固体废弃物等离子气化技术 生活垃圾、污泥、无害化、资源化,目录,固废常规处理方法及其问题,等离子气化技术简介,三,中国固体废弃物处理现状,一,二,等离子气化技术应用,四,中国固体废弃物处理现状,建设生态文明，是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程，努力建设美丽中国，实现中华民族永续发展。我们一定要更加自觉地珍爱自然，更加积极地保护生态，努力走向社会主义生态文明新时代。（节选十八大报告）,固废处理简况 1、固体废物处理处置设施匮乏，影响可持续发展。区域性危险废物处置中心尚未形成全面覆盖,各地一般工业固体废物安全处置中心建设长期停滞；污水处理厂污泥、印染污泥、造纸污泥及垃圾焚烧飞灰等新的典型固体废物集中处置设施建设严重滞后。 2、固体废物处理处置水平不高，环境安全隐患未根本消除。已建成的医疗废物集中处理设施大多较简陋，部分按规范建成的医疗废物处置设施（特别是焚烧炉），超期使用后，尾气排放已达不到原有设计标准。 工业固体废物整体综合利用体系尚不健全，废物资源化利用技术水平不高，仍有大量的工业固体废物没有对其有用部分进行充分的综合利用，处置压力大。 3、生活垃圾仍在简易填埋处理，存在环境安全隐患。目前全国仍存在相当比例的生活垃圾简易填埋设施，对周围的大气、水体、土壤环境及景观造成严重污染。人们对垃圾处理设施尤其是焚烧设施能否实现达标排放、二恶英等污染物能否得到有效控制心存疑虑，垃圾处理设施运营、建设过程中不断遭到附近居民的群体质询，引发的社会矛盾屡见不鲜。,中国固体废弃物处理现状,中国固体废弃物处理现状,固废的危害 随着经济的发展和人民生活水平的提高，垃圾问题日益突出。中国668座城市，2/3被垃圾环带包围。这些垃圾埋不胜埋，烧不胜烧，造成了一系列严重危害。,中国固体废弃物处理现状,中国拥有巨大的可燃固体废弃物资源 中国拥有巨大的可燃固体废弃物资源包括：城市生活垃圾、农林产业废弃物、危险废弃物、工业废弃物、城市污水污泥等，其中仅城市生活垃圾一项每年就有1.5 亿吨左右的排放量，能源化处理利用率不足10%，能源化利用潜力巨大。,固废常规处理方法及其问题,固废常规处理方法,固废常规处理方法及其问题,固废常规处理方法填埋,固废常规处理方法及其问题,填埋处理方式缺点 一、侵占大量土地资源。 二、垃圾渗滤液和散发的臭气对土壤、地表水、地下水和大气造成长期严重污染。 三、危害居民身体健康，甚至造成伤亡事故。垃圾堆放场所是蚊蝇和病原菌滋生的地方，而且产生的沼气易发生爆炸，威胁居民的安全健康。 四、严重影响城市景观和城市形象。,固废常规处理方法及其问题,固废常规处理方法焚烧,固废常规处理方法及其问题,焚烧处理方式缺点 1、安装费用高、烟尘大、热效率不高、体积庞大、资源化程度底。 2、对于多氯联苯类(PCB),氟里昂类等难消解含卤化合物及生物技术产业、农药、医院等的特殊废弃物处理, 处理效率常不能达到国际规定的标准(PCB 的消解效率必须大于99.9999%)。 3、焚烧中排放二噁英（dioxin）污染问题一直是备受人们关注的焦点。焚化炉的燃烧产生的底灰（Bottom Ash）、尾气（Emission）和飞灰(Fly Ash)均含有有毒物质二噁英，对生态环境及人体健康带来危害。,固废常规处理方法及其问题,垃圾焚烧的社会代价,等离子气化技术简介,等离子是什么？ 科学家告诉我们，随着温度不断升高，气体分子的原子发生分裂，形成为独立的原子（氮分子会分裂成氮原子），这个过程称为气体分子的离解；随着温度进一步升高，原子中的电子就会从原子中剥离出来，形成带正电荷的原子核和带负电荷的电子，这个过程称为原子的电离。 当电离过程频繁发生，使电子和离子的浓度达到一定的数值时，物质的状态发生根本变化，性质变得与气体完全不同。有别于固体、液体和气体这三种状态的这种状态称为物质的第四态等离子态。