等离子技术在电子废弃物处理中的应用

等离子技术及在电子废弃 物处理中的应用
北京冠川等离子环保技术有限公司
前
言
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加强对各类固体废弃物（城市生活垃圾、工业固废、 医疗和电子危废、污水污泥等）的无害化、减量化和资 源化处理是“十二五”国家环保事业和环保产业发展的 主要内容之一，也是关系到坚持科学发展观，推进循环 经济和建设和谐社会的重要任务。
• 建设电子废弃物处理示范装置项 目要彻底抛弃目前手工作坊的“酸泡” 和“火烧”手段，最合理的选择是采用 等离子气化炉，并辅之于环保方式的破 碎和分选、污水零排放、高效收尘和有 害化学品安全回收等措施。
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等离子气化炉在整个流程中发挥关键作用。与传统 的热解炉相比，它具有以下5个独到的优势：
1. 气化过程使固体废弃物的热值被充分利用，减容和减 重效果好；
等离子气化技术处理固体废 弃物的流程
电子固体废弃物的处理现状
电子固体废弃物包括废旧电脑、电视机、手 机、冰箱和洗衣机，以及其他废弃的电子电器产 品等。它具有鲜明的二重性。一方面是全球电子 固体废弃物数量增长速度惊人而且由于其元器件 中含有铅（Pb）、汞（Hg）、镉(Cd)、六价铬 （Cr6+）、多溴苯酚（PBB） 和多溴二苯醚 （PBDE）等有害物质，如果处置不当会对环境 造成严重危害; 另一方面是其元器件中含有铜 （Cu）、铝（Al）、银（Ag）、金（Au）等有 用金属和贵金属,以及玻璃、塑料等，如果能加以 回收，又是有意义的资源再生，因此有人称数量 巨大的电子垃圾是“城市矿山”。
• 在国外，等离子火炬曾用于航天飞船外壳材 料测试，金属的切割和金属冶炼以及锅炉点火 等。近20多年来，又开始用于有害固体废弃物 和城市垃圾的处理，由于等离子气化炉内的操 作温度可达1200℃~1500℃，因此处理固体 废物包括城市固体垃圾、危险垃圾、工业垃圾、 建筑垃圾、轮胎、地毯、汽车粉碎残渣、液体 与泥浆等，以及石油焦、劣质煤和生物质等都 取得了成功。 • 在国内，等离子火炬除航天用途外，目前仅 用于锅炉点火和金属切割。
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• 在有些西方国家已经形成较为规范 和成熟的废旧电子电器产品拆解和有用 物质回收的专业化产业链，并使电子固 体废弃物的处理呈良性循环。但某些西 方国家却将大量的电子垃圾转移至亚洲 等地，其中大部份转移到了中国。
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我国已是电子电器产品生产和消费大国，每 年要报废电脑约2千万台，淘汰手机约7千万台， 废弃大家电约1千5百万台；而且每年还容纳全球 约70%的电子垃圾。国家有关部门不断颁布方针 规定，积极引导电子废弃物处理行业健康发展并 收到一定效果，但是仍然存在大量个体收购和手 工作坊式的用“火烧”（用简陋的炉子烧电子绕 线板等）和用“水泡”（用强酸和“王水”浸泡 芯片等）方式来取得其中贵金属的负面现象，其 后果是焚烧后的废气和浸泡后的废液对土壤、空 气和水源造成极大的污染。
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经优化的电子固体废弃物处理流程主要包括4个 步骤:
1. 对废旧电子电器产品进行拆解，将包装材料、塑料部 件、阴极射线管（显像管）、和含有害物质的元器件 如多氯联苯(电容器)、水银开关、锂-镉电池等安全 分出，分类后送至下一工序；对冰箱、空调中的制冷 剂进行安全抽出。 2. 将可破碎的元器件和材料送入破碎设备，破碎后再做 磁选和风选，分出铁、铝和塑料等。
2. 入炉的固体废弃物原则上可以不分类，从而提高了生 产效率； 3. 气化炉的高温能彻底摧毁二噁英及前端物质； 4. 重金属能熔于熔渣，被固化在稳定的玻璃体结构中； 5. 气化炉的助溶剂石灰可吸附含氯的物质，炉子的还原 气氛 又使铁和铜微粒不易生成促进二噁英再生的 催化剂。
• 等离子气化炉以自身的工艺原理和结构， 必将在固废处理中占据有利位置并发挥作用。 据国外有关资料，用用等离子气化炉处理城市 固废，排放气体中二噁英含量仅为欧盟标准 0.01 ng TEQ/m3的 1/50到 1/10。而对灰 渣中8种有害元素进行专门的毒性特性浸出试 验，其结果都远远低于标准值，有的指标甚至 未检出。
