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        等離子危廢處置技術介紹(二)

        其他2020-09-08 10:36:28點擊量: 載入中...

        等離子危廢處置技術介紹(二)

         

        一、等離子體的基本原理:我們知道,隨著溫度上升物質的存在狀態一般會呈現出固態、液態、氣態三種物態的轉化過程,我們把這三種基本形態稱為物質的三態,對于氣態物質、溫度升至幾千度時,由于物質分子熱運動加劇、相互間的碰撞就會使氣體分子產生電離,這樣物質就變成自由運動并相互作用的正離子和電子組成混合物, 我們把這樣存在的狀態稱為物質的第四態即等離子體。其溫度分布從 100K 的低溫等離子體到超高溫核驟變等離子體的 108 ~10 9 K (1~10 億℃)。而我們所使用的等離子體為電弧放電也即熱等離子體,在實際的熱等離子體發生裝置中,陰極和陽極間的電弧放電作用使得流入工作氣體發生電離,輸出的等離子體呈噴射狀,用作等離子體射流或等離子體噴焰等,具體來說,我們采用的是直流放電法,在電極上所加電壓的極性在時間上是恒定的。正電位一側為陽極、負電位一側稱為陰極,當電極所加電壓達到一定值后,電極間的工作氣體被電離形成正離子和電子混和物,高速噴射出發生器口,形成等離子體噴焰,此時,噴焰具有很高的熱焓,其焰芯溫度可達 8000℃~12000℃,外焰部份也可達到 2000℃。

        正是電弧放電等離子體的高溫高熱焓等特性已被國外先進地方首選為無害化處理各種工業有毒有害廢棄物的技術之一,并已逐步應用。功率從 25 kW 到 500 kW 不等,當使用空氣作為工作氣體時連續工作時間可達 30 小時,當使用氮氣作為工作氣體時連續工作時間可達 300 小時以上,并且穩定可靠,為電弧等離子體發生器工業化應用鋪平了道路。需要特別指出的是非轉移弧等離子體發生器,適用于任何形式的工業廢棄物,不管被處理物是固態、液態、氣態及是否屬于導電性質的都能處理近年來,電弧等離子技術在現代工業中得到廣泛應用,尤其在工業、醫療、化工、核工業等危險廢物處罝上日益顯現威力,為環境保護發揮著越來越重要的作用。我們曾運用這一技術,成功研制出電弧等離子體醫療危廢處理裝置。目前,正在制造工業固廢、工業液(汽)危廢物處理裝置,已著手研究電弧等離子體核危廢處理裝置以及在殯葬業、晶體工業高爐無油點火等不同領域的應用。環保領域:高危工業廢棄物的無毒外化處理處理基本原理:為便于介紹我們把固體廢棄物分成兩大類型,一類為有機型危險廢棄物,另一類為無機型危險廢棄物,當然還有放射性廢棄物,另外還有液體型或半流動型危險廢棄物;有機型危險廢棄物在等離子體中的基本處理原理:(如:醫療垃圾等)普通焚燒爐的溫度一般高在 800℃~1100℃之間,危險廢棄物在爐內不能充分燃燒分解,而燃燒后殘余灰燼中排出的灰塵,均含有重金屬類物質或二惡英(dioxin)類有害物質,極大的加重了系統的尾氣處理工作量。

        而在等離子體爐中,投放到爐內也即一燃室等離子體中的有機廢棄物被高溫高密度的等離子體分解,高熔點的金屬氧化物經還原反應作為金屬而被熔化,低沸點的物質被氣化、裂解,有機廢物運行在不低于 1200℃~1400℃的高溫中,分子鍵在強大的沖擊下,分解成基本原子結構,此過程是非燃燒過程,99.9%的二噁英類的物質能被完全分解,在此高溫中病源微生物被徹底消滅,被氣化及分解出來的氣體進入第二燃燒室進行再次燃燒,能更加徹底的消除氣體中夾帶的飛灰,再通過第三降溫室進行驟然降溫,低于400℃, 扼制二惡英的再次合成,處理煙氣排出后采用急冷技術使煙氣在 0.2 秒內急速冷卻到100℃以下,從而躍過二噁英易生成的溫度區,一般后進入尾氣處理系統。一般廢物的燃燒過程可以分為幾個階段,加熱階段、發射階段和揮發物的燃燒、熱解、裂解階段以及殘留束縛碳、焦灰的后燃燒階段,每個階段均以他自己的時間常數為特征,由于等離子體反應室內點燃溫度足夠大于1200℃可以忽略加熱階段,廢物中的有機物質的分解,揮發物的發射和燃燒、熱解、裂解均在瞬間完成,所以處理速度極快。在等離子體處置爐中,投放到爐內一般燃室中的有機廢棄物被高溫高密度的等離子體分解,高熔點的金屬氧化物經還原反應作為金屬而被熔化,低沸點的物質被氣化、裂解,有機廢物運行在不低于 1200℃~1400℃的高溫中,分子鍵在強大的沖擊下,分解成基本原子結構,此過程是非燃燒過程,99.9%的二噁英類的物質能被完全分解,在此高溫中病源微生物被徹底消滅。

        被氣化及分解出來的氣體形成煙氣進入第二燃燒室進行充分燃燒,更加徹底消除氣體夾帶飛灰現象。通過熱交換器使煙氣溫度降至低于 400℃,然后采用極冷技術使煙氣在 0.2秒內急速冷卻到 100℃以下,從而越過二噁英易生成的溫度區,扼制二噁英的合成,一般后進入尾氣處理系統。一般廢物的燃燒過程可以分成幾個階段,加熱階段、發射階段、核揮發物的燃燒、熱解、裂解階段以及殘留束縛碳、焦灰的后燃燒階段,每個階段均以他自己的時間常數為特征。由于等離子體反應室內點燃溫度足夠大,可以忽略加熱階段,廢物中的有機物質的分解,揮發物的發射和燃燒、熱解、裂解均在瞬間完成,所以處置速度極快。無機物有害成分被玻璃體隔離處理成為無害無毒、無放射的新物體,有效地起到了防止污染的作用。“電弧等離子體工業高危廢棄物處理裝置”是一個適合規模化的安全、有效處理危險廢棄物的方法,我們運用了現代科學中的相關高新技術,潛心研究數年,終于研究出了運用等離子體技術處置危險廢棄物的技術裝置。這一裝置可使危險廢物在高溫下迅速熱解、裂解并無害化,徹底解決了處理危險廢棄物可能造成二次污染的問題。正是電弧放電等離子體的高溫高熱焓等特性已被國外發達地方著手研究,開始應用在環保領域、冶金領域、核電領域(處置放射性廢料)等,并已逐步推廣應用。

         

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