等离子气化熔融危废玻璃无害化技术PPT幻灯片
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等离子体气化技术PPT课件
Walt Howard – 首席执行官 • 2012年3月作为CEO加入Alter NRG • 30多年的全球项目开发经验-尤其是包括废物能源化的可持续能源 • 曾在大型公司（General Electric, American Water, US Generating (PG&E and Bechtel的子公司), Noble Environmental Power, J
示范项目, 中国上海
• 该工厂可以满足巴巴多斯25%的 电力 需求,以及显著减少能源的费用
“Cahill Energy为我们提供了成为能源独立的一个真正的解决方案，而在同一时间减少了 我们大量的石油进口账单。Cahill Energy带来的废物能源化技术远远优于其他任何我们 已经研究过的技术。我们相信我们的国家将永远因此而改变。”
5
中国垃圾的经济价值
“2025年以前垃圾的产生增长为 69% ”.
世界银行数据
2012年 市场总值
垃圾 520,000 tonnes/day
液体燃料 400,000 Bbls/day
(或)
合成气 1,780,000,000 Mmbtu/year
(或)
电力 26 GW capacity
Source: World Bank
我们是谁？
Alter NRG 是一家在多伦多上市交易的提供清洁能源方案的可替代能源公司。 (TSX: NRG; OTCQX: ANRGF).
我们的愿景 为了一个健康的地球而为全球客户提供废物转化为清洁能源领先的技术平台。
我们的使命 作为行业领导者，通过部署在世界各地的多个项目，我们已经占据了革新目前废物管理的 领域。我们通过向客户提供等离子气化设备，服务和解决方案，来创新和环保地将废物转 化为清洁能源，从而创造股东价值。
示范项目, 中国上海
• 该工厂可以满足巴巴多斯25%的 电力 需求,以及显著减少能源的费用
“Cahill Energy为我们提供了成为能源独立的一个真正的解决方案，而在同一时间减少了 我们大量的石油进口账单。Cahill Energy带来的废物能源化技术远远优于其他任何我们 已经研究过的技术。我们相信我们的国家将永远因此而改变。”
5
中国垃圾的经济价值
“2025年以前垃圾的产生增长为 69% ”.
世界银行数据
2012年 市场总值
垃圾 520,000 tonnes/day
液体燃料 400,000 Bbls/day
(或)
合成气 1,780,000,000 Mmbtu/year
(或)
电力 26 GW capacity
Source: World Bank
我们是谁？
Alter NRG 是一家在多伦多上市交易的提供清洁能源方案的可替代能源公司。 (TSX: NRG; OTCQX: ANRGF).
我们的愿景 为了一个健康的地球而为全球客户提供废物转化为清洁能源领先的技术平台。
我们的使命 作为行业领导者，通过部署在世界各地的多个项目，我们已经占据了革新目前废物管理的 领域。我们通过向客户提供等离子气化设备，服务和解决方案，来创新和环保地将废物转 化为清洁能源，从而创造股东价值。
低温等离子用于废气治理课件(PPT 41页)
定义：等离子体
等离子体是继固、液、气三态后被列为物质的第四态。由正 离子、负离子、电子和中性粒子组成。在这个体系中因其总 的正、负电荷数相等，故称为等离子体。
霓虹灯
日光灯
等离子电视
闪电
DDBD异味气体治理技术简介
低温等离子体产生的方法
直流辉光放电
气体放电
脉冲辉光放电 常压辉光放电
微波诱导放电
磁控管放电
第一代 DDBD技术处理 工业废气的试验 装置现场鉴定会。 图中前上海市副 市长蒋以任亲临 现场，给予高度 评价
第一代
艰难的研发历程
第二代
艰难的研发历程
第三代DDBD等离子装置
第三代DDBD等离子试验装置 第三代
小型中试设备 中试车
艰难的研发历程
组合式中试设备
组合式中试设备
荣誉资质
荣誉资质
废气Байду номын сангаас理部分成功案例解析
山东瑞阳制药有限公司异味处理工程
山东瑞阳制药有限公司污水处理站异味处理工程一角
处理风量：3500Nm³/h; 电耗：0.003KW/Nm³; 采用DDBD等离子体工业废气处理技术， 主要污染物质有硫化氢、硫醇、硫醚、 氨等，工程采用PVC恶臭气体收集罩专 利技术。
废气治理部分成功案例解析
将有臭味的气体通过烟囱高空排放，或用无臭气体稀释
适用范围：适用于处理中低浓度的有组织排放废气 优点：费用低，设备简单 缺点：易受气象条件限制，污染物质依然存在
掩蔽法
采用更强烈的芳香气体与臭气参合，以掩蔽臭气
适用范围：适用于须立即或暂时消除的低浓度恶臭气体影响的场合 优点：可尽快消除恶臭污染影响、灵活性大、单次使用费用低 缺点：不可长期使用，污染成分没有被去除
