等离子体火炬处理固体废物的工作原理示范文本
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。
等离子体特种垃圾焚烧炉工艺
等离子体特种垃圾焚烧炉工艺一、“等离子体特种垃圾焚烧炉”目前在我国主要的是医疗垃圾和工业危险垃圾最为严重。
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,它是细菌病毒滋生地。
这些垃圾焚烧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,时间一长会析出地面,仍旧会对环境造成二次污染,渗出后影响土壤、水质,人、畜,饮用水后会迅速感染蔓延。
即使用包装进行集中处理,地城区运输中也极易散发也很容易使环境被再次污染。
等离子体是一种具有高热焓、高温、快反应时间、能量集中、电热转换效率极高的(85%~95%),最好的可工业应用的新热源,利用等离子体技术在处理废弃物时可不择废弃物形状而进行处理,处理范围更广,适用性强。
采用等离子体方法可以容易获得高于任何传统方法的温度(1200℃~1700℃),不会产生二恶英,垃圾焚烧会更彻底,且不会带来二坎污染。
燃烧的垃圾残余灰减容为≤3%,燃烧后的垃圾可作为生活垃圾填埋。
二、技术原理等离子体是物质存在的一种状态,与固态、液态和气态并列,和物质的另外三态相比,等离子体可以存在的参数范围异常的宽广(其密度、温度以及磁场强度都可以跨越十几个数量级),等离子体的形态和性质受外加电磁场的强烈影响,并存在极其丰富的集体运动(如各种静电波、漂移波、电磁波以及非线性的相干结构和湍动),因而能量极为集中,并具有极高的电热效率(85%以上),产生的高温可以还原一切难以还原和难溶的物质,瞬间即可完成,因而目前得到广泛的重视和应用。
一种处理废弃物的理想方法——等离子体技术
一种处理废弃物的理想方法——等离子体技术1 引言经济的飞速发展,使人们的生活水平有了很大的提高,同时带来的环境问题日益成为人们关注的焦点,环境污染成为人们健康生活的隐形杀手。
在城市垃圾处理中,最普遍的方法是集中焚烧掩埋,通过焚烧,使垃圾的量最少化,进而再进行掩埋处理。
但这样,不仅不能浪费了垃圾中所含有的宝贵资源,同时也会造成严重的的空气问题和土壤问题。
垃圾掩埋处理只是使垃圾短期内离开人们的视野,深埋地下的垃圾由于洪水等原因可能会重见天日,危害人类,深埋的垃圾不仅污染土壤,也会造成地下水污染,严重威胁人们的健康。
癌症村的出现或许是最好的例证。
加强对各类固体废弃物( 城市生活垃圾、工业三废、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。
一种新兴的废弃物处理技术——等离子体技术,成为近年来世界各国学者进行污染物处理新技术研究的方向之一。
等离子体技术不仅可以对气相中的化学、生物废物进行破坏, 而且可以对液相、固相中的化学- 放射性废物进行破坏分解, 不仅对高浓度有机污染物有较好分解效果, 更可对大流量、低浓度污染物进行分解。
很多情况下, 污染物只采用一种方法来处理难以得到预定的效果, 通常需要将物理、化学、生物等方法联合起来进行合理配置, 增加了系统的复杂性, 而应用等离子体技术则可以简化这一处理过程。
作为一种可高效、便捷对污染物进行破坏分解的替代技术, 等离子体技术正受到各国学者越来越多的关注, 成为环境污染治理领域中最有发展前途的一项高科技技术。
2 等离子体概述2.1等离子体的发展及应用20世纪60年代形成的等离子体技术是一门交叉学科,涉及高能物理、放电物理、放电化学、反应工程学、高压脉冲技术等领域。
在进入80年代后,将等离子体技术应用于处理各类污染物成为国内研究的热点之一。
(完整版)等离子气化技术固体废物处理中的应用
等离子气化技术在固体废物处理中的应用针对近几年来等离子气化技术在国内固体废物处理中的应用情况,对该技术的先进性和经济性作了进一步分析;介绍了一些应用案例,认为等离子技术在许多方面,特别是在危险废物处理方面具有应用推广前景。