,等离子气化技术简介,太阳由等离子体构成,闪电产生等离子,等离子切割,等离子电视,身边的等离子,等离子气化技术简介,什么是等离子气化？ 等离子气化是发生在等离子气化炉中的一个气化过程（等离子体气化炉是一种在高温、缺氧环境度运行的容器），等离子炬提供的能量用于维持反应炉的高温环境，采用电弧来电离气体和在高温下气化有机物，热和高能等离子体可以将包括生活垃圾在内的固体废弃物所含有有机物原料分解成氢和其它简单的化合物转化成合成气，而如玻璃，金属和混凝土等无机成分则在炉内熔化而从底部流出，这种无毒玻璃化的炉渣可以安全地用来做建材。,物质在等离子气化炉中分解,等离子气化技术简介,等离子气化技术特点（1）等离子气化技术是指利用等离子炬作为气化炉的热源，而不是传统的利用本身热值点火和燃烧。等离子炬有着能产生高强度热源的优势（约20008000），而且操作相对简单，可控可调。 （2）气化炉内的等离子体是一种充电气体，由于其高温和高热密度，等离子技术几乎能将固体废物（如垃圾）中的有机物完全气化成合成气（主要为CO和H2），危险废物和医疗废物在经过常压和高温（大于5537度）的等离子体处理后能被彻底销毁，摧毁多氯联苯的效率被证明高达99.999。而无机物则可变成无害玻璃化熔渣（玻璃体）。 （3）等离子气化技术在国外已被证明是一种可靠的固体废弃物处理有效措施。,等离子气化技术简介,固体废弃物等离子气化流程,等离子气化技术简介,物料平衡示意图,等离子气化技术简介,核心设备等离子炬,等离子气化技术简介,核心设备等离子气化炉,等离子气化技术简介,等离子气化产物合成气 经净化过滤器和脱硫器后的清洁合成气主要由氢、一氧化碳和少量的甲烷组成占95.9，这三种物质均为可燃物。 二氧化碳仅仅只有4.1。 系统向大气排放中几乎没有粉尘，几乎没有二氧化硫，几乎没有碳黑，几乎没有氮氧化物，几乎是零排放，见下表：,排放标准对照表,等离子气化技术简介,等离子气化产物玻璃化渣 等离子气化炉产生玻璃化渣作为副产品，这些副产品是惰性的可以安全地用作建材等应用，不会污染土壤或者饮用水。美滨三方的渣经历了许多标准的测试，如JLT-46, NEN-7341 和TCLP分析。 测试结果表明美滨三方的渣组分低于检测限度，被认证为是非浸出性的. 下表列出了JLT-46 测试的一些结果:,等离子气化技术简介,等离子气化产物玻璃化渣国内测试的结果:,等离子气化技术简介,等离子气化技术处理固体废弃物与焚烧方式相比的区别和优势：1、区别 （1）原理：焚烧-是一个富氧燃烧过程，燃烧温度900oC以下。 气化-是一个气化过程，气 化温度1650oC 5000oC （2）主要产物：焚烧-是烟气、炉渣及飞灰 气化-是合成气（氢和一氧化碳）、玻璃体热熔渣 2、优势：（1）无害化 a. 没有任何废渣产生； b. 没有二恶英等有害气体。气体排到欧盟标准(EU2000)。；等离子气化工艺 对环 境友好，没有环境风险。 （2）减量化 能将混合生活垃圾减量化达到100%，是任何单一处理工艺难以达到的，等离子气化垃圾综合处理系统真正 做到清洁、环保、可持续发展。 （3）二恶英问题的解决 a.高温分解：在等离子炉高达20000C的环境下99.9的多氯联苯(二噁英)被分解。；b.防止复合：气化后形成的可燃气体在进入 燃气内燃机或燃气轮机前进行净化处理，去除 重新复合二恶英所必须HCl气体，从而从根本杜绝二恶英的产生。,等离子气化技术简介,等离子气化与传统焚烧炉相比的优点,等离子气化技术简介,等离子气化更高的能量转化效率,等离子气化更多的产品选择,等离子气化技术简介,等离子气化优越的环保特性,等离子气化技术简介,引进技术西屋等离子技术 简介 美国西屋等离子炬公司是世界上最早发明和利用等离子火炬进行航天试验和民用推广的公司，前身由美国国家宇航局和美国西屋电气公司联合投资设立。