固体垃圾无害处理-等离子火炬气化技术

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1、固体垃圾无害处理---等离子火炬气化技术(PlasmaTorchGasfication)1．前言1．1．中国城市垃圾处理现状垃圾处理是世界各国环境保护的焦点之一。中国城镇民众生活和社会活动中面最大、分布最广的城市生活垃圾污染引起的生态安全问题已经十分严峻。据主管部门的统计数据：中国668个城市垃圾年清运量达1.15亿吨，处理率已达60%以上。然而，在这比较乐观的数据下，掩盖着不乐观的现实：即处理率不等于无害化达标率。70%以上的垃圾填埋场缺少必须的防渗设施，90%以上的填埋场未有效地进行渗滤液处理

2、，99%以上的填埋气体未经燃烧处理或回收利用；在垃圾焚烧处理方面，中国已运行的多数是50吨/日以下的小炉子，尾气处理程度距国家环境污染控制标准相距很远。要知道，中国目前的垃圾填埋和焚烧污染控制标准不是高标准，而对目前中国经济承受能力和环保科技发展进行综合分析的基础上提出的环境污染控制底线，它大体上相当于发达国家80年代初的污染控制水平。目前我国的城市垃圾处理主要是如下三种主要的处理方法：（A）填埋处理填埋是大量消纳城市生活垃圾的有效方法，也是所有垃圾处理工艺剩余物的最终处理方法，目前，我国普遍采用

3、直接填埋法。所谓直接填埋法是将垃圾填入已预备好的坑中盖上压实，使其发生生物、物理、化学变化，分解有机物，达到减量化和无害化的目的。填埋处理方法是一种最通用的垃圾处理方法，它的最大特点是处理费用低，方法简单，但容易造成地下水资源的二次污染。随着城市垃圾量的增加，靠近城市的适用的填埋场地愈来愈少，开辟远距离填埋场地又大大提高了垃圾排放费用，这样高昂的费用甚至无法承受。17（B）焚烧处理焚烧法是将垃圾置于高温炉中，使其中可燃成分充分氧化的一种方法，产生的热量用于发电和供暖。焚烧处理的优点是减量效果好（焚

4、烧后的残渣体积减少90%以上，重量减少80%以上），处理彻底。但是，由于垃圾含有某些金属，焚烧具有很高的毒性，产生二次环境危害。焚烧处理要求垃圾的热值大于3.35MJ/kg，否则，必须添加助燃剂，这将使运行费用增高到一般城市难以承受的地步。（C）堆肥处理将生活垃圾堆积成堆，保温至70℃储存、发酵，借助垃圾中微生物分解的能力，将有机物分解成无机养分。经过堆肥处理后，生活垃圾变成卫生的、无味的腐殖质。既解决垃圾的出路，又可达到再资源化的目的，但是生活垃圾堆肥量大，养分含量低，长期使用易造成土壤板结和地

5、下水质变坏，所以，堆肥的规模不易太大。不论城市生活垃圾的填埋、焚烧或堆肥处理，都必须要有预处理1.2.垃圾变能源等离子火炬气化技术城市固体垃圾处理技术,垃圾变能源----“等离子火炬气化技术(PlasmaTorchGasfication)”。1．2．1.技术来源简述等离子火炬气化技术最早来源于美国NASA上世纪60年代用于材料的抗热实验，70年代开始用于冶金和材料热处理行业，80年代开始处理医学等固体废弃物，近年来开始有人研究用于处理城市和工业垃圾。1.2.2.等离子火炬气化技术的主要优点等离子火

6、炬气化技术用于处理各类污染物具有处理流程短、效率高、适用范围广等特点，尤其是对于多氯联苯类(PCB)、氟里昂类等难消解含卤化合物及生物技术产业、农药、医院等的特殊废弃物处理，常规的燃料热源技术的处理效率常不能达到国际规定的标准(PCB的消解效率必须大于99.9999%)，并且更高毒性的多氯二苯并二(PCDDs)与多氯二苯并呋喃(PCDFs)的二次污染问题日益引起人们的重视。等离子火炬气化技术既可用于处理废气又可用于处理废水、固体废物、污泥、甚至放射性废物。据初步推算，日处理750吨的垃圾处理场可以

7、利用垃圾产生60MW的电能，除去垃圾处理本身花费的10MW的能量外，还可富裕50MW的电能并如电网提供给其他的用户。172．等离子火炬气化技术的工作原理Ithinkwemakethisassimpleaspossible.2．1．等离子体的概念等离子体是物质存在的第四态，它是气体电离后形成的，是由电子、离子、原子、分子或自由基等粒子组成的集合体，它具有宏观尺度内的电中性与高导电性。等离子体是极活泼的反应性物种，使通常条件下难以进行或速度很慢的反应变得快速，尤其有利于难消解污染物的处理。在人工生成等

8、离子体的方法中，气体放电法比加热的办法更加简便高效，诸如荧光灯、霓虹灯、电弧焊、电晕放电等等。图1是气体通过加热或放电形成等离子体的示意图。按粒子的温度等离子体可分为两大类，热平衡等离子体(或热等离子体)与非热平衡等离子体(或冷等离子体)，如图2所示。冷等离子体的特征是它的能量密度较低，重粒子温度接近室温而电子温度却很高，电子与离子有很高的反应活性。相对地，热等离子体的能量密度很高，重粒子温度与电子温度相近，通常为10000K至20000K的数量级，各种粒子的反应活性都很高，本文后