关键词:等离子气化技术;固体废物处理;经济性分析;应用案例中图分类号:X705 文献标志码:A 文章编号:1006-5377(2015)11-0000-04等离子气化技术在固体废物处理中的应用1等离子气化技术在固体废物处理中的优势采用等离子气化技术处理固体废物的设备是等离子气化炉。
气化炉的炉体为钢制直立式容器,炉体内衬耐火材料。
气化炉的热源是安装在炉体下部沿壁均布的金属电极等离子体火炬(也叫等离子体喷枪或等离子体电弧发生器)。
金属电极等离子体火炬需要的工作气体(据此可喷出高温气体射流)可以是含氧气体(空气、富氧或纯氧)和惰性气体。
等离子气化炉所需的氧化剂气体可从外部鼓入以充分利用固体废物自身的热值。
在炉内高温条件下(炉内上部可达900℃~1000℃,炉内下部可达1600℃~1700℃),固体废物中的有机成分发生部分氧化反应而生成可利用的合成气(含有CO、H2和CH4等成分的低热值燃气),二英和呋喃等有害物质基本被彻底摧毁;而固体废物中的无机成分则在炉底部被熔化,以熔融态排出并形成无害的玻璃体材料,可作为建材原料。
还有另一类型用等离子技术处理固体废物的设备是等离子热解炉。
多年来国内外的小型试验装置都是这种炉型。
其热源是以成对方式安装在炉体相应部位的石墨电极。
因此,电极需要的工作气体只能是惰性气体,而且不能向炉内鼓风(不能接触氧)。
热解炉处理固体废物需要完全依靠电热来熔融其中的无机成分和裂解有机成分,虽也能达到处理效果和使尾气量少一些,但耗能较高且不能利用固体废物物料自身的热值,加上石墨电极等离子弧炉的结构又限制其不易放大。
因此,等离子热解炉的工程化和市场的推广应用一直存在较多障碍。
固体废物的热解的基本原理和处理技术
2. 污泥浓缩
目的:去除间隙水,含水率从96%~99%下降 到 85%~90%以上,可以用泵输送。
污泥浓缩的目的就是降低污泥中水分.缩小污 泥的体积,但仍保持其流体性质,有利于污 泥的运输、处理与利用。
PET、ABS树脂等在其分子构造中含有氮、氯等元素, 热解过程中会产生有害气体或腐蚀性气体,也不适 宜作为热解原料。
塑料裂解过程
以聚烯烃类塑料为例, 直链碳氢化合物——熔融软化为液体——低
分子碳氢化合物 (碳链范围约为1~44)再通 过合成沸石催化剂——分子量更小的碳氢 化合物。
上图是碳链范围为4000~12000的PE在常 压、450℃条件下热解所得油品的相对分子 质量分布图。
二、热解过程及产物
1. 有机物的热解反应可以用下列通式来表示:
上述反应产物的收率取决于原料的化学结构、 物理形态和热解的温度及速度。
如Shafizadeh等人对纤维素的热解过程进行 了较为详细的研究后.提出了用下图描述纤维 素的热解和燃烧过程。
2. 热解反应所需的能量取决于各种产物的生 成比,而生成比又与加热的速度、温度及原 料的粒度有关。
日本城市垃圾的典型化学组成为 C30H53N0.34S0.02Cl0.09。其H/C值高于纤维 素。
➢一般的固体燃料,剩余H/C值均在0~0.5之间。 ➢美国城市垃圾的该H/c值位于泥煤和褐煤之间; ➢日本城市垃圾的该H/C值则高于所有固体燃料 ——垃圾中塑料含量较高。
➢从氢转换这一点来看.甚至可以说城市垃圾优于普 通的固体燃料。但在实际过程中,还同时发生其他产
1250℃——预热气体和回收蒸汽
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。
等离子体火炬处理固体废物的工作原理详细版
文件编号:GD/FS-7981(安全管理范本系列)等离子体火炬处理固体废物的工作原理详细版In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities.编辑:_________________单位:_________________日期:_________________等离子体火炬处理固体废物的工作原理详细版提示语:本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中,有效利用生产资源,经济合理地进行生产活动,以达到实现简化管理过程,提高管理效率,实现预期的生产目标。
