危险废物等离子体焚烧处理技术
科技成果——等离子体危废处置技术
科技成果——等离子体危废处置技术技术开发单位中国航天科技集团有限公司第六研究院适用行业节能环保适用范围适合于危险废弃物的无害化处理及资源化利用成果简介该技术系统主要由等离子体炬系统、气化熔融炉、可燃气焚烧系统、余热利用系统、烟气净化系统构成。
由等离子体炬系统产生温度高达3000-5000℃，能量密度高的等离子体；在气化熔融炉内，等离子体提供高温、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。
可燃气在焚烧系统中进一步焚烧释放出热量，并被余热利用系统转化为热蒸汽供热或发电，烟气经净化后达标排放。
技术效果（1）该技术处置范围广，适用于爆炸性、辐射性、酸碱性较强以外的大多数危废。
（2）清洁性与彻底性，次生污染物量极少，熔融出料后的玻璃态底渣为一般无机物，经《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别（GB5085.3-2007）》所述之方法鉴别后，各项浸出毒性检测值小于其标准值，可用作建材原料。
烟气可实现欧盟2010标准排放，污水达一级污水标准，可直接排放。
（3）融合了电弧放电等离子体技术、气化熔融技术、烟气净化技术，整体技术水平达到了国内领先、国际先进。
（4）兼容性好，可用于新建危废处理厂，也可配套于原危废处理厂，用于处置次生危废。
（5）经济性好，处置费用低于回转窑焚烧处置。
应用情况在基础研究方面，建设的机理样机系统验证了危废等离子体气化熔融技术“清洁性、彻底性”的核心优势，并揭示“高温、还原性气氛”对二噁英、飞灰等次生危废抑制减量机理。
在关键设备研发方面，成功研发系列化等离子体炬、气化熔融炉等核心设备。
等离子体炬阴极寿命≥600h，电热效率≥80%。
气化熔融炉核心温度保持3000-5000℃，熔池温度保持1500-1700℃，已实现连续80余天连续运行。
在整体工艺方面，形成了包括危废配伍、气化熔融、烟气净化等完整危废处置工艺。
垃圾等离子体焚烧技术方案
垃圾等离子体焚烧技术方案一、技术必要性目前我国医疗垃圾和工业危险废物处理方面存在比较严重的问题。
医疗废物包括使用过的注射器、针头、输液管、纱布、药瓶、废医疗塑料制品、有毒棉球、废敷料、手术残物、动物实验废弃物、感光乳液、废显影液等等.这些垃圾含有大量的传染性病毒,是细菌病毒的滋生地.这些垃圾目前主要的焚烧处理方式一般仍采用传统的气、油燃烧方法,而这种气、油燃烧方法采用的焚烧炉处理由于炉内温度不高（一般均低于900℃，而实际情况只运行在700℃以下），极易产生二恶英（600℃～800℃),传染性病毒也不能被彻底处理（一些传染性病毒在1100℃仍会生存)，燃烧的垃圾灰仍残余有三分之一以上的可燃物及部分细菌，燃烧后的垃圾灰作为生活垃圾填埋，一段时间后会析出地面,仍旧会对环境造成二次污染，渗出后影响土壤、水质，人、畜饮用被污染的水后易患病，并迅速感染蔓延。
即使使用包装进行集中处理，在运输过程中也极易散发,造成环境的二次污染。
医疗垃圾和工业危废的传统焚烧处理方式，除了无法达到理想的处理效果，有很强的二次污染隐患外,还引发了严重的社会问题，武汉汉阳锅顶山垃圾焚烧发电厂及其周边医疗废物焚烧厂自建成以后始终负面新闻缠身，周边居民因废气污染而多人身患疾病，由此引发群体性事件，锅顶山垃圾焚烧发电厂与医疗废物焚烧厂因此被迫关厂半年。
绿色动力投资运营的广东江门医疗垃圾焚烧中心则因居民投诉而彻底停产。