等离子体是继固、液、气三态后被列为物质的第四态。由正 离子、负离子、电子和中性粒子组成。在这个体系中因其总 的正、负电荷数相等，故称为等离子体。
霓虹灯
日光灯
等离子电视
闪电
DDBD异味气体治理技术简介
低温等离子体产生的方法
直流辉光放电
气体放电
脉冲辉光放电 常压辉光放电
微波诱导放电
磁控管放电
第一代 DDBD技术处理 工业废气的试验 装置现场鉴定会。 图中前上海市副 市长蒋以任亲临 现场，给予高度 评价
第一代
艰难的研发历程
第二代
艰难的研发历程
第三代DDBD等离子装置
第三代DDBD等离子试验装置 第三代
小型中试设备 中试车
艰难的研发历程
组合式中试设备
组合式中试设备
荣誉资质
荣誉资质
废气Байду номын сангаас理部分成功案例解析
山东瑞阳制药有限公司异味处理工程
山东瑞阳制药有限公司污水处理站异味处理工程一角
处理风量：3500Nm³/h; 电耗：0.003KW/Nm³; 采用DDBD等离子体工业废气处理技术， 主要污染物质有硫化氢、硫醇、硫醚、 氨等，工程采用PVC恶臭气体收集罩专 利技术。
废气治理部分成功案例解析
将有臭味的气体通过烟囱高空排放，或用无臭气体稀释
适用范围：适用于处理中低浓度的有组织排放废气 优点：费用低，设备简单 缺点：易受气象条件限制，污染物质依然存在
掩蔽法
采用更强烈的芳香气体与臭气参合，以掩蔽臭气
适用范围：适用于须立即或暂时消除的低浓度恶臭气体影响的场合 优点：可尽快消除恶臭污染影响、灵活性大、单次使用费用低 缺点：不可长期使用，污染成分没有被去除
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。
玻璃化PPT
装饰领域的应用
• 玻璃艺术品：如玻璃雕塑、玻璃器皿等，具有独特的艺术价值 • 玻璃家具：如玻璃餐桌、玻璃茶几等，具有现代感和美观的外观 • 玻璃饰品：如玻璃项链、玻璃手链等，具有时尚感和美观的外观
电子设备与通信领域
电子设备领域的应用
• 玻璃基板：用于制造液晶显示器、有机发光二极管等电子设备 • 玻璃光纤：用于通信和网络传输，具有高速传输性能和良好的抗干扰性能 • 玻璃电池：用于制造太阳能电池、锂离子电池等，具有高能量密度和良好的循环 性能
05
玻璃化技术的研究进展与创新
玻璃化技术的研究进展与突破
突破
• 新型玻璃材料：通过新材料开发，实现玻璃化技术的创新和发展 • 新工艺：通过工艺创新，提高玻璃化技术的生产效率和产品质量 • 新应用领域：通过应用拓展，实现玻璃化技术的广泛应用和价值创造
研究进展
• 绿色化：通过降低能耗、提高能源利用效率，降低玻璃化技术的环境影响 • 智能化：利用人工智能和大数据技术，实现玻璃化过程的精确控制和优化 • 多功能化：开发具有多种性能的玻璃材料，满足不同领域的需求
玻璃化技术及其应用
DOCS SMART CREATE
CREATE TOGETHER
DOCS
01
玻璃化的基本概念与原理
玻璃化技术的定义与发展历程
玻璃化技术的定义
• 将物料在高温下熔化，然后迅速冷却，使其形成具有玻璃态的结构 • 玻璃态是一种非晶态结构，具有高透明度、高强度和良好的热稳定性
玻璃化技术的发展历程
通信领域的应用
• 光纤通信：利用玻璃光纤进行高速通信，具有大容量的信息传输能力 • 无线通信：如玻璃天线、玻璃微波器件等，具有良好的信号传输性能和抗干扰性能
航空航天与交通领域
• 玻璃艺术品：如玻璃雕塑、玻璃器皿等，具有独特的艺术价值 • 玻璃家具：如玻璃餐桌、玻璃茶几等，具有现代感和美观的外观 • 玻璃饰品：如玻璃项链、玻璃手链等，具有时尚感和美观的外观
电子设备与通信领域
电子设备领域的应用
• 玻璃基板：用于制造液晶显示器、有机发光二极管等电子设备 • 玻璃光纤：用于通信和网络传输，具有高速传输性能和良好的抗干扰性能 • 玻璃电池：用于制造太阳能电池、锂离子电池等，具有高能量密度和良好的循环 性能
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玻璃化技术的研究进展与创新
玻璃化技术的研究进展与突破
突破
• 新型玻璃材料：通过新材料开发，实现玻璃化技术的创新和发展 • 新工艺：通过工艺创新，提高玻璃化技术的生产效率和产品质量 • 新应用领域：通过应用拓展，实现玻璃化技术的广泛应用和价值创造
研究进展
• 绿色化：通过降低能耗、提高能源利用效率，降低玻璃化技术的环境影响 • 智能化：利用人工智能和大数据技术，实现玻璃化过程的精确控制和优化 • 多功能化：开发具有多种性能的玻璃材料，满足不同领域的需求
玻璃化技术及其应用
DOCS SMART CREATE
CREATE TOGETHER
DOCS
01
玻璃化的基本概念与原理
玻璃化技术的定义与发展历程
玻璃化技术的定义
• 将物料在高温下熔化，然后迅速冷却，使其形成具有玻璃态的结构 • 玻璃态是一种非晶态结构，具有高透明度、高强度和良好的热稳定性
玻璃化技术的发展历程
通信领域的应用