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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。
(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)。
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。
浅谈应用于危险废物处置的等离子体炬热解焚烧技术
浅谈应用于危险废物处置的等离子体炬热解焚烧技术发布时间:2021-06-07T15:45:49.790Z 来源:《基层建设》2021年第4期作者:朱先涛[导读] 摘要:随着我国经济的不断发展,科学技术的不断进步,人们生活水平的提高,对环境质量的要求也越来越高,对危险废物处置的要求也越来也严,在此背景之下,危险废物的处置技术有了飞跃式的发展。
上海第升环保科技有限公司摘要:随着我国经济的不断发展,科学技术的不断进步,人们生活水平的提高,对环境质量的要求也越来越高,对危险废物处置的要求也越来也严,在此背景之下,危险废物的处置技术有了飞跃式的发展。
近几年,等离子体炬热解焚烧技术取得了突破性的发展,越来越多的应用于危险废物焚烧处置项目上。
本文阐述了等离子体炬应用于危险废物热解焚烧技术特点,对等离子体炬的结构组成进行了简单介绍。
关键词:等离子体炬;危险废物;热解焚烧技术近年来,我们国家经济的稳步发展,人们生活水平的日益提高,人们对物质文化生活的需求也越来越高,这就促进了我国化工、医药等行业的飞速发展,与此同时,也产生了大量的固废、废液、废气等危险废物,给环境治理带来了很大的压力。
为了使危险废物处置排放能够达到越来越严格的环境标准,危险废物的处置技术不断的发展,研发出新的处置技术。
从危险废物处置技术的发展历程,到目前为止可以分为三代具有代表性的危险废物处置技术。
第一代技术为热解气化焚烧技术(AB 炉);第二代技术为回转窑焚烧技术;第三代技术为近几年发展较快的等离子体炬热解焚烧技术。
1 等离子体介绍等离子体普遍被认为是除气态、液态和固态之外的第四种物质存在状态,是含有能量的电离气体。
等离子体是通过对气体分子施加足够的能量(通常为气体放电)发生电离形成的,气体分子被电离后部分电子被剥夺形成了正负离子组成的离子化气体状物质。
离子化气体状物质中包含带有负电荷的自由电子、带正电荷粒子以及中性粒子,它们之间形成一种平衡,使得等离子体整体呈电中性。
等离子污泥处理技术简介
等离子污泥处理技术简介等离子体技术处理危险废物是一种新型环保技术,主要用于工业污水固粒饱水污泥、焚烧炉产生的飞灰及炉渣、工业危险废弃物等危险废物的处理工作。
(1) 等离子技术基本原理等离子体是与固态、液态和气态并列的第四种物质存在状态,它可以存在的参数范围相当宽广(其密度、温度以及磁场强度都可以跨越十几个数量级)。
当一股强电流通过惰性气体(例如氮气)产生电离,即可形成等离子体。
如果等离子体的形态和性质受到外加电磁场的强烈影响,就会发生强烈的粒子集体运动。
此时能量发生瞬时集中,产生极高的电热效率(85%—95%),等离子体温度即时升高上千度。
这种极高的温度可完全分解有毒物质中存在的有机物或无机物分子,同时完全分解了焚烧过程中可能形成的二氧化物类物质。
整个过程在瞬间即可完成,产生的高温可以还原一切难以还原和难熔性的物质。
等离子体弧心温度可达7000℃,而反应器工作温度可在3000℃内调整。
(2) 等离子体处理工业污泥技术试验分析全国各危险废物处置中心的工业污泥处理技术和能源化研究现状,采用荷兰PANalytical公司Magix(PW2403)X射线荧光光谱仪测定了广西省和海南省主要城市取样工业污泥的组成和热值(试验用脱水污泥含水量74.3%,污泥干基固体挥发份含量62.9%),测试结果示于表1。