如今医疗垃圾与工业废物的焚烧处理项目即使通过立项，与地方政府达成合作意向，也往往因居民抗议而中辍.中国医疗垃圾与工业危废的产生量逐年大幅度上升，形成了庞大的处理压力,现有处理能力存在不小的缺口，多个省市有新闻报道医疗废物大量积压，为缓解压力，类似武汉锅顶山项目等存在问题，引发民愤的项目也不得不继续运行。
然而继续使用传统气、油焚烧的新项目难以启动建设工作，这些事实说明，具有先进技术，无二次污染，处理能力强的医疗垃圾、工业危废处理项目是有很强的必要性的，且因全国地区面对不同程度的处理压力，一旦有典型成功项目启动运营，依靠项目的示范作用和区域辐射作用，有望在所在省份乃至全国范围内复制建设。
等离子体火炬含油污泥工业污泥焚烧处理技术方案
等离子体火炬含油污泥工业污泥焚烧处理技术方案等离子体火炬是一种高温焚烧设备，适用于处理含油污泥和工业污泥等废弃物。
其工艺原理是利用等离子体通过高温氧化反应将废弃物完全燃烧，将有害物质转化为无害物质。
下面是一个关于等离子体火炬处理含油污泥和工业污泥的技术方案。
1.废弃物预处理首先，将含油污泥和工业污泥进行分离和预处理。
对于含油污泥，可以通过离心脱水和浓缩等处理方法降低其含水率，将污泥中的水分剥离出来。
对于工业污泥，可以通过筛分和物理方法去除其中的杂质和颗粒物。
2.等离子体产生使用等离子体发生器产生高温等离子体。
等离子体是一种高能、高温、高速运动的高电离气体，具有极高的反应活性和化学能，能够有效分解污染物和有机物。
3.燃烧室设计将预处理后的含油污泥和工业污泥送入燃烧室，进行高温焚烧处理。
燃烧室应根据废弃物的性质和产生的气体进行合理设计，保证焚烧过程中污染物得到彻底燃烧，同时减少二次污染的产生。
4.净化系统焚烧过程中产生的气体需要经过净化系统进行处理。
该系统由除尘器、吸附装置、脱臭装置等组成，可以有效去除气体中的颗粒物、有机物和气味等污染物。
除尘器可采用静电除尘器或布袋除尘器，吸附装置可采用活性炭或吸附树脂，脱臭装置可采用氧化脱臭或化学吸收等方式。
5.残渣处理焚烧后产生的残渣称为飞灰，一般含有少量的重金属等有害物质。
飞灰可以进行资源化利用，如制备水泥材料、填埋场建设等。
对于含有重金属的飞灰，需要进行中和处理或稳定化处理，以降低其对环境的潜在危害。
6.废气排放经过净化处理的废气可达到国家标准，可以通过烟囱排放到大气中。
对于特殊行业和环境敏感区域，可以增加脱硝装置，以降低废气中氮氧化物的排放。
通过等离子体火炬处理含油污泥和工业污泥，可以实现废弃物的无害化处理和资源化利用。
该技术方案具有高效、节能、环保等特点，在实际应用中已经得到广泛使用和验证。
同时，还需要根据具体情况进行工程设计和操作管理，以确保处理效果和安全运行。
采用热等离子体处理危废有哪些优势原理？
采用热等离子体处理危废有哪些优势原理？
危废处理是现今环保处理领域比较热门的一个话题，有很多种处理方法也是层出不穷，现在新出一种叫热等离子体处理危废的工艺很是流行，依斯倍环保作为一家知名水处理环保企业，在业内也做过一些危废废水处理的工程项目，对这块领域也十分熟知，那么下面我们就采用热等离子体处理危废有什么优势原理给大家简单介绍下：
利用等离子体的高温特性对危险废弃物进行裂解、气化和玻璃化等处理，在高温下将有机物完全热解/裂解成小分子（如合成气体CO和H2）从而用于合成化工产品或进行发电，将含重金属的无机物熔融固化成无害的玻璃体（可用作建筑材料），实现对危险废弃物的无害化、减容化和资源化处理。
等离子体处理技术优势
1、等离子体炬核心温度达6000°以上，炉内温度可达1000~1600°，电子/化学反应能力高，裂解彻底
2、等离子体裂解为非焚烧技术，它通过高温使化学键断裂——无机化。
3、环保效益极好，低碳节能——二噁英排放量极少