• 光纤通信：利用玻璃光纤进行高速通信，具有大容量的信息传输能力 • 无线通信：如玻璃天线、玻璃微波器件等，具有良好的信号传输性能和抗干扰性能
航空航天与交通领域
等离子气化熔融危废玻璃无害化技术PPT幻灯片共44页
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南窗Leabharlann 以寄傲，
审
容
膝
之
易
安
。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
等离子气化熔融危废玻璃无害化技术 PPT幻灯片
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
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0
、
倚
南窗Leabharlann 以寄傲，
审
容
膝
之
易
安
。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
等离子气化熔融危废玻璃无害化技术 PPT幻灯片
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无
游
氛
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天
高
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澈
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7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
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若
浮
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9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
熔体和玻璃体PPT课件
2. 多面体中阳离子的配位数必须是小的，即为4或更小。
3. 氧多面体相互共角而不共棱或共面。
4. 成连续的空间结构网要求每个多面体至少有三个角是与 相邻多面体公共的。（O/Si<2.5)
2021
18
3.3.2 硅酸盐玻璃结构
• 二氧化硅是硅酸盐盐玻璃中的主体氧化物，它在 玻璃中的结构状态对硅酸盐玻璃的性质起决定性 的影响。
• 熔体内原子（离子或分子）的化学健型对其面而张力有很 大影响。其规律是具有金属键的熔体体表面张力>共价键
>分子键。
• 当两种溶体混合时，一般不能单纯将它们各自力都是随温度升高而降低（负
的温度系数），
2021
8
表 面 张 力
2021
9
(3) 玻璃转化的两个特征温度
• 当R2O或RO等氧化物加入到石英玻璃，形成二元、 三元甚至多元硅酸盐玻璃时，由于增加了O/Si 比
• 网络学说强调了玻璃中离子与多面体相互间排列的均匀性、
连续性，无序性等方面。这些结构特征可以在玻璃的各向
同性、内部性质的均匀性与随成分改变时玻璃性质变化的
连续性等基本特性上得到反映。
2021
15
石英玻璃
•每个硅原子与周围4个氧原子构成硅氧四面体，各四面体之 间通过共顶互相连接而形成向三维空间发展的网络，但其排 列是无序的。
第三章 非晶态固体
2021
1
3 非晶态
• 在自然界中，物质通常以气态、 液态和固态三种聚集状态存在， 这些物质状态在空间的有限部 分称为气体、液体和固体。
• 固体分为晶体和非晶体
晶体—— 质点在三维空间有规 则的排列，远程有序
非晶态固体 —— 在结构上近
等离子体气化熔融技术介绍
等离子体气化熔融技术介绍2020年12月发展契机及市场展望等离子体工艺问题分析问题解决思路及方案1等离子体气化熔融工艺原理等离子体: 等离子体又叫做电浆，它通过给气体施加足够的能量而电离形成，是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，广泛存在于宇宙中，常被视为是物质的第四态。
电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体，宏观电中性（1）高温、高能量密度；（2）导电性；（3）富含活性基自由分子,高化学反应性。
电子温度聚变、太阳核心高 温 等离子体低 温 等离子体105℃10~1000℃103~105℃ 冷等离子体 T e ≠T i , T h热等离子体Te ＝Ti, T h电弧、等离子炬极光、日光灯气体放电原理：原本不导电的气体被击穿后，在两极之间构成的一导电通道，气体离解形成放电通道。
在直流高压电场作用下，气体中的电子被加速向阳极运动，碰撞气体原子和分子，并不断产生新的电子和离子，产生的正离子在电场中加速轰击阴极，造成二次电子发射并维持放电过程。
