等離子氣化技術在固體廢物處理中的應用

趙仁杰

摘 要：離子氣化技術作為一種可以將城市固體廢棄物轉化為能源的新興技術，具有很大的發展前景。本文首先對等離子氣化技術及其優點進行闡述，同時就等離子氣化技術在國內固體廢物處理中的應用情況作了具體分析，希望能夠推動等離子氣化技術在我國固體廢物處理方面的投入使用，從而達到減少環境的污染的目的。

關鍵詞：等離子氣化技術；固體廢物處理；應用

加強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”國家環保事業和產業發展的主要內容之一，同時也是落實科學發展觀，推進循環經濟以及和諧社會建設的關鍵任務。面對當前電子固體廢棄物對自然環境惡化的影響越來越大的客觀現實，加強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，等離子氣化技術應用勢在必行。

一、等離子氣化技術的優勢

（一）環保性

垃圾氣化不同于垃圾焚燒，它能夠有效地改善對環境與能源性能方面的影響。由于普通焚燒的溫度達不到一定的高度，導致在復雜的化學反應中形成諸如二噁英和氮氧化物等有害污染物，造成對環境的嚴重污染。相比之下，等離子氣化操作溫度通常為1500℃左右，足以將所有的有機物完全分解，從而在根源上避免了有害污染物的產生。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化成合成氣和無機物灰渣。比起其它熱解和燃燒系統，等離子技術能更有效地運行。同時，等離子氣化的產電效率優于焚燒爐燃燒。通常焚燒爐燃燒的熱量只能驅動汽輪機來產生電力，而氣化系統產生的高熱量完全可以驅動燃氣渦輪機進行發電，尤其是使用氣化聯合循環模式的配置時產電更為高效。

（三）靈活性

等離子氣化技術除了應用于城市生活垃圾收取垃圾處理費外，還有一些工業廢物因為有毒而可以收取更高的垃圾處置費，而且這些工業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化過程生成液體燃料，使用酶或微生物進行轉換的生物技術方法來生產液體燃料的方法也正在開發、許多關于催化劑和生產酶的研究也正在進行，這些都可以提高廢物利用效率而使整個系統更具有競爭力。

二、等離子氣化技術在固體廢物處理中的應用

（一）處理電子垃圾和工業危險廢物以及醫療垃圾

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，它可充分利用廢舊線路板產生的熱值對其他電子垃圾進行處理，在回收一些金屬的同時保證無害化效果；2、工業危險廢物。采用等離子氣化爐處理工業危險廢物時，它可充分利用油漆渣等廢物的熱值，實現液態排渣并保證無害化的處理效果；3、醫療及醫藥垃圾。采用等離子氣化爐處理醫療垃圾，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干燥技術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干燥后的半干污泥時，可利用氣化爐產生的合成氣制造熱煙道氣，然后利用熱道氣去干燥濕污泥，這樣既提高了傳質傳熱效率又降低了干化成本。此外，對于石化和工業企業含油和含重金屬的污泥和油泥來說，填埋有環境隱患，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）處理農村垃圾和畜牧養殖固體廢物以及秸稈

目前，安全環保處理農村垃圾和加強新農村環境建設已經成為我國新農村建設工作的主要內容之一。因此，部分農村可結合自身的實際條件，合理利用氣化爐出來的合成氣，直接用作廚房燃氣、燒鍋爐或者建小型發電裝置等用途，在解決固體廢物處理難題的同時也發展了農村區塊式的綠色分布式能源。具體方案做法有以下幾個方面：1、等離子爐的先進可靠性，可以保證固體廢物處理從一開始就有安全環保和先進適用的標準；2、等離子氣化爐規模靈活，能夠更好地符合農村固體廢物的處理要求；3、農村畜牧養殖業的糞便長期以來都是用作生產沼氣，可是沼氣存在投資較大、占地大、流程復雜，成本高等缺點。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

利用等離子技術熔煉爐的優勢，安全環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，冶煉并回收鐵；2、利用高爐灰（泥）富含碳、硅、鐵元素的特點，冶煉硅鐵合金產品；3、利用鐵礦選礦后的尾礦富含硅和鐵元素的特點，冶煉硅鐵合金產品。

三、結語

面對環境退化程度日益加劇，怎樣“變廢為寶”開發新能源是當前在環境方面最為關注的問題。而等離子氣化技術對于解決以上問題具有很高的應用價值。通過等離子氣化技術在處理電子垃圾和工業危險廢物以及醫療垃圾、污泥、農村垃圾等方面的應用，實現將有害廢料轉變為可再生燃料達到廢棄物環保處理的目的，進而推動我國循環經濟的建設。

參考文獻：

[1]黃耕.等離子氣化技術在固體廢物處理中的應用[J].中國環保產業，2015，05：29-32.endprint