4、POPs，含氯成分阻燃，破坏燃烧自由基——二噁英结构
5、少量裂解气体，高热值可燃气体，可回收利用
6、尾气洁净，洁净成本低，设备和运行成本低
7、可处理对象多：废气、废液、废固，如核废料、化学武器、多氯联苯、废农药、焚烧飞灰、医疗废物等等
8、替代焚烧的新一代技术——高端产业。
等离子体医废处置方案
等离子体医废处置方案简介等离子体医废是指在医疗过程中产生的含有生物危害物质和传染性物质的废弃物。
由于易感染和传播病毒等病原体，等离子体医废的处置变得尤为重要。
等离子体技术是一种高温等离子体反应技术，它可以通过高温等离子体将有机物气化分解，同时有效杀死病菌和病毒，达到无害化处理的目的。
因此，等离子体技术被广泛应用于医废处理领域。
本文将介绍等离子体医废处置方案的具体实现方法和优点。
实现方法制备等离子体制备等离子体需要先将空气或氧气引导到等离子体反应器中，再通过高频电极激发气体，形成等离子体。
等离子体的主要成分为电子、离子、自由基等活性物质。
处理医废使用等离子体技术处理医废的基本流程：首先将医废施加电场，使得医废中的导体聚集，形成有机物颗粒；然后通过等离子体反应，将这些有机物颗粒分解成CO、CO2、H2O、N2等物质，达到无害化处理的目的。
处理后的医废处置处理后的医废主要成分为二氧化碳、水、氨和硫酸等物质，这些物质不会产生污染，并且可以通过排气管口排放。
优点安全医废处理是一个危险的过程，如果不采取科学合理的处理方法，可能会对人体健康造成影响。
因此，采用等离子体技术处理医废，可以杀死病原体和病菌，有效防止危险物质对人体健康造成伤害。
无害等离子体技术在处理医废的过程中，采用高温等离子体反应技术对有机物进行分解，使医废最终变成无害的CO2、N2、SO2等物质，不会对环境造成污染。
高效使用等离子体技术处理医废的过程，比传统的焚烧方式更加高效，能大幅降低处理时间和成本。
此外，等离子体技术比其他处理医废的方法更加灵活，可以根据不同的医废种类，采取不同的处理方法。
结论等离子体技术是一种能够无害化处理医废的高品质技术，它可以有效杀死病原体和病菌，同时也不会生成二次污染物。
使用等离子体技术处理医废是非常必要的，可以为医疗行业和环保事业做出重要的贡献。
工业废气处理方案高温等离子体焚烧技术
工业废气处理方案高温等离子体焚烧技术高温等离子体是一种高温、高能量的电磁辐射形式，其温度可以达到几千度甚至几万度。
通过电离气体，使气体中的原子和分子失去电子，形成电离态气体，即等离子体。
等离子体具有非常高的热传导和辐射能力，能够将废气中的有害物质迅速加热、分解和燃烧。
高温等离子体焚烧技术的主要设备是等离子燃烧器。
等离子燃烧器一般由燃烧室、电极、冷却系统等部分组成。
燃烧室内通过加热器加热，形成高温等离子体。
废气通过进气口进入燃烧室，与高温等离子体接触后迅速进行气体的分解和氧化反应，将有害气体转化为无害的二氧化碳和水等物质。
经过净化后的废气通过排气口排出。
高温等离子体焚烧技术具有以下优点：1.高效能:高温等离子体能够将废气中的有害物质迅速分解和燃烧，处理效率高。
同时，等离子燃烧器还可以通过调节电极电压和电流来实现燃烧效果的调节，使得处理效果更加稳定和可控。
2.无二次污染:高温等离子体焚烧技术是一种无二次污染的废气处理技术，其废气处理过程中不产生二次污染物质的排放。
3.适应性强:高温等离子体焚烧技术适用于处理多种类型的工业废气，包括有机废气、无机废气、恶臭气体等。
并且对废气中的多种有害物质都有较好的处理效果。
4.节能环保:高温等离子体焚烧技术运行过程中，能量转化效率高，能够将燃烧产生的热能充分利用。
