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等离子气化技术处理危废

2019/10/21 16:19:39      点击:

宁波热电股份有限公司 研发中心


一、 等离子态简介

自然界物质的状态通常分为固态、液态和气态,等离子态被认为是物质的第四态。气态物质随着温度的升高,构成气体分子的原子分离,再通过进一步升温,电子从原子中剥离,形成带正电荷的原子核及带负电荷的电子。该种电离过程频繁发生,电子和离子浓度达到一定数值时,形成等离子态物质。等离子体内粒子经过碰撞达到热力学平衡态,平衡条件被破坏,等离子体产生逃逸,所以控制不稳定性一直是受控聚变的研究重点。等离子态的物质具有良好的流动性和扩散性,导电性和导热性。等离子体主要应用于冶炼高熔点金属、直接还原金属、熔化快速固化;喷涂;焊接及切割。

二、 等离子气化技术处理危废

物质在等离子气化炉内,由等离子炬(用电运行)维持高温环境,采用电弧电离高温气体。垃圾所含的有机物原料分解成氢、一氧化碳、甲烷等可燃合成气,金属等无机成分在高温下成熔融状态从炉膛底部流出,冷却后成玻璃固体。等离子炬作为气化炉热源,有别于传统技术的利用样品本身热值点火燃烧,等离子炬电弧中心局部温度可达5500℃以上。高温环境下(1200℃以上)二噁英被彻底分解成可燃合成气,但气化后的气体必须进行净化处理,除去HCl等气体,防止二噁英再次合成。玻璃化的废渣成分与危废成分有关,需要进行浸出毒性测试,再根据一般固体废弃物排放标准衡量玻璃废渣,以及该废渣的用途或去处也待论证。

三、 等离子体固废处理技术方案

具有一定先进性的等离子体固废处理技术,其等离子体火炬枪质量好,寿命可达1000小时,较普通枪寿命(200-300小时)较高,但不确定更换火炬枪的价格。由于该高温焚烧技术处理温度高达1200℃及以上,技术安全性需要进一步论证。且等离子气化炉是用电提供热量,耗电量较高。该技术使危废达到熔融状态,再冷却达到玻璃态,但是熔融状态的监测有一定难度。最终玻璃态产物需要进行测试,以达到一般固废的排放标准。危废经过等离子体处理技术主要生成氢气及一氧化碳,属于重大危险源,需要严谨规划安全措施,并且需要监测二噁英的含量(虽然高温可防止其生成)。危废的前期液态预处理也存在一定风险,特别是酸碱中和反应放热,运维人员需加强安全管理。但是固废处理市场价高,且技术门槛较高,具有一定的稀缺性。

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