等离子气化技术

浅谈危废等离子体气化熔融处置技术【摘要】对于危废处置，主要为焚烧法、填埋法、物化法等处理处置技术。

但由于缺乏行之有效的处置技术，导致我国危废处置能力长期严重不足，且常规技术存在次生危废二次污染问题。

固体废弃物等离子体熔融气化处置技术，利用等离子体炬高温、高能量密度、低氧化气氛之优势，可在气化炉内产生高达1600℃高温，在此温度下，固体废弃物中的有机物质（含毒性、腐蚀性、传染性物质）完全裂解气化为可燃合成气（主要成分为CO、H2），无机物质（含矿物质、重金属类物质）高温熔融为玻璃态物质并回收利用。

【关键词】危废等离子体高温玻璃态1、技术背景环境问题是当今世界共同面临的重大课题之一。

各类废弃物，特别是危险废物，由于具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性或感染性等一种或几种危险特性，环境危害特别严重。

对于危废处置，主要为焚烧法、填埋法、物化法等处理处置技术。

但由于缺乏行之有效的处置技术，导致我国危废处置能力长期严重不足，且常规技术存在次生危废二次污染问题。

在环保监管力度增强，危废政策不断出台，尤其是省级细则落地，各省均推出省级督查方案背景下，危废处置刚需再次提升，尤其是要求进入规范渠道处置的量增加。

固体废弃物等离子体熔融气化处置技术，利用等离子体炬高温、高能量密度、低氧化气氛之优势，可在气化炉内产生高达1600℃高温，在此温度下，固体废弃物中的有机物质（含毒性、腐蚀性、传染性物质）完全裂解气化为可燃合成气（主要成分为CO、H2），无机物质（含矿物质、重金属类物质）高温熔融为玻璃态物质并回收利用。

等离子体无害化处理装备及相关技术已被纳入《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录》，政策利好，前景广阔；技术发展趋势为填埋逐步向热处理技术发展，目前市场以回转窑技术为主，热解炉协同其他形式焚烧炉为辅，以等离子体炉为代表的高温气化熔融技术凭借经济、环保、高效等优势将蓬勃发展。

2、技术背景采用等离子体气化熔融危险废物，在气化熔融炉内，等离子体炬提供高温、高反应活性的还原性气氛，将危废中的有机质（包括各类难降解有机污染物）转化为以CO、H2为主的可燃气，将危废中的无机物熔融，经冷萃，熔融态残渣将重金属包裹与硅-氧网格中，转化为玻璃体态一般无机物。

科技成果——等离子体气化熔融技术适用范围适用于各类工业废物、医疗垃圾、飞灰、重金属污泥、含油污泥等危险废物的无害化处置。

成果简介等离子体是由电子、阳离子和中性粒子组成的整体上呈电中性的物质集合；是物质的第四态（固/液/气/等离子体），自然界90%以上为等离子体态，它具有宏观尺度内的电中性与高导电性。

等离子体气化熔融技术利用热等离子体的上万度高温、高能量密度和高活性，快速将废物进行高温裂解，其产物为玻璃态无机物；所产生的气体通过高温环境下的还原反应，分解为原子和最简单的分子，其中有毒有机物尤其是二噁英和呋喃都被彻底分解为无毒的小分子物质。

技术效果等离子体技术是国际公认的最先进的固废处理技术，被冠以“固废终结者”的美誉，可真正实现固体废物的减量化、无害化、稳定化及资源化目标。

等离子体气化熔融技术可以实现高温彻底分解二噁英，重金属包容在固化体内，彻底解毒；二次固废自循环处理，实现闭式循环、废物终结，经净化后的气体排放满足欧盟标准，废水可经过净化处理达标排放或回用，系统实现清洁化生产“近零排放”；运行期间产生的灰渣彻底无害化处理，无需堆存及填埋，节约土地资源，可有效避免对环境的二次污染，最终产生的玻璃态固化体可直接作为道路、人行道及筑堤的配料，也可进一步转化为高附加值的材料如石棉、泡沫玻璃、微晶材料，实现资源化回收利用。

应用情况已形成40余项等离子体废物处理专利群，核心专利获得国家发明专利优秀奖；已形成10吨/天、20吨/天、30吨/天等多个标准系列，可根据需求优化组合形成更大规模的工程。