同时，焚烧后产生的烟气经过冷却系统进行热能回收，提高了废气处理过程中的能量利用效率。
然而，高温等离子体焚烧技术也存在一些挑战和不足之处。
首先，该技术设备投入较大，维护成本高。
其次，由于处理过程中需要维持较高的温度和电离状态，对反应器材料及运行控制要求较高。
此外，焚烧过程中产生大量的热能，如果不能充分回收和利用，会造成能源浪费。
综上所述，高温等离子体焚烧技术是一种高效、无二次污染的工业废气处理方案。
尽管存在一些技术挑战和不足，但其优点仍然是显著的，具有很大的应用前景和发展空间。
随着科学技术的进一步发展，高温等离子体焚烧技术在工业废气处理领域将不断完善和创新，为提高废气治理水平，保障环境质量做出更大的贡献。
工艺方法——等离子体处理危险废物技术
工艺方法——等离子体处理危险废物技术工艺简介等离子体处理危险废物技术是利用等离子体炬产生的高温热等离子体将危险废物快速分解破坏，其中有机物热解为可燃性的小分子物质，无机物被高温熔融后生成类玻璃体残渣。
该技术具有反应速度快、二次污染小、适用范围宽等特点，它克服了传统处理技术如焚烧、化学处理等二次污染大、工艺复杂、对废物有选择性等缺点，特别适合于医疗垃圾、石棉、焚烧飞灰、电池、轮胎、放射污染等固体危险废物的环保处理。
与常规焚烧技术相比，等离子体处理技术是一种环境友好技术，处理彻底，无二次污染，碳排放少。
等离子体通常是含有大量电子、离子、分子、原子以及自由基的电离气体，但其宏观上呈电中性，并具有很高的化学活性。
热等离子体的中心温度可高达2万℃，火炬边缘温度也可达到3000℃。
等离子体技术能彻底摧毁各种有毒有害物质，是一种有效消除污染，用途广泛的新技术。
等离子体处理废弃物工艺的核心技术是等离子体发生器（等离子体炬），就发生器而言，应用最多的是直流电弧等离子体。
等离子体处理危险废物的独特处理方法表现出安全、高效、无二次污染和广泛适用性，它为危险废物及城市固体废物的无害化、减容和资源化回收提供了一个十分科学有效的方法。
技术特点由于高温、高焓、高能粒子密度大的热等离子体处理固体废弃物具有以下特点：反应速率快，处理量大，减重率、减容率高；高温反应环境可以得到较大的淬冷速率，反应器中陡峭的温度梯度也对淬冷过程有利；开、停车时间短；所需氧化气体少、气流量小、易于控制，且降低了所需的后续净化处理的成本及温室气体排放量；可集成性高，能够原产地处理废物；处理后的残渣也可回收利用。
因此其被认为是最适合用作废物处理的方法之一。
目前等离子技术应用于综合的废物处理及能量回收利用已经成为了一种重要的变废物为能量的技术，在日本、美国、加拿大、欧洲、马来西亚都出现了或是中试或是已经工业化的等离子体气化应用，各国的研究者们也在等离子技术处理废物方面做了很多积极有意义的工作。
有机固体废弃物处置——等离子体处理方法
有机固体废弃物处置——等离子体处理方法随着人类社会的发展，各种生产活动和日常生活都带来了大量的废弃物，其中包括有机固体废弃物。
这些废弃物所产生的污染和危害不仅对环境造成了严重的破坏，还会对人类的健康和生存产生威胁。
因此，如何以环保的方式处理这些有机固体废弃物是人类面临的难题。
本文将介绍等离子体处理方法来处理有机固体废弃物的原理、方法和应用现状，以期为环境保护工作贡献一份力量。
等离子体处理方法的原理等离子体处理方法是利用等离子体将有机物分解为无害的物质。
等离子体是一种带正电荷或负电荷的高能态气体，通过高能电极或激光束来激发气体，冲击分子，从而产生化学反应和电离现象。
这种化学反应和电离现象使得有机分子中的化学键断裂，形成更小的分子和原子，最终分解为水和二氧化碳等无害物质。
因此，等离子体处理方法是一种高效的处理有机物的方法。