利用等离子体产生的瞬时高温突跃,进行了电弧等离子体技术的高温T-jump特性作用于工业污泥的处理试验。
在数千度的高温下引起快速反应,使工业污泥中有机物质发生高温下物理化学变化,如挥发、裂解、氧化、聚合等。
反应后的固体残渣表面明显碳化或呈现玻璃态,含水率与挥发成份含量明显下降,性质状态非常稳定。
其中受到电弧直接作用的污泥反应后显熔融态,分解彻底。
得到了类似水煤气的气体产物(主要成分CO和CH4气体)。
这种物质可以直接点燃,火焰温度高达750℃—850℃。
至此,初步完成了高温突跃T-jump处理工业危险废物活性污泥的可能性的实验。
等离子燃烧器工作原理
等离子燃烧器工作原理2.1点火机理.本装置利用直流电流280-350A在介质气压0.01-0.03MPA的条件下接触引弧,并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体,该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成T>5000K的梯度极大的局部高温区,煤粉颗粒通过该等离子火核受到高温作用,并在0.001秒内迅速释放出挥发物,并使煤粉颗粒破裂粉碎,从而迅速燃烧.2.2工作原理本发生器为磁稳空气载体等离子发生器,它由线圈,阴极,阳极组成.阴阳极由高导电率,高导热率,抗氧化的金属材料制成;并采用水冷方式以承受电弧高温冲击.其拉弧原理:首先设定输出电流,当阴极前进与阳极接触后,整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变,当阴极缓缓离开阳极时,电弧在线圈磁力的作用下,被电离为高温等离子体,其能量密度高达105W/CM.为点燃不同的煤粉创造了良好的条件2.3燃烧机理根据高温等离子体有限能量不可能同无限的煤粉量及风速相匹配的原设计了多级燃烧器.在建立一级点火燃烧器过程中采用了将经过浓缩的煤粉垂直送入等离子火炬中心区.燃烧器共分四区,第一区加设了气膜冷却技术避免了煤粉的贴壁流动和挂焦,同时又解决了燃烧器的烧蚀问题;第二区为混合区,在该区一般采用浓点浓的原则,环型浓淡燃烧器的应用将淡分流贴壁而浓粉掺入主点火燃烧器燃烧.第三区为强化燃烧区,在第一,二区内挥发分基本燃尽,为提高疏松炭的燃尽率采用提前补氧强化燃烧的措施,第四区为燃尽区,疏松炭的燃尽率,决定火焰的长度,等离子点火燃烧系统组成3.1等离子点火燃烧系统燃烧系统:与以往燃烧器相比,等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用等离子弧将煤粉点燃,并将火焰在燃烧器内逐级放大,属内燃型燃烧器.等离子有再造挥发分的效应,这对于点燃贫煤强化燃烧有特别的意义.风粉系统:给粉机,磨煤机,暖风器,一次风系统,气膜风系统.二次风系统.等离子点火器系统3.1等离子发生器它是用来产生高温等离子电弧的装置.主要有阳极组件,阴极组件,线圈组件三大部分.还有支撑支架配合安装.在两极间加稳定的大电流,将两极之间的空气电离形成具有高温导电特性等离子体,其中带正电的离子流向电源负极形成电弧的阴极,带负电的离子及电子流向电源的正极形成电弧的阳极.线圈通电产生强磁场,将等离子体压缩,并由压缩空气吹出阳极,形成可以利用的高温电弧.阳极组件:阳极,冷却水道,压缩空气通道及壳体等构成.为确保电弧能够尽可能的拉出阳极以外,在阳极上加装压弧套.阴极组件:阴极头,外套管,内套管,驱动机构,进出水口,导电接头等构成.线圈组件:导电管绕成的线圈,绝缘材料,进出水接头.导电接头,壳体等构成.3.2等离子电器系统它用来产生维持等离子电弧稳定的直流电源装置,其基本原理是通过三相全控桥式晶闸管整流电路将三相交流电源变为稳定的直流电源,其由隔离变和电源柜两大部分组成,电源柜内主要有晶闸管组件,直流调速器6RA70,直流电抗器,交流接触器,控制PLC等.