已建成示范工程1个，在建正式运行工程3个：在广东清远已建成10吨/天综合危险废物等离子体无害化处理示范工程；在江苏无锡与地方政府共同投资在建60吨/天等离子体无害化处理标杆工程；承接了广东东莞30吨/天综合危险废物等离子体无害化处理项目EPC工程，东方园林甘肃酒泉低放射性废物减容处理项目等离子体示范线EPC工程。

成本估算工艺系统设备投资和运行成本根据项目废物处理对象以及处理规模的不同而存在差异，具体为：处理量10吨/天设备投资2500-3000万元；处理量20吨/天设备投资3500-4000万元；处理量30吨/天设备投资5000-6000万元。

微波等离子煤气化在当代和未来可预见的前景，世界能源工业利用的有机染料重点定位在使用化石燃料，大部分是劣质煤炭，其发电份额为40％。

各地的能源煤质量正在下降，同时在降低燃料的发热量时导致了其点燃和燃烧的困难，并增加了对环境的有害影响。

在高温条件下，等离子体可以处理和气化任何废物，这使得等离子技术成为处理整个高能物质（比如说矿物和人造废物）的最通用和最有效的方法。

获得能源和化学合成气体最重要的资源是:低等级矿物燃料•油页岩•泥煤•褐煤各种废物•市政废物•工业废物•医疗废物植物和生物废物•木材和木制品•伐木和木材加工产生的废物•农业废弃物•淘汰的农产品•来自家禽养殖场和屠宰场的废物•粮食生产废物合成废物（聚合物，塑料）•聚乙烯废料，塑料制品，合成纤维织物------------------------------------------------------------•汽车轮胎及其他橡胶废料•电子和电气设备的聚合物组件•含塑料的家居用品石化废物•炼油厂废物其中包括酸性焦油•石油残渣•用过的润滑油•蒸馏余液•沥青砂•清除沥青，软屋顶废物➢气化过程的技术可以是自热的，借助气化燃料的等离子体处理，当从外部供应所需的热量时，通过燃烧部分气化燃料和等温来获得吸热气化过程所需的热量。

➢气化过程中使用的氧化剂类型也不同，有时称为气化剂，比如：空气，氧气（或富氧空气），水蒸气，二氧化碳或这些物质的混合物。

➢气化方法在产生的气体（能源，工艺或天然气替代品）的成分和用途方面也不同。

工艺合成气适合作为各种合成的化学原料，包括用于生产液体燃料产品。

在各种气化模式科学研究的基础上，由《乌克兰普拉斯玛》科研生产有限公司的专家获得了使用以下类型的气化而获得高热量合成气的技术数据。

:1.空气气化；2.蒸汽注入气化；表中列举了在蒸汽等离子体气化时获得具有的发生炉煤气的成分。

------------------------------------------------------------（发生炉）煤气成分CO一氧化碳％36,6H2氢气％32,3CH4甲烷％2,51O2氧气％3,42 CO2二氧化碳％0,5N2氮气％14,6H2S硫化氢％0,94SO2二氧化硫％0,12NOx氮氧化物毫克/立方米1,02焦油（黄褐块炭）毫克/立方米0,13灰中可燃物（碳）％0,94从环保和经济的角度来看，蒸气等离子体气化是最有前景的方法。

等离子气化技术在固体废物处理中的应用针对近几年来等离子气化技术在国内固体废物处理中的应用情况，对该技术的先进性和经济性作了进一步分析；介绍了一些应用案例，认为等离子技术在许多方面，特别是在危险废物处理方面具有应用推广前景。

关键词:等离子气化技术；固体废物处理；经济性分析；应用案例中图分类号:X705 文献标志码:A 文章编号:1006-5377（2015）11-0000-04等离子气化技术在固体废物处理中的应用1等离子气化技术在固体废物处理中的优势采用等离子气化技术处理固体废物的设备是等离子气化炉。

气化炉的炉体为钢制直立式容器，炉体内衬耐火材料。

气化炉的热源是安装在炉体下部沿壁均布的金属电极等离子体火炬（也叫等离子体喷枪或等离子体电弧发生器）。

金属电极等离子体火炬需要的工作气体（据此可喷出高温气体射流）可以是含氧气体（空气、富氧或纯氧）和惰性气体。

等离子气化炉所需的氧化剂气体可从外部鼓入以充分利用固体废物自身的热值。

在炉内高温条件下（炉内上部可达900℃～1000℃，炉内下部可达1600℃～1700℃），固体废物中的有机成分发生部分氧化反应而生成可利用的合成气（含有CO、H2和CH4等成分的低热值燃气），二英和呋喃等有害物质基本被彻底摧毁；而固体废物中的无机成分则在炉底部被熔化，以熔融态排出并形成无害的玻璃体材料，可作为建材原料。