不同放电形式高温等离子体生成——受控核聚变冷等离子体生成——介质阻挡放电、电晕放电、辉光放电热等离子体生成——等离子体炬利用等离子体炬产生的高温、高反应活性等离子体，将废物迅速快速分解破坏，使其有机物热解气化为可燃的小分子气态物质（CO+H 2 等），无机物被高温熔融后转化为无害的玻璃体炉渣。
工艺原理——等离子体气化熔融原理等离子体炬作为气化熔融的控制热源：高温、高能量密度、导电性和高反应活性（1）等离子体热解（plasma pyrolysis ）即利用等离子体的热能在无氧或缺氧条件下打断废物中有机物的化学键，使其成为小分子。
[]224222dCO zCO yH xCH mO CH CH n +++−−−−→−+---等离子体炬热量反应难易程度：用反应标准的自由焓的变化值判断KpRT G ln 0-=∆kcdtc-=d )ln()1(0cc k t ⋅=RTEeV k ⋅=有机物在高温条件下的分解曲线如右图所示，在1atm 、1300℃以上的炉况条件下，任何C-H-O 体系的有机物已全部裂解为CO 、H 2合成燃气。
等离子体基本概念.ppt
可以证明，在一定条件下，等离子体中带 电粒子间的多体碰撞，可以近似地等于二 体碰撞叠加。
2019-10-31
谢谢你的关注
25
在等离子体中，粒子速度方向经一次碰撞就偏转 90°的几率很小，每次碰撞偏转很小角度几率很 大。因此在等离子体中，通过大量小角度散射积 累到大的偏转比只经过一次散射就得到大的偏转 大几十倍。小角度散射是主要的！
2019-10-31
谢谢你的关注
27
等离子体定义（统一的 ）
必须指出，并非任何带电粒子组成的体系 都是等离子体，只有具备了等离子体特性 的带电粒子体系，才可称为等离子体。
2019-10-31
谢谢你的关注
23
2019-10-31
谢谢你的关注
24
等离子体中带电粒子间的相互作用是屏蔽 库仑势，力程为德拜屏蔽长度。
带电粒子的相互作用分成了两部分：
德拜球外：长程库仑作用，集体行为
德拜球内：的短程库仑作用，“库仑碰撞”
“库仑碰撞”总是一个带电粒子同时与大 量其它带电粒子相“碰撞”
2019-10-31
谢谢你的关注
7
在等离子体中考察任一个
带电粒子，由于它的静电
场作用，在其附近会吸引
异号电荷的粒子、同时排
斥同号电荷的粒子，从而
在其周围会出现净的异号
“电荷云”，这样就削弱
了这个带电粒子对远处其
他带电粒子的作用，这就 是电荷屏蔽现象。因此在
+
等离子体中，一个带电粒
子对较远处的另一个带电
电荷分布： (r) Znie nee q (r)
(r) e2(ne0 / Te ni0Z 2 / Ti ) q (r)
0 / D2 q (r)
2019-10-31
谢谢你的关注
25
在等离子体中，粒子速度方向经一次碰撞就偏转 90°的几率很小，每次碰撞偏转很小角度几率很 大。因此在等离子体中，通过大量小角度散射积 累到大的偏转比只经过一次散射就得到大的偏转 大几十倍。小角度散射是主要的！
2019-10-31
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27
等离子体定义（统一的 ）
必须指出，并非任何带电粒子组成的体系 都是等离子体，只有具备了等离子体特性 的带电粒子体系，才可称为等离子体。
2019-10-31
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23
2019-10-31
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24
等离子体中带电粒子间的相互作用是屏蔽 库仑势，力程为德拜屏蔽长度。
带电粒子的相互作用分成了两部分：
德拜球外：长程库仑作用，集体行为
德拜球内：的短程库仑作用，“库仑碰撞”
“库仑碰撞”总是一个带电粒子同时与大 量其它带电粒子相“碰撞”
2019-10-31
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7
在等离子体中考察任一个
带电粒子，由于它的静电
场作用，在其附近会吸引
异号电荷的粒子、同时排
斥同号电荷的粒子，从而
在其周围会出现净的异号
“电荷云”，这样就削弱
了这个带电粒子对远处其
他带电粒子的作用，这就 是电荷屏蔽现象。因此在
+
等离子体中，一个带电粒
子对较远处的另一个带电
电荷分布： (r) Znie nee q (r)
(r) e2(ne0 / Te ni0Z 2 / Ti ) q (r)
0 / D2 q (r)
等离子体产生技术 ppt课件
大气压下气体间隙击穿时通常看到的是丝状放电（也称流 注）及其进一步的发展－－电弧放电。为了在高气压下不产 生丝状放电，必须需控制电子雪崩地放大以免它增长过快。
实现大气压下辉光放电的可能途径 1. 在大气压下放电：
a.选择低击穿场强的工作气体如氦气、氩气等 b.采用合适的交流电源，实现离子捕获(ion-trapping) 2. 利用外部电路限制电流密度的增长如介质阻挡放电
