等離子氣化技術(shù)在固體廢物處理中的應(yīng)用

趙仁杰

摘 要：離子氣化技術(shù)作為一種可以將城市固體廢棄物轉(zhuǎn)化為能源的新興技術(shù)，具有很大的發(fā)展前景。本文首先對等離子氣化技術(shù)及其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行闡述，同時(shí)就等離子氣化技術(shù)在國內(nèi)固體廢物處理中的應(yīng)用情況作了具體分析，希望能夠推動(dòng)等離子氣化技術(shù)在我國固體廢物處理方面的投入使用，從而達(dá)到減少環(huán)境的污染的目的。

關(guān)鍵詞：等離子氣化技術(shù)；固體廢物處理；應(yīng)用

加強(qiáng)對各類固體廢棄物的減量化、資源化和無害化處理是“十二五”國家環(huán)保事業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要內(nèi)容之一，同時(shí)也是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)以及和諧社會(huì)建設(shè)的關(guān)鍵任務(wù)。面對當(dāng)前電子固體廢棄物對自然環(huán)境惡化的影響越來越大的客觀現(xiàn)實(shí)，加強(qiáng)對電子固體廢棄物的資源化研究成為亟待解決的重要課題，等離子氣化技術(shù)應(yīng)用勢在必行。

一、等離子氣化技術(shù)的優(yōu)勢

（一）環(huán)保性

垃圾氣化不同于垃圾焚燒，它能夠有效地改善對環(huán)境與能源性能方面的影響。由于普通焚燒的溫度達(dá)不到一定的高度，導(dǎo)致在復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)中形成諸如二噁英和氮氧化物等有害污染物，造成對環(huán)境的嚴(yán)重污染。相比之下，等離子氣化操作溫度通常為1500℃左右，足以將所有的有機(jī)物完全分解，從而在根源上避免了有害污染物的產(chǎn)生。此外，等離子氣化的碳排放量也明顯低于其他廢物處理方法，尤其是與填埋場排放的甲烷相比，等離子氣化的碳排放量為負(fù)值。

（二）高效性

等離子氣化具有高溫和高熱密度的特性，所以它幾乎能將碳基廢物完全轉(zhuǎn)化成合成氣和無機(jī)物灰渣。比起其它熱解和燃燒系統(tǒng)，等離子技術(shù)能更有效地運(yùn)行。同時(shí)，等離子氣化的產(chǎn)電效率優(yōu)于焚燒爐燃燒。通常焚燒爐燃燒的熱量只能驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)來產(chǎn)生電力，而氣化系統(tǒng)產(chǎn)生的高熱量完全可以驅(qū)動(dòng)燃?xì)鉁u輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，尤其是使用氣化聯(lián)合循環(huán)模式的配置時(shí)產(chǎn)電更為高效。

（三）靈活性

等離子氣化技術(shù)除了應(yīng)用于城市生活垃圾收取垃圾處理費(fèi)外，還有一些工業(yè)廢物因?yàn)橛卸径梢允杖「叩睦幹觅M(fèi)，而且這些工業(yè)廢物還具有良好的可燃性。合成氣中的氫可以很容易地與碳和氧氣分離，如果采取有效措施提升合成氣中甲烷的含量制成天然氣，那么廢物利用率將更高。此外，合成氣通常可以通過催化轉(zhuǎn)化過程生成液體燃料，使用酶或微生物進(jìn)行轉(zhuǎn)換的生物技術(shù)方法來生產(chǎn)液體燃料的方法也正在開發(fā)、許多關(guān)于催化劑和生產(chǎn)酶的研究也正在進(jìn)行，這些都可以提高廢物利用效率而使整個(gè)系統(tǒng)更具有競爭力。