隔离变:380V/360V;200KVA;50HZ;三/星;自然冷却;F级;100K;AC3/3;材料30Q130冷扎有趋向硅钢片,环氧树脂真空浇注.一次绕组接成三角形,使3次谐波能够通过,减少高次谐波的影响,整流柜:尺寸800*800*2055型号PS4000额定输入电压:3AC400(+15%-20%)额定输入电流:332A额定频率:45HZ-65HZ额定输出电压:485V额定输出电流:400A过载能力:180%额定输出功率:194KW额定直流电流下的功耗:1328W冷却风扇380VAC3P50HZ0.3A570M/H整流电路:三相全桥整流电路为三相半波共阴极组与共阳极组的串联,因此整流电路在任何时刻都必须有两个晶闸管倒通,才能形成导电回路,其中一个是共阴极的,另一个是共阳极的,所以必须对两组中要倒通的一对晶闸管同时给触发脉冲.可采用两种办法:一种是给每个触发脉冲的宽度大于60度(80-100),称宽脉冲触发;另一种是在触发某一号晶闸管的同时给前一号晶闸管补发一个脉冲,相当于用两个窄脉冲等效替代大于60的宽脉冲,称双脉冲触发,等离子电源柜采用的是后一种.SIEMENS的6RA70它是给直流电机调速电机配备的调速器,其内部有两套整流电路,分别用于电枢回路和励磁回路,等离子只用了电枢回路,直流电抗器由于点火器在启动初期是短路状态;在引弧瞬间产生强烈的冲击负荷,这些都要求电源有极强的衡流能力,这就要求平波电抗器有足够的感抗,500A2.1MH控制PLCS7-200CPU224,实现自动点火,具体方案如下:使用USS协议通过CPU224上的通讯口PORATO与6RA70的通讯口X172之间的进行数据交换,以完成对主电路的操作控制和各类状态信息的读出和条件判断等,实现直流电源控制。
固体垃圾无害处理-等离子火炬气化技术
固体垃圾无害处理---等离子火炬气化技术(Plasma Torch Gasfication)1 .前百1 . 1.中国城市垃圾处理现状垃圾处理是世界各国环境保护的焦点之一。
中国城镇民众生活和社会活动中面最大、分布最广的城市生活垃圾污染引起的生态安全问题已经十分严峻。
据主管部门的统计数据:中国668个城市垃圾年清运量达1.15亿吨,处理率已达60%以上。
然而,在这比较乐观的数据下,掩盖着不乐观的现实:即处理率不等于无害化达标率。
70%以上的垃圾填埋场缺少必须的防渗设施,90%以上的填埋场未有效地进行渗滤液处理,99%以上的填埋气体未经燃烧处理或回收利用;在垃圾焚烧处理方面,中国已运行的多数是50吨/日以下的小炉子,尾气处理程度距国家环境污染控制标准相距很远。
要知道,中国目前的垃圾填埋和焚烧污染控制标准不是高标准,而对目前中国经济承受能力和环保科技发展进行综合分析的基础上提出的环境污染控制底线,它大体上相当于发达国家80年代初的污染控制水平。
目前我国的城市垃圾处理主要是如下三种主要的处理方法:(A)填埋处理填埋是大量消纳城市生活垃圾的有效方法,也是所有垃圾处理工艺剩余物的最终处理方法,目前,我国普遍采用直接填埋法。
所谓直接填埋法是将垃圾填入已预备好的坑中盖上压实,使其发生生物、物理、化学变化,分解有机物,达到减量化和无害化的目的。
填埋处理方法是一种最通用的垃圾处理方法,它的最大特点是处理费用低,方法简单,但容易造成地下水资源的二次污染。
随着城市垃圾量的增加,靠近城市的适用的填埋场地愈来愈少,开辟远距离填埋场地又大大提高了垃圾排放费用,这样高昂的费用甚至无法承受。
(B)焚烧处理焚烧法是将垃圾置于高温炉中,使其中可燃成分充分氧化的一种方法,产生的热量用于发电和供暖。
焚烧处理的优点是减量效果好(焚烧后的残渣体积减少90%以上,重量减少80%以上),处理彻底。
但是,由于垃圾含有某些金属,焚烧具有很高的毒性,产生二次环境危害。
等离子体处理技术的基本原理与应用
等离子体处理技术的基本原理与应用随着科技的不断发展,等离子体处理技术作为一种新兴的材料处理技术受到了越来越多的关注。
等离子体是一种高温高能的状态,具有高度电离的特性,因此在材料表面的处理中有着广泛的应用。
本文将从等离子体处理技术的基本原理和应用两个方面进行详细论述。