ppt课件
5
常见的低温等离子体放电装置
– 静电耦合主要利用静电场成份来加速电子，又称电容耦合放电 – 感应耦合利用感应电场成份，无外加磁场时产生感应耦合放电， 有外加磁场时螺旋波放电 – 电磁波耦合利用电磁波成份为等离子体提供能量，无外加磁场 时耦合方式为表面波放电，有外加磁场时可以产生电子回旋共振 (ECR)放电
等离子体产生技术1
ppt课件
1
等离子体的生成方法
• 直流放电 • 交流放电
•直流辉光放电 •空心阴阴放电 •直流脉冲放电 •电弧放电 •磁控管放电
•电容耦合放电 •感应耦合放电 •介质阻挡放电 •微波放电 •表面波放电
ppt课件
2
本讲安排
• 等离子体的生成方法——交流放电
电容耦合放电 感应耦合放电
布作用，在自给偏压作用下撞
击K电极
ppt课件
11
高频放电的功率输入机理
• 外加高频电场对电子的加速作用，电子吸收高频
功率有三种机制：
– 等离子体区域的焦耳加热（α放电，有碰撞）
– 鞘层内二鞘次层电厚子度逸由出高后频被电加压速所（决γ放定电，，若无Vr碰f 一撞定）而改变频
–
由于鞘层率振f荡，产则生鞘的层统边计界加的热移（动费速米度加跟速f成）正比。因此统计 加热的功率正比于频率的平方，所以在Vrf —定的
实现大气压下辉光放电的可能途径 1. 在大气压下放电：
a.选择低击穿场强的工作气体如氦气、氩气等 b.采用合适的交流电源，实现离子捕获(ion-trapping) 2. 利用外部电路限制电流密度的增长如介质阻挡放电
ppt课件
5
常见的低温等离子体放电装置
– 静电耦合主要利用静电场成份来加速电子，又称电容耦合放电 – 感应耦合利用感应电场成份，无外加磁场时产生感应耦合放电， 有外加磁场时螺旋波放电 – 电磁波耦合利用电磁波成份为等离子体提供能量，无外加磁场 时耦合方式为表面波放电，有外加磁场时可以产生电子回旋共振 (ECR)放电
等离子体产生技术1
ppt课件
1
等离子体的生成方法
• 直流放电 • 交流放电
•直流辉光放电 •空心阴阴放电 •直流脉冲放电 •电弧放电 •磁控管放电
•电容耦合放电 •感应耦合放电 •介质阻挡放电 •微波放电 •表面波放电
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本讲安排
• 等离子体的生成方法——交流放电
电容耦合放电 感应耦合放电
布作用，在自给偏压作用下撞
击K电极
ppt课件
11
高频放电的功率输入机理
• 外加高频电场对电子的加速作用，电子吸收高频
功率有三种机制：
– 等离子体区域的焦耳加热（α放电，有碰撞）
– 鞘层内二鞘次层电厚子度逸由出高后频被电加压速所（决γ放定电，，若无Vr碰f 一撞定）而改变频
–
由于鞘层率振f荡，产则生鞘的层统边计界加的热移（动费速米度加跟速f成）正比。因此统计 加热的功率正比于频率的平方，所以在Vrf —定的
等离子制备技术PPT课件
99.9%的物质是等离子体状态
第2页/共47页
等离子体的基本概念
• 等离子体与气体的区别 • 等离子体是导电流体而又整体上保持电中性 • 组成中带电粒子间存在库仑力 • 等离子体的运动行为受到电磁场的影响和制约
• 并非任何电离气体都是等离子体。只要当电离度大到一定程度，使带电粒子密度达到所产生的空间电荷足 以限制其自身运动时，这样的“电离气体”才算转变成等离子体。否则，体系中虽有少数粒子电离，仍不 过是互不相关的各部分的简单加和，而不具备作为物质的第四态的典型性和特征，仍属于气态。
• 高致密度、细晶粒陶瓷和金属陶瓷：在SPS过程中，样品中每一个粉末颗粒及其相互间的空隙本身都 可能是发热源。用通常方法烧结时所必需的传热过程在SPS过程中可以忽略不计。因此烧结时间可以 大为缩短，烧结温度也明显降低。对于制备高密度、细晶粒陶瓷，SPS是一种很有优势的烧结手段。
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等离子放电烧结
• 电子-电子
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等离子放电烧结
• 等离子体烧结技术SPS（Spark Plasma Sintering ）：在粉末间直接通入脉冲电流进行加热烧结，也被 称为等离子活化烧结或等离子体辅助烧结
• 等离子体烧结发展始： • 1930年，美国科学家提出利用等离子体脉冲烧结原理 • 1965年，脉冲电流烧结技术在美国和日本等国得到应用 • 1988年，日本研制出第一台工业型等离子体烧结装置 • 1996年，日本组织了等离子体烧结研讨会，每年召开一次 • 1998年，瑞典购进等离子体烧结系统，对碳化物、氧化物及生物陶瓷等进行较多研究工作 • 2006年6月武汉理工大学购置了国内首台等离子体烧结装置，此后国内多所高校及研究所相继引进该 装置，成为材料制备的全新技术