二、等離子氣化技術(shù)在固體廢物處理中的應(yīng)用

（一）處理電子垃圾和工業(yè)危險(xiǎn)廢物以及醫(yī)療垃圾

1、電子垃圾。采用等離子氣化爐處理廢舊電子元器件和線路板時(shí)，它可充分利用廢舊線路板產(chǎn)生的熱值對其他電子垃圾進(jìn)行處理，在回收一些金屬的同時(shí)保證無害化效果；2、工業(yè)危險(xiǎn)廢物。采用等離子氣化爐處理工業(yè)危險(xiǎn)廢物時(shí)，它可充分利用油漆渣等廢物的熱值，實(shí)現(xiàn)液態(tài)排渣并保證無害化的處理效果；3、醫(yī)療及醫(yī)藥垃圾。采用等離子氣化爐處理醫(yī)療垃圾，不僅占地面積小、操作流程簡捷，還不需要輔助燃料，既安全又便于管理。

（二）處理污泥

目前，污泥處理壓力逐漸加大，但焚燒方式中濕污泥預(yù)干燥技術(shù)一直存在效率低和成本偏高的問題。采用等離子氣化爐處理預(yù)干燥后的半干污泥時(shí)，可利用氣化爐產(chǎn)生的合成氣制造熱煙道氣，然后利用熱道氣去干燥濕污泥，這樣既提高了傳質(zhì)傳熱效率又降低了干化成本。此外，對于石化和工業(yè)企業(yè)含油和含重金屬的污泥和油泥來說，填埋有環(huán)境隱患，做堆肥也不可行，采用等離子氣化爐處理后既能保證處理的無害化效果又能夠減少填埋量。

（三）處理農(nóng)村垃圾和畜牧養(yǎng)殖固體廢物以及秸稈

目前，安全環(huán)保處理農(nóng)村垃圾和加強(qiáng)新農(nóng)村環(huán)境建設(shè)已經(jīng)成為我國新農(nóng)村建設(shè)工作的主要內(nèi)容之一。因此，部分農(nóng)村可結(jié)合自身的實(shí)際條件，合理利用氣化爐出來的合成氣，直接用作廚房燃?xì)?、燒鍋爐或者建小型發(fā)電裝置等用途，在解決固體廢物處理難題的同時(shí)也發(fā)展了農(nóng)村區(qū)塊式的綠色分布式能源。具體方案做法有以下幾個(gè)方面：1、等離子爐的先進(jìn)可靠性，可以保證固體廢物處理從一開始就有安全環(huán)保和先進(jìn)適用的標(biāo)準(zhǔn)；2、等離子氣化爐規(guī)模靈活，能夠更好地符合農(nóng)村固體廢物的處理要求；3、農(nóng)村畜牧養(yǎng)殖業(yè)的糞便長期以來都是用作生產(chǎn)沼氣，可是沼氣存在投資較大、占地大、流程復(fù)雜，成本高等缺點(diǎn)。而等離子氣化爐在這些方面都更有競爭力，它在充分氣化過程中可保證較高的資源利用率，氣化爐出來的合成氣量比沼氣要多得多而且整個(gè)流程操作簡捷投資小、占地少。

（四）處理冶煉廢渣、灰（泥）以及尾礦渣

利用等離子技術(shù)熔煉爐的優(yōu)勢，安全環(huán)保處理冶煉渣和尾礦渣并“變廢為寶”的方案包括：1、利用鋼渣富含鐵元素的特點(diǎn)，冶煉并回收鐵；2、利用高爐灰（泥）富含碳、硅、鐵元素的特點(diǎn)，冶煉硅鐵合金產(chǎn)品；3、利用鐵礦選礦后的尾礦富含硅和鐵元素的特點(diǎn)，冶煉硅鐵合金產(chǎn)品。

三、結(jié)語

面對環(huán)境退化程度日益加劇，怎樣“變廢為寶”開發(fā)新能源是當(dāng)前在環(huán)境方面最為關(guān)注的問題。而等離子氣化技術(shù)對于解決以上問題具有很高的應(yīng)用價(jià)值。通過等離子氣化技術(shù)在處理電子垃圾和工業(yè)危險(xiǎn)廢物以及醫(yī)療垃圾、污泥、農(nóng)村垃圾等方面的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)將有害廢料轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂线_(dá)到廢棄物環(huán)保處理的目的，進(jìn)而推動(dòng)我國循環(huán)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃耕.等離子氣化技術(shù)在固體廢物處理中的應(yīng)用[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2015，05：29-32.endprint