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等离子体技术

发布时间:2019-12-19 点击次数:365

等离子体技术——垃圾处理

1、等离子体垃圾处理技术的原理

功率的热等离子体内被加热,等离子体炬的温度可以达到3000℃~30000℃,超高温度足以摧毁地球上的任何材料,所以有机可燃的成分在缺氧条件下利用热能,快速升温干燥气化,使化合物的化合键断裂,转化成可燃性气体,热解后不可燃的残留物在高温条件下通过熔融处理转化成渣体,这些渣体可以实现再生利用做成玻璃,也可以成为建筑的原料。

从微观上分析,介质在密闭空间里通过强大电弧的作用,使空气电离产生等离子体,激发出大量的高能电子,高能电子轰击垃圾废弃物,大分子量的垃圾废弃物发生复杂的反应,从而降解成小分子量的H2、CH4和对人体危害较小的物质。

2、等离子体垃圾处理工艺

等离子垃圾处理系统主要包括进料系统、等离子体焚烧处理系统、熔化产物处理系统,烟气处理系统、余热利用系统、冷却密封系统组成。

当垃圾由专门的运输车运送至专门的垃圾处置场,分离出有利用价值的垃圾,将无法回收利用的垃圾投放到密封的上料系统中进行干燥处理。对垃圾进行均匀干燥处理后,在等离子体体主燃室高压、厌氧的条件下充分热解,有机物被分解气化,产生热解气体。

气体进入副燃室,在等离子炬的火焰下裂解,完成离子化,形成小分子量的气体和活性离子,主要是CO、H2、CH4等,经气化炉底部激冷后形成玻璃态的渣体。经过完全燃烧后产生的高温烟气经过烟气净化系统后排到环境中,回收利用高温烟气的余热可以用来发电、城市供暖等。而热解产生的炉渣经过高温熔融处理形成的玻璃化物质,沉积到气化炉底部的渣池中,实现了炉渣的无毒无害化处理。

3、国内外等离子体垃圾处理系统研究现状

随着等离子体技术的不断发展,等离子体设备不断创新,成本也随之降低,许多学者做了大量的科学研究和建模实验,为等离子体垃圾处理系统的商业化运行打下了良好的基础。

国外研究现状:

国外对垃圾处理的等离子体技术主要以直接等离子体气化和常规气化与等离子体整合技术结合为主。

美国西屋等离子体公司采用的方法就是直接等离子体气化,直接将垃圾放在等离子体中,由几个较为完善的子系统组成,分别为垃圾预处理系统、等离子体气化系统、合成气系统和产品处理系统。但是这种方法耗电量大,合成气以CO和H2为主。

加拿大普拉斯科能源公司主要采用的方法就是常规气化与等离子体整合技术结合在一起的技术,垃圾在反应器里先形成精度比较小的合成气,此合成气经过等离子体电弧重整后转变为精度较高的合成气。

目前瑞典、美国、德国、日本等国正逐渐关闭焚化炉转向等离子体废物处理系统,建立了一定规模的城市固体废物的等离子体处理厂。

国内研究现状:

中科院力学研究所对等离子垃圾处理进行了多方面的研究,包括等离子体反应器内流动特性、玻璃体物理和化学稳定性,并在实验室简历了3t/d处理医疗废物的生产线,并且与企业合作完成2条工业规模处理危险废物的生产线



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