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等离子体的基本概念
• 等离子体与气体的区别 • 等离子体是导电流体而又整体上保持电中性 • 组成中带电粒子间存在库仑力 • 等离子体的运动行为受到电磁场的影响和制约
• 并非任何电离气体都是等离子体。只要当电离度大到一定程度，使带电粒子密度达到所产生的空间电荷足 以限制其自身运动时，这样的“电离气体”才算转变成等离子体。否则，体系中虽有少数粒子电离，仍不 过是互不相关的各部分的简单加和，而不具备作为物质的第四态的典型性和特征，仍属于气态。
• 高致密度、细晶粒陶瓷和金属陶瓷：在SPS过程中，样品中每一个粉末颗粒及其相互间的空隙本身都 可能是发热源。用通常方法烧结时所必需的传热过程在SPS过程中可以忽略不计。因此烧结时间可以 大为缩短，烧结温度也明显降低。对于制备高密度、细晶粒陶瓷，SPS是一种很有优势的烧结手段。
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等离子放电烧结
• 电子-电子
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等离子放电烧结
• 等离子体烧结技术SPS（Spark Plasma Sintering ）：在粉末间直接通入脉冲电流进行加热烧结，也被 称为等离子活化烧结或等离子体辅助烧结
• 等离子体烧结发展始： • 1930年，美国科学家提出利用等离子体脉冲烧结原理 • 1965年，脉冲电流烧结技术在美国和日本等国得到应用 • 1988年，日本研制出第一台工业型等离子体烧结装置 • 1996年，日本组织了等离子体烧结研讨会，每年召开一次 • 1998年，瑞典购进等离子体烧结系统，对碳化物、氧化物及生物陶瓷等进行较多研究工作 • 2006年6月武汉理工大学购置了国内首台等离子体烧结装置，此后国内多所高校及研究所相继引进该 装置，成为材料制备的全新技术
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3、焚烧中排放二噁英（dioxin）污染问题一直是备受 人们关注的焦点。焚化炉的燃烧产生的底灰（Bottom Ash）、尾气（Emission）和飞灰(Fly Ash)均含有有 毒物质二噁英，对生态环境及人体健康带来危害。
固废常规处理方法及其问题
垃圾焚烧的社会代价
等离子气化技术简介
等离子是什么？ 科学家告诉我们，随着温度不断升高，气体分子的原子发生分裂，
等离子气化技术简介
身 边 的 等
离 子 太阳由等离子体构成
闪电产生等离子
等离子切割
等离子电视
等离子气化技术简介
什么是等离子气化？ 等离子气化是发生在等离子气化炉中的一个气化过程（等离子体气 化炉是一种在高温、缺氧环境度运行的容器），等离子炬提供的能 量用于维持反应炉的高温环境，采用电弧来电离气体和在高温下气 化有机物，热和高能等离子体可以将包括生活垃圾在内的固体废弃 物所含有有机物原料分解成氢和其它简单的化合物转化成合成气， 而如玻璃，金属和混凝土等无机成分则在炉内熔化而从底部流出， 这种无毒玻璃化的炉渣可以安全地用来做建材。
已建成的医疗废物集中处理设施大多较简陋，部分按规范建成的 医疗废物处置设施（特别是焚烧炉），超期使用后，尾气排放已达不 到原有设计标准。 工业固体废物整体综合利用体系尚不健全，废物资 源化利用技术水平不高，仍有大量的工业固体废物没有对其有用部分 进行充分的综合利用，处置压力大。 3、生活垃圾仍在简易填埋处理，存在环境安全隐患。
固废常规处理方法及其问题
固废常规处理方法——焚烧
固废常规处理方法及其问题
焚烧处理方式缺点 1、安装费用高、烟尘大、热效率不高、体积庞大、资 源化程度底。
2、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, 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%)。
目前全国仍存在相当比例的生活垃圾简易填埋设施，对周围的大 气、水体、土壤环境及景观造成严重污染。人们对垃圾处理设施尤其 是焚烧设施能否实现达标排放、二恶英等污染物能否得到有效控制心 存疑虑，垃圾处理设施运营、建设过程中不断遭到附近居民的群体质 询，引发的社会矛盾屡见不鲜。
中国固体废弃物处理现状
固废的危害 随着经济的发展和人民生活水平的提高，垃圾问题日益突 出。中国668座城市，2/3被垃圾环带包围。这些垃圾埋 不胜埋，烧不胜烧，造成了一系列严重危害。
固体废弃物等离子气化技术
——生活垃圾、污泥、无害化、资源 化
目录
一 中国固体废弃物处理现状 二 固废常规处理方法及其问题 三 等离子气化技术简介 四 等离子气化技术应用
中国固体废弃物处理现状
