***；和
(b)与所述废水处理***连接的颗粒循环***。
18.一种废品处理方法，其包括：
(a)提供具有可变火焰的等离子体AC火炬，其中所述AC等离子体火炬包括具有一定流速的火炬气体，并且其中电流被施加到所述AC等离子体火炬上；
(b)提供废品；
(c)根据所处理的废品的类型，通过调节施加到所述AC等离子体火炬上的电流或者通过调节所述火炬气体的流速来调节火焰；和
(d)用火焰产生的能量加热废品。
19.根据权利要求18所述的废品处理方法，其中所述的废品由固体废品和液体废品组成。
20.根据权利要求18所述的废品处理方法，其进一步包括：
(a)使所述废品熔融或玻璃化；
(b)形成熔融或玻璃化的废品的汇集池；和
(c)将熔融或玻璃化的废品淬火。
21.根据权利要求20所述的废品处理方法，其进一步包括：
(a)将所述废品分解为元素成分；
(b)使所述废品气化；和
(c)使所述元素成分重新形成一氧化碳气体和氢气。
22.根据权利要求21所述的废品处理方法，其中所述分解废品的步骤破坏了至少部分废品的危险成分，该步骤通过所述废品的热分解来完成。
23.根据权利要求22所述的废品处理方法，其进一步包括：
(a)提供氧；和
(b)使氧与所述元素成分结合形成一氧化碳气体。
24.根据权利要求23所述的废品处理方法，其进一步包括：
(a)提供过量的氧；和
(b)使氧和所述元素成分结合形成二氧化碳气体。
25.根据权利要求24所述的废品处理方法，其进一步包括：
(a)使所述一氧化碳气体和氢气冷却；
(b)从所述一氧化碳气体和氢气中除去碳颗粒；和
(c)用一氧化碳气体和氢气来中和所包含的任何酸性气体。
26.一种废品处理方法，其包括：
(a)提供具有可变火焰的AC火炬；
(b)提供废品；
(c)根据所处理的废品的类型调节火焰；
(d)在进行步骤(e)之前，向所述废品中加入还原剂或助熔剂
(e)用火焰产生的能量加热所述废品；
(f)使所述废品熔融或玻璃化；
(g)形成熔融或玻璃化的废品的汇集池；
(h)将熔融或玻璃化的废品淬火；
(i)将所述废品分解为元素成分，其中所述分解废品的步骤破坏了至少部分所述废品的危险成分，该步骤是通过所述废品的热分解进行的；
(j)使所述废品气化；
(k)使所述元素成分重新形成一氧化碳气体和氢气；
(l)提供氧；
(m)使氧与所述元素成分结合形成一氧化碳气体或二氧化碳气体；
(n)使所述一氧化碳气体和氢气冷却；
(o)从所述一氧化碳气体和氢气中除去碳颗粒；
(p)用所述一氧化碳气体和氢气中和所含的任何酸性气体。
27.根据权利要求26所述的废品处理方法，其中所述的废品处理产生含有大约45-55％氢气和大约30-40％一氧化碳气体的合成气体。
28.一种废品处理的方法，其包括：
(a)提供废品，其中所述的废品包括无机部分和有机部分；
(b)提供容器，所述容器中至少安装两个AC等离子体火炬；
(c)将所述废品引入到所述容器中；
(d)用所述的AC等离子体火炬之一产生火焰；
(e)根据所处理的废品，通过改变施加到所述AC等离子体火炬上的电流而改变火焰；和
(f)用来自火焰的能量加热所述废品。
29.根据权利要求28所述的废品处理方法，其进一步包括：
(a)使所述废品的无机部分熔融或玻璃化；和
(b)使所述废品的有机部分气化或分解。
30.根据权利要求29所述的废品处理方法，其中所述的步骤(a)和(b)同时进行。
31.根据权利要求5所述的废品处理设备，其中所述两个AC等离子体火炬的火焰同时产生。
32.根据权利要求5所述的废品处理设备，其进一步包括至少一个能够将所述AC等离子体火炬之一与所述容器中的开放空间分隔的门。
33.根据权利要求6所述的废品处理设备，其进一步包括与所述容器相连接的进料***，所述进料***包括装料斗和进料斗，其中所述进料斗在一侧上包括气锁门，废品能够通过所述气锁门被引入到所述进料斗中。
34.根据权利要求33所述的废品处理设备，其进一步包括与所述进料***相连接的清洗***。
35.根据权利要求34所述的废品处理设备，其进一步包括与所述进料***相连接的消毒***。
36.根据权利要求6所述的废品处理设备，其中所述AC等离子体火炬垂直地安装在所述容器中，使得所述AC等离子体火炬产生的火焰向下延伸通过所述开放空间并且与所述容器的碗状部分相接触。
37.根据权利要求6所述的废品处理设备，其进一步包括至少两个安装在所述容器中的旋塞。
38.根据权利要求6所述的废品处理设备，其进一步包括在所述容器上的入口和观察口。
39.根据权利要求6所述的废品处理设备，其进一步包括在所述容器内的氧化剂。

Claims (30)

1.一种废品处理装置，其包括：
(a)容器；和
(b)至少两个与容器安装在一起的AC等离子体火炬，其中所述的AC等离子体火炬各自包括可变火焰。
2.根据权利要求1所述的废品处理装置，其中所述容器包括开放空间，并且包括碗状部分。