首先,我们来了解一下等离子体的基本原理。
等离子体是由电离的气体分子和自由电子组成的,它的电导率高、热电子速度快、具有高能量和活性等特点。
等离子体的形成主要是通过加能处理或电离处理实现的。
在加能处理中,材料通过受热或加电场等方式获得能量,从而激发出所需要的活性物质。
在电离处理中,通过加电场或其他方式将材料中的电子和离子分离,形成等离子体。
等离子体的活性物质主要包括电子、离子、自由基等,它们在处理材料表面时具有很强的氧化、还原、聚合和分解能力,可以改变材料的物理、化学和表面性能。
接下来,我们将介绍等离子体处理技术的应用。
等离子体处理技术在材料表面的修饰、清洗、涂层和改性等方面有着广泛的应用。
首先是等离子体表面修饰。
等离子体处理可以通过改变材料表面的化学组成,增加表面能量,提高表面活性,从而改善材料的附着性、耐磨性和抗腐蚀性。
其次是等离子体清洗。
等离子体可以通过氧化作用将材料表面的污染物氧化分解,从而达到清洗的目的。
再次是等离子体涂层。
等离子体处理可以在材料表面沉积涂层,提高材料的耐磨性、耐腐蚀性和抗高温性能。
最后是等离子体改性。
等离子体处理可以改变材料表面的结构和性质,如增加硬度、减少摩擦系数、提高阻燃性等。
值得一提的是,等离子体处理技术还在生物医学、环境保护和能源领域有着重要的应用。
在生物医学领域,等离子体处理可以用于医用材料的表面处理,提高其生物相容性和抗菌性能。
在环境保护领域,等离子体处理可以用于废水处理、空气净化等方面,减少环境污染。
在能源领域,等离子体处理可以用于太阳能电池板的制备和燃料电池的电极改性等方面,提高能源转化效率和利用率。
垃圾等离子体焚烧技术方案
垃圾等离子体焚烧技术方案垃圾等离子体焚烧技术是一种高温、高能、高效的垃圾处理技术,通过将垃圾转化为热能和能源资源,实现垃圾减量化、资源化利用,同时减少环境污染的技术方案。
本文将从技术原理、工作流程和优势三个方面来介绍垃圾等离子体焚烧技术方案。
一、技术原理垃圾等离子体焚烧技术是基于等离子体的化学原理,通过高温等离子体反应使垃圾中的有机物和无机物分解转化为可利用的资源。
等离子体是一个高温、高能的物质状态,电子和离子在其中高速碰撞,产生丰富的化学反应,从而将垃圾分解为原子和分子。
垃圾等离子体焚烧技术主要通过等离子体喷雾燃烧和等离子体反应煅烧两个过程来实现。
首先,将垃圾送入设备中,经过预处理后进入等离子体喷雾燃烧室,通过喷雾器将垃圾雾化为微小颗粒,与高温等离子体反应,发生快速氧化分解。
其次,经过喷雾燃烧的垃圾在等离子体反应煅烧室中继续进行高温煅烧,将残留的有害气体彻底分解并转化为无害物质。
二、工作流程垃圾等离子体焚烧技术的工作流程主要包括前处理、等离子体喷雾燃烧和等离子体反应煅烧三个阶段。
前处理阶段:将垃圾进行分拣和粉碎处理,同时去除其中的大件物品和杂质。
等离子体喷雾燃烧阶段:将经过前处理的垃圾送入喷雾燃烧室,通过喷雾器将垃圾雾化为微小颗粒,并与高温等离子体反应。
在这个过程中,垃圾中的有机物发生氧化分解,产生大量热能和高能物质。
等离子体反应煅烧阶段:将经过喷雾燃烧的垃圾送入等离子体反应煅烧室,持续高温煅烧垃圾,将残留的有害气体彻底分解,同时将有用的能源资源提取出来。
三、优势垃圾等离子体焚烧技术相比传统垃圾处理方法具有以下优势:1. 高效能源回收:垃圾的燃烧转化为高温等离子体能够产生大量热能,可以用于发电和供热,实现能源的回收利用,节约能源资源。
2.减少环境污染:通过高温等离子体反应,垃圾中的有机物和无机物得到分解转化,可以彻底分解有害气体,大大减少污染物的排放,降低空气和水体的污染。
3.减少垃圾堆积:垃圾等离子体焚烧技术可以实现垃圾减量化,将垃圾彻底分解为无机物和能源资源,减少垃圾的体积和堆积量。
等离子技术在电子废弃物处理中的应用演示文稿
• 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 。
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建设电子废弃物处理装置示 范项目的建议