等离子体处理方法的方法等离子体处理一般是在高温、低压的环境下进行。
处理过程中，要先将有机废弃物置于等离子体反应室中，然后通过高能电极或激光束激发气体，启动等离子体化学反应，将有机废弃物分解为无害物质。
处理过程中，还需要掌握以下技术要点：1.控制反应环境的温度和压力，以保证反应效果的稳定性和高效性；2.选择适合的等离子体反应介质，根据不同的有机废弃物选择适合的反应介质，以便达到更高的分解效率；3.实时监测处理过程中的等离子体反应室内环境变化，并及时调整处理参数，保证反应效果的优良；4.将分解产物进行收集和处理，并进行有效的资源化利用。
等离子体处理方法的应用现状等离子体处理方法已被广泛用于水处理、空气净化和有机废弃物处理等领域。
例如，对于有机废弃物的处理，等离子体处理可以实现高效分解、无废物排放和资源化利用等多种功能，不仅可以将固体废弃物转化为有价值的可再生资源，还可以有效降低废弃物处理成本和环境污染问题。
在水处理方面，等离子体处理可以去除水中有机物、异味和色度等污染物质，并改善水的口感和品质。
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• 含砷量大、处理难度大，遍及14省数十处
• 毒剂类型多：HD、L、DA、DC、光气 • 弹量大、弹种复杂、规格多、弹体结构复杂 • 弹体炸药装量大，弹体破碎困难 • 弹体敏感度高，易爆炸 • 保存条件极差，污染物多
• 创新点：控制引爆+还原气氛—砷还原
– 国际无先例，氧化法—As2O3
• 改进气体/颗粒中砷捕集方法
医疗、电子废物实验
模拟肢体：肉 塑料、橡胶 残渣
电子废物
等离子体裂解处理尾气排放
种 类 单 位 GB18484 等离子体 美国标准 德国标准 荷兰标准
– 80，120kg/h 立式系列
– 100-500kg/h 卧式系列
CFB固废焚烧技术
• 院“九五”重大项目
– 预处理系统、燃烧特性、传热特性 – 上庄示范基地（100t/d 生活垃圾）
• 非典垃圾焚烧
– 嘉兴-国家经贸委示范工程
• 工艺设计总负责人，盛宏至 • 成功并网发电，12MW，300t/d X 2 • 投资=进口技术 1/4
– 广泛国际学术交流，新思想
• 国际燃烧大会，等离子体大会，IT3，ICIPEC等 • 美、加、德、英、法、日、韩、泰等
• 系统集成技术经验：前处理、后处理等
– 不同类型问题
等离
子体
弧发
生器
250 kW
发生器及设备
30 kW高频
100 kW高频
实例—日本遗弃化武
• 5000吨，在中国处理，日本方案存在环境后遗症
• 城市建设机械协会
– 垃圾处理专业委员会副主任
力学所相关工作和成果
• 多年积累+学科基础
– 各种等离子体技术（吴承康，960kW电弧风洞，1961 ） – 焚烧和等离子体技术—危废热处理—综合优势
• 氧化/裂解
– 提出还原气氛（基于冶金技术的积累）
• 等离子体处理危废的新方向 • 高环保标准，低成本—尾气量小
– 总装防化兵研究院： 3-30 ~ 9-27 – DM (Adams) C12H9NClAs – DM + 造渣材料 ~ 连续进料/出渣 – 玻璃体性质稳定
实验结果-2002
– 3-30 批处理，渣含砷3%
• 总砷：渣35%，气体（碳黑）65%
– 9-27 连续进料，20-30kg/h
• 增加总渣量/减少渣含砷量，提高渣对砷的 捕集量
采用“外置过热器”
– HCl 高温腐蚀问题—垃圾焚烧的世界性难题 – 国际：
• 蒸汽温度限制320‘C，发电效率14% • 高/3.82MPa，发电效率21%
HCl=500 ppm
HCl=12 ppm