还有另一类型用等离子技术处理固体废物的设备是等离子热解炉。

多年来国内外的小型试验装置都是这种炉型。

其热源是以成对方式安装在炉体相应部位的石墨电极。

因此，电极需要的工作气体只能是惰性气体，而且不能向炉内鼓风（不能接触氧）。

热解炉处理固体废物需要完全依靠电热来熔融其中的无机成分和裂解有机成分，虽也能达到处理效果和使尾气量少一些，但耗能较高且不能利用固体废物物料自身的热值，加上石墨电极等离子弧炉的结构又限制其不易放大。

因此，等离子热解炉的工程化和市场的推广应用一直存在较多障碍。

固体废物处理应用等离子气化技术的分析摘要：强化对固体废物的处理，是国家环保工作的要求，也是环保产业发展的必然趋势，有助于推进社会经济的可持续发展。

传统处理固体废物的方式存在一定的不足，本文就等离子气化技术的工艺流程及其在固体废物处理中的实际应用进行分析。

关键词：固体废物；废物处理；等离子气化技术；等离子气化炉随着人们生活水平的不断提升，固体废物也越来越多，当前已对自然昏厥造成了严重的影响。

因此，合理处理固体废物非常重要也极有必要。

等离子气化技术可通过等离子气化炉使固体废物中的有机部分产生氧化作用，进而形成可供使用的合成气，也能在一定程度上销毁固体废物中的有害物质，固体废物中的无机部分则被熔化，形成无害的玻璃体材料，可进行再度利用。

应用等离子气化技术处理固体废物，具有无害化效果、环保、适应性广、操作安全、效率高等优势。

1 应用离子气化技术处理固体废物的工艺流程首先，对固体废物进行拆解，安全分离包装材料、塑料部件、含有有害物质的元件、水银开关、电池等；其次，用破碎设备破碎可破碎的元件与材料，进行磁选与风选，分类铁、铝以及塑料等；然后，将包含可用金属、贵金属的元器件送至等离子气化炉中，炉底排除炉渣以及熔融的铜与贵金属的混合物；最后，通过电解方式，进一步处理以获得贵金属。

离子气化技术处理固体废物的工艺流程见图1所示。

2 等离子气化技术在固体废物处理中的实际应用2.1 处理带发电装置的生活垃圾以每年处理500吨带发电装置的生活垃圾为例。

当前进行固体废物处理的整套工艺设备已经非常成熟，若用等离子气化炉替代炉排炉，则需要另增加两台后燃室，以处理从等离子气化炉排出的合成气，由此导致整套工艺设备的投资要比之前增加20%。

另外，采用等离子气化炉设备，每吨垃圾的处理成本也比采用炉排炉要高出近百元，分析原因，与等离子气化技术工艺需要更多熔融热有较大关系。

为了降低垃圾处理成本，有人提出了弥补措施，即用玻璃体材料生产保温砖以获得利润。

等离子气化处理生活垃圾解决二恶因污染一、二恶因及二恶因的来源二恶英/二恶英（拼音：èr è yīnɡ，英文：Dioxin)全称分别是多氯二苯并二恶英 polychlorinated dibenzo-p-dioxin简称PCDDs）和多氯二苯并呋喃 polychlorinated dibenzofuran（简称PCDFs）。

由2个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为多氯二苯并二恶英（PCDDs）；由1个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为多氯二苯并呋喃（PCDFs）。

每个苯环上都可以取代1～4个氯原子，从而形成众多的异构体，其中PCDDs有75种异构体，PCDFs有135种异构体。

二恶英类结构式(2张)自然界的微生物和水解作用对二恶英的分子结构影响较小，因此，环境中的二恶英很难自然降解消除。

它包括210种化合物。

它的毒性十分大，是砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称，万分之一甚至亿分之一克的二恶英就会给健康带来严重的危害。