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• 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。
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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。
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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)。
等离子体技术在固体废弃物处理中的应用
资 源 调 查 与 环 境 第26卷 第2期2005年 RES OURCES S URVEY&ENV I RONMENT Vol.26 No.2文章编号:167124814(2005)022128204等离子体技术在固体废弃物处理中的应用①林小英1,李玉林2(1福建工程学院环境与设备系,福建福州350007)(2福州大学环境与资源工程学院,福建福州350002) 摘要:简要介绍了等离子体的相关概念及其处理污染物的工作原理,阐述了等离子体技术在固体废弃物治理方面的应用研究概况,并对等离子体在固体废弃物治理中的应用作了市场前景分析,说明了该技术在固体废弃物治理中具有一定的应用前景。
关键词:等离子体;固体废弃物;处理中图分类号:X14 文献标识码:A 随着环境污染的日益严重,大量传统的废弃物处理技术已不能适应污染治理的需要。
研究开发费用低,处理彻底、无二次污染的新型固体废弃物处理技术成为环境保护领域一个急待解决的重要课题。
在环境污染的治理研究中,已经涌现出许多高新技术如:超声波,超临界流体,等离子体,中空纤维膜分离技术,反渗透技术,光化学氧化技术等。
其中,等离子体具有高效率、低能耗,安全、无二次污染的特点,为固体废弃物的无害化、减量化、资源化处理开拓了一个新途径。
1 等离子体的基本概念等离子体是离子化,呈电中性的气体,是物质固、液、气三种存在状态之外的第四种形态,又称为第四态。
它由大量的正负带电粒子和电中性的粒子组成,粒子的能量一般为几个到几十电子伏特,大于聚合材料的结合能,因此可以将固体废物中的分子彻底分解,再重新组合,这时有害物质被分解,重金属被分离开来,其余部分被熔融后固化成玻璃体。
等离子体的分类方法有很多,根据温度和内部的热力学平衡性,可将等离子体分为平衡态等离子体和非平衡态等离子体。
在热力学平衡等离子体内,电子温度与离子温度相同,属于一个处于热力学平衡的整体,体系温度非常高,因此又称为高温等离子体。
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等离子体火炬处理固体废物的工作原理示范文
本
等离子体火炬处理固体废物的工作
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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。
(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)。
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。
(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。
下面介绍微波等离子体炬(microwave plasma torch):
微波等离子体炬(MPT)是一种开放结构的等离子体源,是由金钦汉等于1985年首先提出来,目前实验室常用的微波源是2.45GHz,MPT炬管是一个直接耦合的同轴波导微波谐振腔,腔内存在着固定的电场和磁场分布,而这种特定的能量分布维持了等离子体放电,将一段同轴线一端短路,另一端开路,就构成了同轴谐振腔。
