等离子体法处理危险废弃物技术与设备
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。
低温等离子体技术在工业废弃物处理中的应用
低温等离子体技术在工业废弃物处理中的应用工业废弃物是指工业生产过程中产生的各种废弃物，这些废弃物含有各种有害物质、毒素、重金属等，在长期的堆积和处理过程中严重污染了环境，危害着人类的身体健康和生存环境。
低温等离子体技术是一种高效的废弃物处理方法，其通过利用等离子体对废弃物进行处理，可以将其中的有害物质分解，达到净化的目的。
一、低温等离子体技术的基础低温等离子体技术是一种无污染、高效、快速的废弃物处理技术。
其基本原理就是将废弃物与等离子体进行接触，利用等离子体的高能量、高温能力来进行物质分解、降解和清除。
与传统的废弃物处理技术相比，低温等离子体技术更加安全、环保、节能。
二、工业废弃物具有各种不同的形式和成分，包括化学废弃物、有机废弃物、放射性废弃物、危险废弃物等。
由于低温等离子体技术的高效处理能力，这种技术被广泛应用于工业废弃物的处理过程中。
具体应用领域包括：1、化学废弃物处理化学废弃物包括强酸、强碱、有机物等，这些废弃物在常温下十分危险，在处理过程中需要耗费大量的成本。
而低温等离子体技术以其高效的分解能力，在处理化学废弃物过程中发挥了巨大的作用。
2、有机废弃物处理有机废弃物分子结构复杂，难以分解，对环境健康造成巨大威胁。
利用低温等离子体技术可以将有机废弃物分解成简单的小分子，减轻了环境的压力，有利于环境保护。
3、放射性废弃物处理放射性废弃物含有放射性物质，极端危险，传统的处理方式很难彻底处理。
低温等离子体技术能够将放射性废弃物中含有的有害物质进行分解和清除。
4、危险废弃物处理危险废弃物非常危险，可能会对人类和环境造成严重危害。
低温等离子体技术可以有效地对危险废弃物进行清除和分解，减轻了对环境和人体健康的危害。
三、低温等离子体技术的优势1、无二次污染低温等离子体技术具有无污染的特点，处理过程中不会产生二次污染。
这对环境保护有着巨大的作用。
2、高效而快速传统废弃物处理方法耗时费力，成本高昂，而低温等离子体技术可以快速而高效地处理废弃物，减少了时间成本。
等离子体处理危险废物技术
等离子体处理危险废物技术李 伟1 李水清1 崔瑞祯1 刘 刚2 季天仁3（1 清华大学精仪系 2 中国兵器装备研究院 3 电子科技大学高能所）一、引言将等离子体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。
等离子体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。
本章主要介绍等离子体处理固体危险废物，如医疗垃圾等。
二、等离子体火炬处理固体废物的工作原理（一）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。
N 2等离子体气体加热或放电图1 等离子体形成示意图 （二）等离子体的分类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，本文后面所提到的等离子体如未特别说明即指热等离子体。
热平衡等离子体（热）等离子体按粒子的温度分非热平衡等离子体（冷）图2 等离子体的分类（三）等离子体的产生方法热等离子体的产生方法，它包括大气压下电极间的交流(AC)与直流(DC)放电、常压电感耦合等离子体、常压微波放电等。
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。
等离子体消除危险固体废弃物技术
消除
特殊废弃物
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｉ ｐ ｐ ｒ ｔ ｅ ｂ ｓｃｆ ｎ ａ ｎ ｆ ｌ ｓ ｌ ｎ ｔ ｇｓ ｌ ａ ｔｓｉ ｒ ｔ ｘ ａ ｉｔ ｄ Ｔｈ ｎ ｔ ｅａ ｐ ｉ ａｉ ｎｏ ｓ ｒ ｃ ｎｔ ｓ ａ ｅ ， ｈ ａ ｉ ｄ ｍｅ ｔ ａ ｍａｅｉ ａ ｉ ｏ ｉ ｗ ｓ ｓ ｉ ｌ ｅ ｐ ｔ ｅ ． ｅ ｐ ｌ ｔ ｆ ｔ ｈ ｕ ｏｐ ｍｉ ｎ ｄ ｅ ｆｓ ｙ ａ ｈ ｃ ｏ ｉ ｉ ｎ ｃｐ ｌ ｓｅ ， ｄ ｃ ｌ ｓｅ ， ａ ｇ ｒ ｕ ｄ ｓｒ ａ ｔｓ ｌ ｗ ｒ ｄ ｏ ｃｉ ｅｗａ ｔ ｓａ ｄ ｍｉ ｔｒ ａ ｔｓｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ｉ ｅ ａｌ ｎ ｍｕ ｉｉ ａ ｔ ｓ ｍｅ ｉａ ｔ ｓ ｄ ｎ ｅ ｏ ｓｉ ｕ ｔｙ ｗ ｓｅ ， ｏ ａ ｉａ ｔ ｓｅ ｎ ｌ ａ ｗ ｓｅ ｓｉ ｒ ｕ ｅ ｎ ｄ ｔ ｉ ｗａ ｗａ ｎ ｖ ｉｙ ｎ ｏ ． Ａｔ ａ ｔ ｏ ｒ ｂ ｅ ｆ ｌｓ ｌ ｎ ｔｏ ｎ ｓｐ ｏ ｐ ｃ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ． ｓ ｓ ｍｅｐ ｏ ｌｍｓ ａ ｍａｅ ｉ ａｉ ｎａ ｄｉ ｒ ｓ ｅ ｔ ｅｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｌ ｏｐ ｍｉ ｔ ａ