• 但是，建设电子废弃物处理示范装置项目只 有采用先进的技术和设备，并切实加强运行管理， 才能可靠实现保护环境的目的。据有关资料提供 的数据，一台电脑含有700多种化学材料，其中 一半对人有害。一个纽扣电池泄漏后，可以污染 60万升水，基本相当于一个人一生的饮用量。电 视机的显像管含有易爆物，荧光屏含汞，阴极射 线管含铅，电子线路板上的焊锡和塑料件都含有 毒物质。电冰箱和空调中的制冷剂和发泡剂能破 坏臭氧层。硒鼓和残墨都能污染大气和水源，等 等。
等离子气化技术属于国际上称之为“第三代”的固 体废弃物处理技术——熔融气化技术，有着其他技术不 可比拟的环保优势和巨大的应用前景。等离子技术在工 业炉窑的节能减排技术改造上也有很大的潜力。
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北京冠川等离子环保技术有限公司一直致力于等离 子气化技术在环保领域的应用。公司业务范围包括技术 开发、技术咨询和服务，为相关项目提供一揽子解决方 案，等离子技术成套设备供货、人员培训和工程建设管 理服务等。
• 按照国家方针积极推进电子固体 废弃物的环保处理，不断采用先进技 术和设备提升电子固体废弃物处理的 行业水平，既是致力于环保事业发展 和环保产业技术创新的企业的责任， 又是大有作为的循环经济建设平台。
建设电子废弃物处理装置 示范项目的建议
• 包头地区冶金和重化工业发达，有大量的冶金残 渣和工业废弃物以及淘汰的化工触媒等亟待环保处理。 但是包头地区目前尚无上规模的电子废弃物处理装置， 只有一些手工拆解业务，拆解后的电路板、芯片等元器 件被送往外地处理。冠川环保按照国家的方针政策和包 头地区的实际情况，基于自身掌握的先进的等离子气化 技术，愿与环保项目的投资者合作，在包头地区建设电 子废弃物（含其他冶金和工业废弃物）处理示范装置项 目。该项目的成功不仅可缓解固体废弃物日益增多和亟 待环保处置的难题，而且可填补循环经济发展的一个空 白，为包头地区经济社会协调进步作出贡献。
等离子体气化炉示意
合成气 炉体 进料 氧化剂
等离子火 炬
出渣
பைடு நூலகம்
• 固体废弃物的等离子气化处理系统虽是一个新 的应用，但都是由使用非常成熟的子系统组成的。 等离子气化炉出来的合成气的处理过程，与煤气化 炉出来的合成气的处理过程基本相同。我国煤化工 历史悠久且积累了丰富的经验。北京冠川拥有专门 的技术团队，开发等离子气化技术和设备的基础和 条件十分良好。 • 等离子气化技术处理固体废弃物有良好的经济 性，更有其他技术不可比拟的无害化效果，可达到 美、日和欧洲最严格的环保要求。除一般固废外， 用等离子气化技术处理电子和医疗危废以及污水污 泥不仅能解决目前的环保难题，而且项目的经济性 要明显优于现有的处理技术。
• 建设电子废弃物处理示范装置项目，利于环保又 使企业受益。据了解，电路板除含树脂材料约30%外， 含铜约20%，含铁和铝约5%，含锡约1.5%，含镍约 0.5%，含金约0.01-0.02%，含钯约0.007%，含钼 约0.004%，处理1块电脑线路板可回收铜30余克，处 理1部手机可回收黄金约0.04克。电子固体废弃物这座 “城市矿山”的有用金属和贵金属含量，几乎是同类 矿山的十多倍乃至三十多倍。国外有人做过分析。按 全球每年产生2千多万吨到5千多万吨电子垃圾计，其 价值估计达百亿美元以上。环保方式处理电子固体废 弃物，对于资源再生、节约并保护自然资源，意义十 分重大。
3. 将含有有用金属和贵金属的电路板等元器件送入等离 子气化炉，炉底排出的除炉渣外，还有熔融的铜和贵金 属的混合物。
4. 通过电解方式从阴极得到纯铜，从阳极得到的阳极泥 则去作进一步处理得到贵金属。 以上流程合理和紧凑，既不污染环境又最大限度回收 了资源。
• 在对包头地区电子固体废弃物及冶金工业 废弃物的数量和分布继续进行深入调查的基础 上，冠川环保将进一步优化和落实电子固体废 弃物处理示范装置项目的规模和其他细节。
冠川环保愿携手各方，为 环保产业技术创新和服务社会 贡献力量。
等离子气化技术简介
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等离子火炬是一种能产生高强度热源的专门设 备。常温气体借助火炬的电极电弧能形成过热导 电气体——等离子体（正离子和负电子）。等离 子体在离开火炬后可恢复气体中性，但依然保持 过热高温特性（大功率火炬气体温度可高于5500 度 ，小功率火炬的气体温度也可高于2000度以 上）。