二恶英除了具有致癌毒性以外，还具有生殖毒性和遗传毒性，直接危害子孙后代的健康和生活。

因此二恶英污染是关系到人类存亡的重大问题，必须严格加以控制。

国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物。

环保专家称，“二恶英”，常以微小的颗粒存在于大气、土壤和水中，主要的污染源是化工冶金工业、垃圾焚烧、造纸以及生产杀虫剂等产业。

日常生活所用的胶袋，PVC（聚氯乙烯）软胶等物都含有氯，燃烧这些物品时便会释放出二恶英，悬浮于空气中。

大气环境中的二恶英90%来源于城市工业排放及垃圾焚烧。

含铅汽油、煤、防腐处理过的木材以及石油产品、各种废弃物特别是医疗废弃物在燃烧温度低于300-400℃时容易产生二恶英。

聚氯乙烯塑料、纸张、氯气以及某些农药的生产环节、钢铁冶炼、催化剂高温氯气活化等过程都可向环境中释放二恶英。

二恶英还作为杂质存在于一些农药产品如五氯酚、2，4，5-T等中。

垃圾焚烧过程中二恶英的形成机制仍在研究之中。

垃圾等离子气化技术研究作者：黄静来源：《价值工程》2020年第26期摘要：简要介绍了垃圾等离子气化技术及其主要特点，总结了当前主流垃圾等离子气化技术及国内研究现状，通过典型项目案例分析了我国垃圾等离子气化技术工程应用存在问题及发展趋势。

关键词：等离子气化技术;垃圾气化技术;工程应用Abstract： The plasma gasification technology for garbage and its main features are briefly introduced. The current mainstream plasma gasification technology and domestic research status are summarized. The problems and development trend of the application of plasma gasification technology in China are analyzed through typical project cases.1; 垃圾等离子气化技术1.1 等离子气化技术介绍1.1.1 技术简介等离子气化技术起源于20世纪60年代，通过等离子炬产生高达5000K的高温环境，将垃圾加热至高温，有机成分转化成合成气，其他物质则转变为玻璃体状的熔渣，從而实现垃圾、危废的有效处理。

合成气可用于转化成各种能源产品，如电力、甲醇、乙醇、生物柴油等;熔渣则可以作为建筑材料的原料。

1.1.2 技术特点①等离子体。

等离子体是一种高温热能，被称为固、液、气三态之外的第四态。

等离子体可以由等离子炬产生，在炬内产生类似于闪电的电弧，让空气流过电弧而产生等离子体。

等离子体温度高达5000度，可以被加以控制和引入气化炉。

②等离子气化。

等离子气化炉是一种在高温、缺氧状态运行的容器，利用等离子炬作为气化炉的热源，提供用于维持炉内高温环境的能量，将炉内原料有机部分分解成氢和一氧化碳等简单化合物，即合成气，而如金属、玻璃、混凝土等无机成分则熔化为玻璃体熔渣，从气化炉底部排出。

等离子气化技术
嘿，朋友们！今天咱来聊聊等离子气化技术，这可真是个了不起的玩意儿啊！
你说啥是等离子气化技术呢？简单来说，就好像有一把神奇的火焰喷枪，能把各种东西变成超级有用的东西！就好比孙悟空七十二变一样，厉害得很呢！
想象一下，那些平常我们觉得没啥用的垃圾、废弃物啥的，扔在那占地方还污染环境。

可要是有了等离子气化技术，哇塞，一下子就不一样啦！它能把这些垃圾变成可以再利用的能源，这不是变废为宝嘛！这多牛啊！
而且啊，这技术还特别环保呢！它不会像有些处理方法那样产生一堆难闻的气味或者有害的物质。

它就悄悄地工作着，把那些垃圾都给解决掉啦。

这就好比一个默默奉献的超级英雄，守护着我们的环境呢！
咱再想想，要是没有这个技术，那些垃圾可咋办呀？堆得像山一样高？那可太可怕啦！但是有了等离子气化技术，就不用担心啦。

它能把那些看似毫无价值的东西变得有价值起来，这不是魔法是什么？
你说它是不是很神奇？它就像是一个神奇的魔术师，能把垃圾变成宝贝！咱生活中那么多垃圾，要是都能通过它来处理，那得节省多少资源，保护多少环境呀！
你可能会问啦，这技术这么好，那是不是很难实现呀？嘿嘿，其实也没那么难啦！科学家们一直在努力研究和改进呢，让它变得越来越好操作，越来越实用。

这等离子气化技术啊，就像是我们生活中的一个秘密武器，能帮我们解决很多大问题呢！咱可得好好感谢那些研究它的科学家们，是他们让我们的生活变得更美好呀！
所以说呀，等离子气化技术真的是太重要啦！它让我们的生活变得更干净、更环保、更有希望！咱可得多多支持和关注它，让它为我们的未来发挥更大的作用呀！。