建设生态文明，是关系人民福祉、关乎民族未来的长远 大计。面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的 严峻形势，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态 文明理念，把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、 政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程，努力建设 美丽中国，实现中华民族永续发展。我们一定要更加自觉地 珍爱自然，更加积极地保护生态，努力走向社会主义生态文 明新时代。（节选十八大报告）
形成为独立的原子（氮分子会分裂成氮原子），这个过程称为气体分 子的离解；随着温度进一步升高，原子中的电子就会从原子中剥离出 来，形成带正电荷的原子核和带负电荷的电子，这个过程称为原子的 电离。 当电离过程频繁发生，使电子和离子的浓度达到一定的数值时， 物质的状态发生根本变化，性质变得与气体完全不同。有别于固体、 液体和气体这三种状态的这种状态称为物质的第四态——等离子态。
物 质 在 等 离 子 气 化 炉 中 分 解
等离子气化技术简介
等离子气化技术特点 （1）等离子气化技术是指利用等离子炬作为气化炉 的热源，而不是传统的利用本身热值点火和燃烧。等离 子炬有着能产生高强度热源的优势（约2000～8000℃）， 而且操作相对简单，可控可调。 （2）气化炉内的等离子体是一种充电气体，由于其 高温和高热密度，等离子技术几乎能将固体废物（如垃 圾）中的有机物完全气化成合成气（主要为CO和H2）， 危险废物和医疗废物在经过常压和高温（大于5537度） 的等离子体处理后能被彻底销毁，摧毁多氯联苯的效率 被证明高达99.999％。而无机物则可变成无害玻璃化熔 渣（玻璃体）。 （3）等离子气化技术在国外已被证明是一种可靠的 固体废弃物处理有效措施。
等离子气化技术简介
固体废弃物等离子气化流程
等离子气化技术简介
物料平衡示意图
等离子气化技术简介
核心设备——等离子炬
等离子气化技术简介
核心设备——等离子气化炉等离气化技术简介等离子气化产物——合成气 经净化过滤器和脱硫器后的清洁合成气主要由氢、一氧化碳和少量 的甲烷组成占95.9％，这三种物质均为可燃物。 二氧化碳仅仅只有 4.1％。 系统向大气排放中几乎没有粉尘，几乎没有二氧化硫，几 乎没有碳黑，几乎没有氮氧化物，几乎是零排放，见下表：
中国固体废弃物处理现状
固废处理简况 1、固体废物处理处置设施匮乏，影响可持续发展。
区域性危险废物处置中心尚未形成全面覆盖,各地一般工业固体废 物安全处置中心建设长期停滞；污水处理厂污泥、印染污泥、造纸污 泥及垃圾焚烧飞灰等新的典型固体废物集中处置设施建设严重滞后。 2、固体废物处理处置水平不高，环境安全隐患未根本消除。
中国固体废弃物处理现状
中国拥有巨大的可燃固体废弃物资源 中国拥有巨大的可燃固体废弃物资源包括：城市生活垃圾、农 林产业废弃物、危险废弃物、工业废弃物、城市污水污泥等， 其中仅城市生活垃圾一项每年就有1.5 亿吨左右的排放量，能源 化处理利用率不足10%，能源化利用潜力巨大。
固废常规处理方法及其问题
固废常规处理方法
固废常规处理方法及其问题
固废常规处理方法——填埋
固废常规处理方法及其问题
填埋处理方式缺点 一、侵占大量土地资源。 二、垃圾渗滤液和散发的臭气对土壤、地表水、地下水 和大气造成长期严重污染。 三、危害居民身体健康，甚至造成伤亡事故。垃圾堆放 场所是蚊蝇和病原菌滋生的地方，而且产生的沼气易发生 爆炸，威胁居民的安全健康。 四、严重影响城市景观和城市形象。
固废常规处理方法及其问题
垃圾焚烧的社会代价
等离子气化技术简介
等离子是什么？ 科学家告诉我们，随着温度不断升高，气体分子的原子发生分裂，
等离子气化技术简介
身 边 的 等
离 子 太阳由等离子体构成
闪电产生等离子
等离子切割
等离子电视
等离子气化技术简介
什么是等离子气化？ 等离子气化是发生在等离子气化炉中的一个气化过程（等离子体气 化炉是一种在高温、缺氧环境度运行的容器），等离子炬提供的能 量用于维持反应炉的高温环境，采用电弧来电离气体和在高温下气 化有机物，热和高能等离子体可以将包括生活垃圾在内的固体废弃 物所含有有机物原料分解成氢和其它简单的化合物转化成合成气， 而如玻璃，金属和混凝土等无机成分则在炉内熔化而从底部流出， 这种无毒玻璃化的炉渣可以安全地用来做建材。
已建成的医疗废物集中处理设施大多较简陋，部分按规范建成的 医疗废物处置设施（特别是焚烧炉），超期使用后，尾气排放已达不 到原有设计标准。 工业固体废物整体综合利用体系尚不健全，废物资 源化利用技术水平不高，仍有大量的工业固体废物没有对其有用部分 进行充分的综合利用，处置压力大。 3、生活垃圾仍在简易填埋处理，存在环境安全隐患。
固废常规处理方法及其问题
固废常规处理方法——焚烧
固废常规处理方法及其问题
焚烧处理方式缺点 1、安装费用高、烟尘大、热效率不高、体积庞大、资 源化程度底。
