等离子气化技术固体废物处理中的应用

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1、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

2、，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

3、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

4、化和市场的推广应用一直存在较多障碍。综上所述，属于第三代“熔融气化”技术范畴的等离子气化炉处理固体废物具有以下优势：（1）炉内温度高，可彻底摧毁二英和呋喃等有害物质，可更有效保证净化后排放尾气的无害化效果。（2）炉内高温可使固体废物中的无机成分（灰分等）被熔化而形成无害的液态玻璃体排渣，减少填埋，更加环保也更具资源化利用价值。（3）产生的飞灰（属危险废物）可返回炉内作重熔处理并也形成玻璃体，可基本省去稳定化/固化处理和填埋的繁琐步骤。长远看是可节省宝贵土地资源的最彻底的未端解决措施。（4）规模和能力的设计弹性大，基本能处理

5、各类固体废物，特别是能解决当前许多危险废物处理面临的环保难题，适应性广。（5）等离子气化炉为常压固定层气化炉，操作安全；等离子体火炬为电加热设备，开启和停车方便；布置紧凑，占地小。（6）效率较高，具有经济竟争性。2等离子气化技术在固体废物处理中的经济性采用等离子气化炉处理固体废物可使装置的环保水平上一个新台阶，但这却是以增加处置成本来实现的。最突出的是固体废物中的无机成分（灰分等）被熔化而形成液态排渣时需要较多的熔融热；等离子体火炬向炉内喷出高温和高热密度的气体射流的作用就是维持炉底部熔渣熔池的温度和保持炉内的温度条件。固

6、体废物中的无机成分（灰分等）含量越高，所需的熔融热和等离子体火炬的耗电也就越多，处置成本就要增加。而传统以干态排渣的处理设备则没有这一问题（也需考虑炉渣的填埋成本）。以需要耗电较多的垃圾焚烧飞灰为例，其主要成分为含Si、Ca、Al、Fe等的氧化物和少量Na、K等的氯化物以及钙盐，还有被活性炭吸附的微量重金属和二英等有害物质。飞灰中的残炭很少，所以基本无热值。用等离子炉处理飞灰，是一种使飞灰再熔融和排出炉后形成无害玻璃体（可牢牢固化有害重金属）的过程，并有很好的减容效果（玻璃体密度为2.7～3.3，减容比大于4）。同时，玻璃

7、体经浸出毒性检测，可鉴别为不属危险废物。因此，这项处理措施既可使飞灰无害化也能使其资源化，这能很好地解决飞灰处理的环保难题。但是，飞灰所需的熔融热如折合电热，每吨需700～900度电，处置成本每吨需800～1000元。处理其他有一定热值的固体废物（如污泥、医疗垃圾、废旧线路板和油漆渣等）时，等离子体火炬的耗电就要少一些；处置成本也比处理飞灰要低。固体废物的热值越高，处置成本就越低；所含灰分越少，处置成本也越低。综上所述，在当前处理固体废物的处置费较紧的条件下，考虑危险废物成分复杂和危害性大，以及危险废物处置费高一些的情况，

8、等离子气化炉的处理对象应重点集中在各类危险废物上。项目决策时要兼顾国家规定和标准的要求，经济性以及危险废物的处理条件等相关因素。（1）如果危险废物经处理后产生的炉渣也属危险废物，必须要作稳定化/固化处理并要送安全填埋场，因此炉渣处置成本高。这类项目应考虑采用先进的等离子气化炉。（2）如果危险废物中含有金