MPT炬管的内管和中管是相连通的终端短路活塞的存在使其成为一个同轴微波谐振腔,同轴谐振腔有三种耦合方式:直接耦合,电容耦合和电感耦合。
直接耦合又称为电导耦合,其方法是在同轴腔外导体上开孔,将同轴传输线(天线)的内导体直接连接导同轴腔的内导体上,MPT炬管就是采用的这种方式。
当炬管顶端到调谐活塞端面的距
离是λ/4的奇数倍时(一般为3λ/4),顶端的电场为最强,就可在顶端形成和维持等离子体。
电子科技大学高能所的微波等离子体火炬系统,微波的工作频率为2.45GHz,磁控管产生的微波通过波导系统、三端调配和短路活塞耦合到同轴传输线(天线),并在离内管端口几厘米的地方形成特定的电磁场分布,从而使空气等工作气体电离形成等离子体火炬,图中的等离子体火炬的火焰长度只要几厘米,它的主要应用是金刚石薄膜、材料的表面改性、化学分析、纳米材料制备、废物处理等。
微波等离子体的参数:
工作频率:2450±50MHz 输出功率:1.0-2.0kW
工作范围:100 Torr 至大气压波导接口:BJ-26
微波等离子体炬设备组成:
磁控管提供能源微波能从波导谐振腔引出
微波传输系统喷嘴
微波等离子体火炬作为处理医疗垃圾系统可行性还值得进一步研究,因为它不仅可以利用等离子体火炬冲击、分解垃圾,还可以利用微波高效的热作用进行医疗垃圾的热解,达到高效的废物处理。
(二)等离子体火炬处理固体废物的应用
等离子体火炬,尤其是电弧等离子体火炬在医疗垃圾的应用已经开始,美国、日本、加拿大等发达国家和地区进行等离子体处理废物的研制和商品化进程已经进行几年时间,并已经开始了商品化应用。
下面是微波等离子体火炬处理固体废物的应用设想,利用它可处理:城市固态垃圾、淤泥、工业固废以及液态有机垃圾等。
等离子体分解有机废物可得到
氢气及一氧化碳,并可通过一个附属设备提取。
它们可以用作化学原料去生产其它产品,如聚合物或其他化学产品。
氢气是十分有价值的商业气体,可应用在多种制造日用品的工艺中,例如:氨及塑料、药物、维生素、食油等。
它亦可为燃料电池提供能量。
燃料电池被广泛认为是未来解决污染问题的洁净能源。
从无机废物中得到的可再用的产品包括可用于冶金工业的合成金属,可用于建筑及研磨材料的玻璃状的硅石。
等离子体处理废物流程,在等离子体热处理系统中,主要设备是两台等离子体火炬,即第一气化室和第二气化室。
在处理废物时,垃圾首先被切碎并注入第一气化器(等离子体热处理系统)。
工作温度在1800-1900K,300KW。
减容比高:90%甚至95%以上。
产生的等离子体火炬可以很快使有机物分解成一氧化碳和氢,无机物则变为玻璃状的硅石。
第二气化室(加力燃烧室)等离子体火炬可对第一气化室中合成气体中的一些残留微粒和一些碳氢化合物再进一步进行分解处理。
通过第二气化室处理后的混合气体经过净化系统后,成为只含H2和CO的混合气体,加力燃烧室在1000○C温度环境下对H2和CO的混合气体进一步进行处理,以确保无有害的混合物产生,比如二氧芑和呋喃等,最后排放到空气中。
当然也可以取消加力燃烧室而利用这些混合气体去驱动汽轮机发电。
在第一气化器中垃圾的无机物部分熔化成玻璃状的无污染的炉渣,炉渣可安全用于建筑材料,根据不同的用途,炉渣可复原为各种形式。
三、等离子体处理废物的前景
与其他有竞争力的废物处理过程相比,热等离子体处理废物比较昂贵。
而在一些特殊类型的有毒废物处理问题上热等离子体处理具有独特的优势,因此等离子体主要用于焚烧炉难于处理的废物,包括被污染的陶瓷废物、高熔点金属、需要治理的含有毒挥发成分的废气等。
等离子体进行废物处理的主要缺点在于以电力作为能源,经济成本高。
此外,与传统废物处理方式相比,等离子体过程具有更多的过程控制参数,从而在过程控制中要求自动化程度很高。
看来对于这种大规模的设备仍然缺乏一个坚实的工程基础。
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