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等离子弧气化废物处理

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等离子弧气化废物处理
等离子弧气化废物处理
Anonim

等离子弧气化(PAG),一种废物处理技术,利用电力和高温相结合,将市政废物(垃圾或垃圾)转化为可用的副产品,而没有燃烧(燃烧)。尽管该技术有时会与焚化或燃烧垃圾混淆,但等离子体气化不会像焚化炉那样燃烧垃圾。相反,它将有机废物转化为仍包含其所有化学和热能的气体,并将无机废物转化为惰性玻璃化玻璃,称为炉渣。该过程可以减少发送到垃圾填埋场的废物量并发电。

处理

在PAG工艺中,电弧气化炉将非常高的电流通过两个电极,从而在两个电极之间产生电弧。处于高压下的惰性气体然后通过电弧进入废料的密封容器(称为等离子转换器)中。弧形柱中的温度可能超过14,000°C(25,000°F),比太阳表面还要热。暴露于这样的温度下,大多数废物会转化为由基本元素组成的气体,而复杂的分子会被撕成单个原子。

等离子弧气化的副产物包括:

  • 合成气,是氢气和一氧化碳的混合物。包括塑料在内的废料中含有大量的氢气和一氧化碳,这些废料转化为合成气的转化率可以超过99%。在合成气可用于发电之前,必须先清除其中的有害物质,例如氯化氢。清洁后,合成气可以像天然气一样燃烧,其中一部分将为等离子弧气化厂提供动力,其余的则出售给公用事业公司,后者也主要将其用于发电。

  • 炉渣是一种类似于黑曜石的固体残渣,可以清除污染物,包括汞和镉等重金属,并加工成砖块和人造砂石。

  • 过程中产生的余热可用于产生蒸汽以发电。

废物流的组成会影响气化程序的效率。金属和建筑废料等无机材料含量高的垃圾将产生较少的合成气(这是最有价值的副产品),并且产生的炉渣更多。因此,在某些情况下对废物流进行预分类可能是值得的。如果可以在废物进入气化室之前将其切碎,则可以提高PAG的效率。

经济成本和收益

PAG似乎具有减少垃圾填埋场废物并将垃圾转化为有用产品的巨大潜力。然而,其成本和不确定的环境影响使建造PAG设施的工作复杂化。与使用PAG减少填埋场中的固体废弃物相比,在垃圾填埋场掩埋垃圾仍然相对便宜。(2007年对加拿大安大略省汉密尔顿市的垃圾填埋场进行的一项研究指出,市政埋葬废物的成本为每吨35美元,而处理PAG的成本为每吨170美元。)

几个国家/地区设有小型设施,用于处理化学武器和焚烧炉灰等有害物质。最著名的实验设施包括位于台南市的台湾国立成功大学的工厂,该工厂每天处理3–5公吨(3.3–5.5短吨)废物,以及日本的Utashinai,其处理150公吨( 165短吨)每天。在美国和其他国家已经提出了几种大型设施;但是,大型的市政级设施的开发尚未经过试点阶段。倡导者说,即使没有建造大规模的设施,该技术对于处理医疗和炼油厂的废料和建筑材料也可能特别具有成本效益,因为它们对运营商收取高昂的处置费用,并产生高水平的热量,可用于发电。