一种等离子体高温熔融碳质混合固废处理系统、处理方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115662673A(43)申请公布日2023.01.31(21)申请号202211421690.9(22)申请日2022.11.14(71)申请人核工业西南物理研究院地址610000四川省成都市双流区西航港街道黄荆路5号申请人中核同创（成都）科技有限公司(72)发明人李箫波程昌明兰伟李平川张帆唐德礼(74)专利代理机构成都行之专利代理事务所(普通合伙)51220专利代理师张雪萍(51)Int.Cl.G21F9/30(2006.01)G21F9/32(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图2页(54)发明名称一种等离子体高温熔融碳质混合固废处理系统、处理方法(57)摘要本发明公开了一种等离子体高温熔融碳质混合固废处理系统、处理方法；处理系统包括炉前进料装置，用于收集碳质混合固废；浮选分离系统，用于对碳质混合固废进行浮选分离以得到精碳粉末和杂质；闪蒸放电装置，用于对精碳粉末放电处理以获得叠层石墨烯；等离子体熔融系统，用于对杂质进行加热熔融处理以获得玻璃熔融固化体和加热熔融尾气；补充燃烧装置，用于对加热熔融尾气进行补充燃烧；尾气处理系统，用于对从补充燃烧装置流出的气体进行净化处理以获得净化气体。本发明对碳质混合固废进行有效浮选，可以产出高附加值产品叠层石墨烯粉末，能够有效解决含碳固废回收难问题减少高温熔融炉内焦油焦炭及温室气体的产生，实现高度碳减排。CN115662673ACN115662673A权利要求书1/3页1.一种等离子体高温熔融碳质混合固废处理系统，其特征在于，包括：炉前进料装置，用于收集碳质混合固废；浮选分离系统，用于对碳质混合固废进行浮选分离以得到精碳粉末和杂质；闪蒸放电装置，用于对所述精碳粉末放电处理以获得叠层石墨烯；等离子体熔融系统，用于对所述杂质进行加热熔融处理以获得玻璃熔融固化体和加热熔融尾气；补充燃烧装置，用于对加热熔融尾气进行补充燃烧；尾气处理系统，用于对从补充燃烧装置流出的气体进行净化处理以获得净化气体。2.根据权利要求1所述的一种等离子体高温熔融碳质混合固废处理系统，其特征在于，所述浮选分离系统包括依序连接的一次破碎装置、一次浮选装置、一次分离装置，所述一次破碎装置连接所述炉前进料装置，所述一次分离装置连接所述等离子体熔融系统；所述浮选分离系统还包括依序连接的二次破碎装置、二次浮选装置、二次分离装置，所述二次破碎装置连接所述一次分离装置，所述二次分离装置连接所述等离子体熔融系统、闪蒸放电装置。3.根据权利要求2所述的一种等离子体高温熔融碳质混合固废处理系统，其特征在于，所述等离子体熔融系统包括等离子体高温熔融炉、等离子体炬、螺旋料斗、离心式石墨坩埚；多个等离子体炬倾斜设置在所述等离子体高温熔融炉的侧壁上；所述螺旋料斗连接所述一次分离装置、二次分离装置；所述离心式石墨坩埚设在等离子体高温熔融炉内，且离心式石墨坩埚的底部连通排渣通道，所述排渣通道内设有电阻丝加热线圈装置；所述等离子体高温熔融炉的出口连接所述补充燃烧装置。4.根据权利要求3所述的一种等离子体高温熔融碳质混合固废处理系统，其特征在于，所述补充燃烧装置的空气入口处连通有压缩空气罐，以向所述补充燃烧装置内补充空气；所述压缩空气罐的出口还连接所述等离子体高温熔融炉。5.根据权利要求3所述的一种等离子体高温熔融碳质混合固废处理系统，其特征在于，所述补充燃烧装置的出口还连接有颗粒收集装置，所述颗粒收集装置的出口连接所述一次浮选装置的入口。6.根据权利要求1所述的一种等离子体高温熔融碳质混合固废处理系统，其特征在于，所述尾气处理系统包括依序连接的尾气冷却净化装置和烟囱，所述尾气冷却净化装置连接所述补充燃烧装置，所述烟囱上设有污染监测器。7.根据权利要求3所述的一种等离子体高温熔融碳质混合固废处理系统，其特征在于，所述闪蒸放电装置的后端依序连接有电极材料制备系统、电极更换装置，所述电极更换装置的后端连接所述等离子体炬；所述电极材料制备系统用于将进入的叠层石墨烯加工成炬阳极材料和炬阴极材料，并将电极材料输送至电极更换装置；所述电极更换装置用于将炬阳极材料和炬阴极材料运输至等离子体炬，并将等离子体炬上的旧电极拆卸以更换新电极，以进行炬电极自供给。8.根据权利要求7所述的一种等离子体高温熔融碳质混合固废处理系统，其特征在于，2CN115662673A权利要求书2/3页所述炬阳极材料为石墨烯/铜基复合材料，所述炬阴极材料为石墨烯/沥青基材料；所述炬阳极材料由经活化处理的叠层石墨烯与铜粉和铌粉为原料，并按质量比为(3‑5):(80‑90):(3‑5)制备得到；所述炬阴极材料由经活化处理的叠层石墨烯和经浮选分离系统得到的精碳粉末为原料，并按照质量比为(1‑2):(90‑95)制备得到。9.基于如权