2、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, 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%)。
目前全国仍存在相当比例的生活垃圾简易填埋设施，对周围的大 气、水体、土壤环境及景观造成严重污染。人们对垃圾处理设施尤其 是焚烧设施能否实现达标排放、二恶英等污染物能否得到有效控制心 存疑虑，垃圾处理设施运营、建设过程中不断遭到附近居民的群体质 询，引发的社会矛盾屡见不鲜。
中国固体废弃物处理现状
固废的危害 随着经济的发展和人民生活水平的提高，垃圾问题日益突 出。中国668座城市，2/3被垃圾环带包围。这些垃圾埋 不胜埋，烧不胜烧，造成了一系列严重危害。
固体废弃物等离子气化技术
——生活垃圾、污泥、无害化、资源 化
目录
一 中国固体废弃物处理现状 二 固废常规处理方法及其问题 三 等离子气化技术简介 四 等离子气化技术应用
中国固体废弃物处理现状
建设生态文明，是关系人民福祉、关乎民族未来的长远 大计。面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的 严峻形势，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态 文明理念，把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、 政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程，努力建设 美丽中国，实现中华民族永续发展。我们一定要更加自觉地 珍爱自然，更加积极地保护生态，努力走向社会主义生态文 明新时代。（节选十八大报告）
形成为独立的原子（氮分子会分裂成氮原子），这个过程称为气体分 子的离解；随着温度进一步升高，原子中的电子就会从原子中剥离出 来，形成带正电荷的原子核和带负电荷的电子，这个过程称为原子的 电离。 当电离过程频繁发生，使电子和离子的浓度达到一定的数值时， 物质的状态发生根本变化，性质变得与气体完全不同。有别于固体、 液体和气体这三种状态的这种状态称为物质的第四态——等离子态。
物 质 在 等 离 子 气 化 炉 中 分 解
等离子气化技术简介
等离子气化技术特点 （1）等离子气化技术是指利用等离子炬作为气化炉 的热源，而不是传统的利用本身热值点火和燃烧。等离 子炬有着能产生高强度热源的优势（约2000～8000℃）， 而且操作相对简单，可控可调。 （2）气化炉内的等离子体是一种充电气体，由于其 高温和高热密度，等离子技术几乎能将固体废物（如垃 圾）中的有机物完全气化成合成气（主要为CO和H2）， 危险废物和医疗废物在经过常压和高温（大于5537度） 的等离子体处理后能被彻底销毁，摧毁多氯联苯的效率 被证明高达99.999％。而无机物则可变成无害玻璃化熔 渣（玻璃体）。 （3）等离子气化技术在国外已被证明是一种可靠的 固体废弃物处理有效措施。
等离子气化技术简介
固体废弃物等离子气化流程
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物料平衡示意图
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核心设备——等离子炬
等离子气化技术简介
核心设备——等离子气化炉等离气化技术简介等离子气化产物——合成气 经净化过滤器和脱硫器后的清洁合成气主要由氢、一氧化碳和少量 的甲烷组成占95.9％，这三种物质均为可燃物。 二氧化碳仅仅只有 4.1％。 系统向大气排放中几乎没有粉尘，几乎没有二氧化硫，几 乎没有碳黑，几乎没有氮氧化物，几乎是零排放，见下表：
中国固体废弃物处理现状
固废处理简况 1、固体废物处理处置设施匮乏，影响可持续发展。
区域性危险废物处置中心尚未形成全面覆盖,各地一般工业固体废 物安全处置中心建设长期停滞；污水处理厂污泥、印染污泥、造纸污 泥及垃圾焚烧飞灰等新的典型固体废物集中处置设施建设严重滞后。 2、固体废物处理处置水平不高，环境安全隐患未根本消除。
中国固体废弃物处理现状
中国拥有巨大的可燃固体废弃物资源 中国拥有巨大的可燃固体废弃物资源包括：城市生活垃圾、农 林产业废弃物、危险废弃物、工业废弃物、城市污水污泥等， 其中仅城市生活垃圾一项每年就有1.5 亿吨左右的排放量，能源 化处理利用率不足10%，能源化利用潜力巨大。
固废常规处理方法及其问题
固废常规处理方法
固废常规处理方法及其问题
固废常规处理方法——填埋
固废常规处理方法及其问题
填埋处理方式缺点 一、侵占大量土地资源。 二、垃圾渗滤液和散发的臭气对土壤、地表水、地下水 和大气造成长期严重污染。 三、危害居民身体健康，甚至造成伤亡事故。垃圾堆放 场所是蚊蝇和病原菌滋生的地方，而且产生的沼气易发生 爆炸，威胁居民的安全健康。 四、严重影响城市景观和城市形象。