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杜 平 ，于开录。 ，朱春 来
（． １ 海军驻保定地 区航空军事代表室 保定 ０ １ ０ ７０ ）； ０ （ ． 船重工第七一八研究所 河北邯郸 ０６２ ） ２中为 固体废弃 物的有效处理提供完善的解决方案。
１ 基本原理
等离子体是物质除固、液、气之外的第 四种
形态 。根据等离子体温度 的不同，可分为高温等
等离子技术终极处置危废项目
等离子“熔融气化炉”危废终极无害化处理设备国内危废主要处置方法国内危废处置企业现有的处置方式主要为回转窑、热解窑、水泥窑协同处置，采用此类方式处置危废，焚烧产生的烟气污染物排放具有不稳定性、不均衡性：（1）其中挥发性金属有汞、铅、镉、砷、铜、锌等，非挥发性金属有铝、铁、钡、钙、镁、钾、硅、钛等，挥发性金属部分吸附于烟尘排出，非挥发性金属则主要存在于炉渣中，无法有效处置；（1）而焚烧产生的二噁英类化合物随尾气排出，无法解决。
传统方式焚烧过程中产生的二噁英及呋喃物质主要产生自三个方面：废物本身成分、炉内形成和炉外低温再合成。
我国危废处置能力不足，无法满足现有的危废产生量，而大多数危废处置企业处置危废，采取的回转窑等传统焚烧方法，无法彻底解决危废的无害化处置难题，且大多数只能达到50%左右的减量效果，尾气处理等后道工艺过程中又产生了新的吸附物残渣，各类残渣仍然只能通过填埋解决，甚至有些危废处置企业自身无法解决焚烧残渣、飞灰的最终处置，还需要委托其他企业处置。
我国危废的处理现状采用等离子体技术的各种设备，以等离子火炬作为热源，具有能产生高强度、稳定的热源优势，温度操作可控，工作相对简单，产生的等离子体是一种过热的导电气体，存在于自然界的闪电和太阳表面，人工的等离子火炬产生的温度可以达到5000℃甚至更高，这足以摧毁地球上绝大多数材料，工业半导体、新能源、人造太阳、核聚变都离不了“等离子体”。
这样的优势使等离子技术在处理各种危险物和废弃物领域的应用变得非常广泛。
★等离子气化技术属国际上称之为“第三代”的固废处理技术——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；★在国外，等离子火炬应用于航天材料测试领域。
近些年又开始应用于有害固体废弃物和城市垃圾的处理，在处理固废包括城市固体垃圾、危废、电子废弃物和含重金属有毒化工浓缩液等方面都取得了成功。
★在国内，等离子技术除航天领域外，目前仅普遍用于锅炉点火和金属切割，在危废、固废处置行业正在逐步推广采用等离子技术处置。
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等离子体法处理危险废弃物技术与设备
等离子体法是处理危险废物的新型技术。
日前，力学所工程科学部废物处理技术组建成了等离子体热解处理模拟医疗废物的全套实验室系统。
全套实验室模拟处理装置为中试规模，设计能力最大可达到5吨/日，包括进料子系统、等离子体核心处理设备和完善的尾气后处理子系统。
进料子系统主要是柱塞式液压给料机，核心处理设备由等离子体炉、电源设备、测量控制系统、工作气体控制供应系统等设备组成；尾气后处理子系统由尾气急冷器、空气预热器、碳纤维吸附器、烟气脱酸、烟气再热器、尾气燃烧炉、引风机等设备组成。
该系统还包括冷却和散热系统等辅助设备。
等离子体法利用电弧放电，可以将裂解温度提高到1500~2000ºC，有效打断有机物的化学键，达到很高的摧毁效率，并能避免在处理过程中排放NOx、CO
和二噁英类等在焚烧时生成的有害物质，因此适合处理各类难分解的危险废物，达到近零排放的水平。
实验数据显示，等离子体法仅形成少量裂解气体、炭黑和玻璃体，特别有利于二次产物的后处理和无害化，处理一吨废物的电耗约
1200~1500 kWh，低于焚烧多氯联苯等高危废物的能耗和能源成本，产生的可燃性尾气中的能源还可以回收利用，因而也是节能型技术。
但是由于技术复杂，成本昂贵，国际上发展速度并不快，主要是用于处理多氯联苯（PCBs）、废农药、焚烧飞灰、医疗废物等有机与无机废物的处置，国内尚没有成熟的商业化产品。
近年来，课题组以交流等离子体弧技术为基础，在处理废塑料、废橡胶、医疗废物、有机废物、化学试剂和电子线路板等实验研究的基础上，承担了国家863计划课题和院知识创新工程方向性重要项目，研制交流等离子体处理医疗废物的成套设备和技术，并于2006年在四川晨光化工研究院建成国内首套工业规模的化工固体危险废物处理系统。
现在，课题组与深圳迈科瑞环境技术有限公司的合作，全面开发等离子体处理危险废物的技术和设备，努力通过走产业化的道路，尽早实现科研成果向生产力的转化。