热等离子体技术处理危险废物的应用探讨.docx

热等离子体技术处理危险废物的应用探讨热等离子体技术是一种用于处理工业危险废物的新技术。国内外研究机构已经做了大量的研究工作并取得了一定的成果。本文就热等离子体技术在危险废物中的应用进行了研究。危废属于资源开发利用型废物有特别大的利用价值除了贮存和处置还包括处理后的综合回收利用。工业固废提出“三化”处理原则即减量化、资源化和无害化。随着危废处理技术的不断发展除了常规技术路线里的一般处理工艺流程也渐渐出现了一些新型技术如等离子体技术。1等离子体和热等离子体简介等离子体被认为是继气、液、固后的第四种物质存在状态。等离子体是指气体原子或分子经外加能量作用部分或全部电离形成的集合体其中高浓度的自由电子所带电荷与带正电荷的粒子达到平衡使得等离子体整体呈电中性。根据等离子体的特性可将等离子体分为高温等离子体和低温等离子体；低温等离子体又可分为热等离子体和冷等离子体。其中热等离子体是一种局部平衡的等离子体气体电离产生的高能电子高速运动过程当中与重粒子(离子或分子)发生弹性碰撞并将其能量传递给重粒子使周围温度趋于均一；被电离的气体在高密度电场作用下高速越过电极从而产生了热等离子体射流。2等离子体技术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。该技术具备反应速度快、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备很高的化学活性。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。3等离子体处理废弃物特点由于高温、高焓、高能粒子密度大的热等离子体处理固体废弃物具备以下特点：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、停车时间紧迫；所需氧化气体少、气流量小、易于控制且降低了所需要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。4热等离子在处理危险废物的应用研究4.1石化含油污泥处理石油化工行业危险废物在工业危险废物中的比重较大占总量的30%。最新的《国家危险废物名录》中与石化行业相关的危废有28大类占到总数的60%。在危废中含油污泥是等离子体技术应用研究的焦点。含油污泥主要由落地原油和泥土、砂石、水等物质混合而成其成分极为复杂是一种稳定的悬浮乳状液体系。含油污泥不但有大量的老化原油、沥青质、腐蚀产物、胶体、盐类等杂质还包括凝聚剂、杀菌剂等水处理剂等。一般含油污泥中油的质量分数在10%一20%固体颗粒质量分数在5%一10%其余都是水故处理含油污泥前需要脱水处理以减少体积。含油污泥中各类污染有机物和烃类有机物较多可利用热值较大热等离子体技术可以将其分解为可燃的小分子气体(H2、CO等)再回收利用。另一方面含油污泥中固体颗粒物多为无机物主要成分是SiO2等等离子焰流在极短时间内可以将其转化为玻璃态熔渣该熔渣有着致密的结构并且有毒物质浸出率低完全满足安全填埋的要求。4.2冶金危废处理4.2.1焦化废水污泥无害化处理焦化废水是来源于焦化厂或者煤气厂等炼制焦炭、净化煤气和加工精制化工产品的生产过程其中不仅含有氰化物、氟化物、硫氰化物等无机物还包括酚类、联苯、吡啶、吲哚等难降解有机物是焦化废水处理的难点所在行业通常使用活性污泥法、生物脱氮技术处理得到焦化污泥。焦化污泥有较高的含水率采用热等离子体技术处理首先需要进行脱水处理把含水率降到50%以下这样既可以把污泥体积大幅减小降低系统耗能也可以提高污泥可燃性。由于焦化污泥有机物含量较高热等离子体技术处理后会产生大量的可燃气体回收利用同时产生的废渣中Pb、Cd、Cr和Cu等重金属元素