3.根据权利要求2所述的废品处理装置，其中所述的AC等离子体火炬与容器安装在一起以使得它们不会穿过所述容器所含的开放空间。
4.根据权利要求2所述的废品处理装置，其中所述的容器通常是水平取向的结构。
5.根据权利要求3所述的废品处理装置，其中所述的AC等离子体火炬包括具有一定流速的火炬气体，并且其中所述的火炬气体的流速能够进行调节以改变AC等离子体火炬的火焰。
6.根据权利要求3所述的废品处理装置，其中电流被施加到所述的AC等离子体火炬上，并且其中所述的电流能够进行调节以改变AC等离子体火炬的火焰。
7.根据权利要求3所述的废品处理装置，其进一步包括至少一个能够将所述的等离子体火炬之一与所述容器中的开放空间分隔的门。
8.根据权利要求4所述的废品处理装置，其中所述的AC等离子体火炬垂直地安装在所述容器上，使得所述AC等离子体火炬产生的火焰向下延伸通过所述开放空间并且与所述容器的碗状部分相接触。
9.根据权利要求8所述的废品处理装置，其进一步包括与所述容器连接的进料***，该进料***包括装料斗和进料斗，其中所述的进料斗在一侧上包括气锁门，废品能够通过所述气锁门被引入到进料斗中。
10.根据权利要求9所述的废品处理装置，其进一步包括与所述进料***连接的清洗***。
11.根据权利要求10所述的废品处理装置，其进一步包括位于所述容器中的至少一个旋塞，处理过的废品能够通过所述旋塞被排出。
12.根据权利要求11所述的废品处理装置，其进一步包括至少一个固体残渣处理***，该固体残渣处理***包括与所述旋塞相连接的旋塞车。
13.根据权利要求12所述的废品处理装置，其中所述容器中安装至少两个旋塞。
14.根据权利要求13所述的废品处理装置，其进一步包括：
(a)与所述进料***相连接的消毒***；和
(b)使所述进料***和所述容器互相连通的通气***。
15.根据权利要求14所述的废品处理装置，其进一步包括：
(a)与所述容器相连接的文丘里流量计。
16.根据权利要求15所述的废品处理装置，其进一步包括：
(a)与所述容器相连接的淬火器；
(b)与所述淬火器相连接的再循环罐；
(c)与再循环罐相连接的洗涤器；
(d)与所述再循环罐相连接的供水***；和
(e)与所述再循环罐相连接的中和剂供给***。
17.根据权利要求16所述的废品处理装置，其进一步包括：
(a)与所述再循环罐连接的废水处理***；和
(b)与所述废水处理***连接的颗粒循环***。
18.一种废品处理方法，其包括：
(a)提供具有可变火焰的AC火炬；
(b)提供废品；
(c)根据所处理的废品的类型调节火焰；和
(d)用火焰产生的能量加热废品。
19.根据权利要求18所述的废品处理方法，其中所述的废品由固体废品和液体废品组成。
20.根据权利要求18所述的废品处理方法，其进一步包括：
(a)使所述废品熔融或玻璃化；
(b)形成熔融或玻璃化的废品的汇集池；和
(c)将熔融或玻璃化的废品淬火。
21.根据权利要求20所述的废品处理方法，其进一步包括：
(a)将所述废品分解为元素成分；
(b)使所述废品气化；和
(c)使所述元素成分重新形成一氧化碳气体和氢气。
22.根据权利要求21所述的废品处理方法，其中所述分解废品的步骤破坏了至少部分废品的危险成分，该步骤通过所述废品的热分解来完成。
23.根据权利要求22所述的废品处理方法，其进一步包括：
(a)提供氧；和
(b)使氧与所述元素成分结合形成一氧化碳气体。
24.根据权利要求23所述的废品处理方法，其进一步包括：
(a)提供过量的氧；和
(b)使氧和所述元素成分结合形成二氧化碳气体。
25.根据权利要求24所述的废品处理方法，其进一步包括：
(a)使所述一氧化碳气体和氢气冷却；
(b)从所述一氧化碳气体和氢气中除去碳颗粒；和
(c)用一氧化碳气体和氢气来中和所包含的任何酸性气体。
26.根据权利要求25所述的废品处理方法，其进一步包括：
(a)在进行所述用来自火焰的能量加热废品的步骤之前，向所述废品中加入还原剂或助熔剂。
27.根据权利要求26所述的废品处理方法，其中所述的废品处理产生含有大约45-55％氢气和大约30-40％一氧化碳气体的合成气体。
28.一种废品处理的方法，其包括：
(a)提供废品，其中所述的废品包括无机部分和有机部分；
(b)提供容器，所述容器中至少安装两个AC等离子体火炬；
(c)将所述废品引入到所述容器中；
(d)用所述的AC等离子体火炬之一产生火焰；和
(e)用来自火焰的能量加热所述废品。
29.根据权利要求28所述的废品处理方法，其进一步包括：
(a)使所述废品的无机部分熔融或玻璃化；和
(b)使所述废品的有机部分气化或分解。
30.根据权利要求29所述的废品处理方法，其中所述的步骤(a)和(b)同时进行。
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