西屋等离子炬公司有着超过30多年的研究，开发，测试，设计和利用成熟的等离子体炬技术的商业运行经验。西屋等离子体气化技术过去10年一直在全球运作，并已成功地处理多种原料。 西屋等离子体气化技术已成功处理过城市生活垃圾，汽车粉碎残渣，污泥和各种有毒有害物质。进料的名单还扩大到包括生物质，河流和石化工业的污泥，粉煤灰和其他超过100种不同原料。 西屋等离子体气化技术提供成熟的商业化证明，环保，灵活和经济的能源解决方案。西屋等离子体提供工程设计，设备，一体化设计。可以是新建项目，也可以是改造老化的煤和石油发电设施以满足新的电力或液体生产的需要。 演化过程：示范项目商业化工业化运行工艺优化,等离子气化技术简介,引进技术西屋等离子技术 优势,等离子气化技术简介,引进技术西屋等离子技术 优势,等离子气化技术简介,商业运行案例,等离子气化技术简介,国外案例英国提斯谷（1000吨/天）,等离子气化技术简介,国内示范项目中国上海 坐落于中国上海的危险废物、医疗废物和垃 圾焚烧飞灰玻璃化设施 同现有焚烧炉整合，可以接受焚烧飞灰以及其他难处理的危险废物。 o减少飞灰的处置成本 o增加电能产出 o改进环保性能,等离子气化技术简介,小结等离子气化系统的优点： （1）物料适应性广 可以处理城市生活垃圾，有毒有害的危险固体废弃物、医疗垃圾、污水处理厂污泥。 （2）选址灵活 由于等离子气化工艺无污染的特点，使政府在垃圾处理厂的规划选址上做到更加合理，避免远距离运送垃圾，降低政府垃圾清运成本，减轻财政支收出负担。 （3）资源化 a. 首先将垃圾中可被挑选的金属等直接回收利用； b. 垃圾中的有机物全部通过等离子气化焚烧转变成清洁的燃气，用于发电、供热、生产合成气（氢气和一氧化碳）； c. 无机玻璃体可根据市场需求，制成高附加值的建筑材料。,等离子气化技术应用,等离子气化技术应用,建立生态工业园循环经济 循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、资源化（即3R）”为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式，是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革。 基本原则： （）与自然和谐共存原则 （）生态效率原则 （）生命周期原则 （）因地制宜原则 （）高科技、高效益原则 （）软硬件并重原则 （） 原则，应体现“减量化、再利用、资源化”,等离子气化技术应用,生态工业园企业间原料、能源利用流程图,等离子气化技术应用,生态工业园动脉产业与静脉产业,等离子气化技术应用,等离子气化技术适用处理固体废物种类：1、危险废物，国家危险废物名录中各种有害有毒危险（爆炸性废物除外）。包括：医疗废物、垃圾焚烧飞灰、污水污泥、中低放射性废物等； 2、工业废物：煤粉煤泥、兰炭尾矿、高硫石油焦、石化废渣废泥、矿山尾矿、饲料废物、制药废物、禽畜废物等； 3、生物质：秸秆、林木枝桠、五谷谷壳 4、劣质煤：包括褐煤、煤矸石、煤矿尾矿等； 5、油页岩: 各种含油率，包括：干馏尾矿。,等离子气化技术应用,处理系统：采用MSW等离子气化系统，采用1个气化炉合成气冷却净化装置（包括合成气冷却余热锅炉）（1）大型项目：1000吨/日 （2）中型项目： 250吨/日 （3）小型项目： 100吨/日,等离子气化技术应用,充分利用资源技术的延伸 电能、热能、合成气及其延伸化工产品，以及回收的重金属和硫磺。 采用玻璃化渣的深加工技术充分利用等离子气化炉排渣的高温能量，利用等离子高温熔渣易加工的优势，开发其更高的价值的产品。玻璃熔渣占投入物料1/4以上，作为排出物的玻璃渣处于高温熔融状态，可直接补加晶核材料或其他所需材料，方便加工，较普通玻璃厂节省大量能量，增加企业利润。,