固废处理相关工作
• 环保产业协会顾问
煤, MSW, 医疗, RDF） 8.0
– 燃烧特性
6.0
Nu Number of Calculation
– 流动特性
4.0
– 传热特性
2.0
– 建立设计计算方法
• 协助引进三井技术
0.00.0
2.0
4.0
6.0
8.0
Nu Number of Experimentation
• 小型医疗垃圾焚烧炉
– 所长基金，1995，50kg/h
危废相关工作基础
• 燃烧研究为基础，1991，所长基金启动焚烧
– 废物焚烧
• 基础研究 • 小型医疗废物炉、流化床焚烧炉
– 等离子体热解实验
• 化学武器销毁、电子废物、医疗废物
• 工程可研 + 工程设计（工艺设计）
– 嘉兴垃圾焚烧国家经贸委示范工程 – 前、后处理/发电系统
焚烧技术基础研究
• 非均匀布风内旋流流化床（院八五重点，50kg/h，
• 2001-7：“用控制引爆—交流等离子体技术销毁日本遗弃化学 武器的技术可行性研究报告”
• 2003-4：小型机动式销毁装置（日本尚无此技术）
– 主任基金+创新经费，原理性装置
小型机动式化武销毁装置
• 尾气量仅为焚烧法的2-5% • 处理时间短，设备尺寸小，车载 • 20kg/h，所有弹种
化学战剂销毁实验-2002
• 危险废物焚烧污染控制标准
– GB18484-2001
国内外危废处理现状
• 高温热处理技术
– 焚烧/热解/等离子体/熔融/微波/红外
• 化学方法
– Findon, SCWO, 电化学氧化等
• 国际：
– 焚烧
– 等离子体热解/玻璃化（PP/V）
• 化武、低放、焚烧炉飞灰等
• 国内：
– 仅部分得到处理（焚烧/水泥窑）
危废相关基础—等离子体研究
学科带头人——吴承康院士
钱学森同志1956年建立中科院力学 所后，为了航天器再入大气，安排由 吴承康院士领导研究导弹防热烧蚀和 通讯中断问题。吴承康院士采用电弧 风洞作为研究手段，开创了我国等离 子体技术的事业。
• 中国力学学会等离子体专业委员会 主任委员 • 国际等离子体化学委员会委员（1987-1995年） • 13届国际等离子体化学会议 大会主席（1997年）
– 执笔起草环保产品标准2项，国外标准/国内现状
• 小型焚烧炉 HJ/T-18-1996
– 国内首部有关焚烧标准，成为范本
• 危险废物焚烧炉HBC XXXX-2002，报批中
– 参与多项焚烧污染控制标准的制定 – 相关政策制定 – 环保产品鉴定/评审
• 专家咨询
– 计委中咨公司 – 各省市环卫/环保局
美国星科
– 电子废物—氰化物—黄金
– 等离子体热解，环保效果好，国家环保局引进示范 工程——发展方向
热处理技术
• 等离子体/焚烧：
– 高温使化学键断裂—无机化 – 前/后处理原理相同 – 氧化气氛：放热
• 彻底氧化 • 尾气量大——空气中氮78%，辅助燃料燃烧
– 还原气氛：吸热
• 有机物裂解，无机物还原 • 热源：传热，等离子体加热 • 尾气量小：裂解气（氧化法的 5-10%）
危险废物等离子体/ 焚烧处理技术
力学所工程科学研究部
内容
• 引言 • 力学所的危废工作基础 • 危废处理实例—化武 • 下一步工作计划
– 科学与工程问题研究 – 处理三类废物的两种炉型（三种工艺流程）
• 结束语
危险废物(Hazardous Waste)
• 国家危险废物名录（巴塞尔公约）
– HW01 ~ HW47，多数有机化合物 – 医疗/医药废物等 – 化学品与化工废料 – PCBs、PCDD/Fs、氰化物 – 含有毒重金属废物 – 焚烧处置残渣 – 废矿物油、油漆、染料、涂料废物 – 爆炸性废物 – 其他