等离子气化技术在固体废物处理中的应用

赵仁杰

摘 要：离子气化技术作为一种可以将城市固体废弃物转化为能源的新兴技术，具有很大的发展前景。本文首先对等离子气化技术及其优点进行阐述，同时就等离子气化技术在国内固体废物处理中的应用情况作了具体分析，希望能够推动等离子气化技术在我国固体废物处理方面的投入使用，从而达到减少环境的污染的目的。

关键词：等离子气化技术；固体废物处理；应用

加强对各类固体废弃物的减量化、资源化和无害化处理是“十二五”国家环保事业和产业发展的主要内容之一，同时也是落实科学发展观，推进循环经济以及和谐社会建设的关键任务。面对当前电子固体废弃物对自然环境恶化的影响越來越大的客观现实，加强对电子固体废弃物的资源化研究成为亟待解决的重要课题，等离子气化技术应用势在必行。

一、等离子气化技术的优势

（一）环保性

垃圾气化不同于垃圾焚烧，它能够有效地改善对环境与能源性能方面的影响。由于普通焚烧的温度达不到一定的高度，导致在复杂的化学反应中形成诸如二噁英和氮氧化物等有害污染物，造成对环境的严重污染。相比之下，等离子气化操作温度通常为1500℃左右，足以将所有的有机物完全分解，从而在根源上避免了有害污染物的产生。此外，等离子气化的碳排放量也明显低于其他废物处理方法，尤其是与填埋场排放的甲烷相比，等离子气化的碳排放量为负值。

（二）高效性

等离子气化具有高温和高热密度的特性，所以它几乎能将碳基废物完全转化成合成气和无机物灰渣。比起其它热解和燃烧系统，等离子技术能更有效地运行。同时，等离子气化的产电效率优于焚烧炉燃烧。通常焚烧炉燃烧的热量只能驱动汽轮机来产生电力，而气化系统产生的高热量完全可以驱动燃气涡轮机进行发电，尤其是使用气化联合循环模式的配置时产电更为高效。

（三）灵活性

等离子气化技术除了应用于城市生活垃圾收取垃圾处理费外，还有一些工业废物因为有毒而可以收取更高的垃圾处置费，而且这些工业废物还具有良好的可燃性。合成气中的氢可以很容易地与碳和氧气分离，如果采取有效措施提升合成气中甲烷的含量制成天然气，那么废物利用率将更高。此外，合成气通常可以通过催化转化过程生成液体燃料，使用酶或微生物进行转换的生物技术方法来生产液体燃料的方法也正在开发、许多关于催化剂和生产酶的研究也正在进行，这些都可以提高废物利用效率而使整个系统更具有竞争力。

二、等离子气化技术在固体废物处理中的应用

（一）处理电子垃圾和工业危险废物以及医疗垃圾

1、电子垃圾。采用等离子气化炉处理废旧电子元器件和线路板时，它可充分利用废旧线路板产生的热值对其他电子垃圾进行处理，在回收一些金属的同时保证无害化效果；2、工业危险废物。采用等离子气化炉处理工业危险废物时，它可充分利用油漆渣等废物的热值，实现液态排渣并保证无害化的处理效果；3、医疗及医药垃圾。采用等离子气化炉处理医疗垃圾，不仅占地面积小、操作流程简捷，还不需要辅助燃料，既安全又便于管理。

（二）处理污泥

目前，污泥处理压力逐渐加大，但焚烧方式中湿污泥预干燥技术一直存在效率低和成本偏高的问题。采用等离子气化炉处理预干燥后的半干污泥时，可利用气化炉产生的合成气制造热烟道气，然后利用热道气去干燥湿污泥，这样既提高了传质传热效率又降低了干化成本。此外，对于石化和工业企业含油和含重金属的污泥和油泥来说，填埋有环境隐患，做堆肥也不可行，采用等离子气化炉处理后既能保证处理的无害化效果又能够减少填埋量。

（三）处理农村垃圾和畜牧养殖固体废物以及秸秆

目前，安全环保处理农村垃圾和加强新农村环境建设已经成为我国新农村建设工作的主要内容之一。因此，部分农村可结合自身的实际条件，合理利用气化炉出来的合成气，直接用作厨房燃气、烧锅炉或者建小型发电装置等用途，在解决固体废物处理难题的同时也发展了农村区块式的绿色分布式能源。具体方案做法有以下几个方面：1、等离子炉的先进可靠性，可以保证固体废物处理从一开始就有安全环保和先进适用的标准；2、等离子气化炉规模灵活，能够更好地符合农村固体废物的处理要求；3、农村畜牧养殖业的粪便长期以来都是用作生产沼气，可是沼气存在投资较大、占地大、流程复杂，成本高等缺点。而等离子气化炉在这些方面都更有竞争力，它在充分气化过程中可保证较高的资源利用率，气化炉出来的合成气量比沼气要多得多而且整个流程操作简捷投资小、占地少。

（四）处理冶炼废渣、灰（泥）以及尾矿渣

利用等离子技术熔炼炉的优势，安全环保处理冶炼渣和尾矿渣并“变废为宝”的方案包括：1、利用钢渣富含铁元素的特点，冶炼并回收铁；2、利用高炉灰（泥）富含碳、硅、铁元素的特点，冶炼硅铁合金产品；3、利用铁矿选矿后的尾矿富含硅和铁元素的特点，冶炼硅铁合金产品。

三、结语

面对环境退化程度日益加剧，怎样“变废为宝”开发新能源是当前在环境方面最为关注的问题。而等离子气化技术对于解决以上问题具有很高的应用价值。通过等离子气化技术在处理电子垃圾和工业危险废物以及医疗垃圾、污泥、农村垃圾等方面的应用，实现将有害废料转变为可再生燃料达到废弃物环保处理的目的，进而推动我国循环经济的建设。

参考文献：

[1]黄耕.等离子气化技术在固体废物处理中的应用[J].中国环保产业，2015，05：29-32.endprint