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危废处置行业 等离子体技术是回转窑焚烧技术的替代OR替补?

2018-08-23 16:30

  最近两三年,随着环保监管越来越严厉,工业危险废物处置市场也越来越红火,由此带火了等离子体处理技术的相关话题。早在2014年9月,《危险废物处置工程技术导则》(HJ 2042-2014)(以下简称《技术导则》)就已发布实施,《技术导则》将等离子体技术正式列入危险废物处理可选技术路线。

  即便如此,业内仍然有各种各样的疑惑、质疑的声音,诸多行业人士发声,直指等离子体技术的弱点。等离子体技术的适用性问题,一时成为争论的焦点。受此影响,不少危废项目负责人心中犹豫,稳字当先,危废处置行业投资在等离子体技术上踌躇难行。

  究竟等离子体技术是回转窑焚烧技术的替代,还是替补?

危废处置行业 等离子体技术是回转窑焚烧技术的替代OR替补?

 

  等离子体热解炉

  一、《技术导则》怎么说

  众所周知,行业标准是非常严肃的,开不得玩笑。环保部(现生态环境部)发布的标准至少经过“三审两稿”,是政策专家、技术专家和行业行家从各个角度完善、权衡过的,因此,标准的条款是经得起推敲和检验的。《危险废物处置工程技术导则》对于等离子体技术的规定,凝聚了监管层、技术层和行业层的最大共识。

  (4.1.3.2)“危险废物非焚烧处置主要包括……、电弧等离子处置等。”传达了两方面的信息,一是我们讨论的是电弧等离子体,实指热等离子体;二是等离子体处置技术属于非焚烧技术路线,可以不需要氧气或者空气。

  (4.2.3.3)“电弧等离子体技术适用于处置毒性较高、化学性质稳定,并能长期存在于环境中的危险废物,特别适宜处置垃圾焚烧后的飞灰、粉碎后的电子垃圾、液态或气态有毒危险废弃物等。”表达了处置对象的适用性,特别指出了四类危险废物。

  (7.5.6)“采用等离子体技术处置危险废物时,应考虑其技术应用的范围,对拟处理的危险废物应根据废物特点进行预处理。包括去除包装、分离、固体混配、一次性包装物破碎、粉状废物造粒、液体过滤等,以确保满足其处理工艺要求。”提示预处理是非常必要的,并列举了预处理可能用到的方法。

  (7.6.2.3)“采用等离子体技术处置危险废物,应根据需要进行系统配置,确保等离子体熔融炉、电源设备、测量控制设备和制氮设备稳定运行,并配备相应的进料单元、热能回收单元、废气处理单元以及玻璃体输出成型单元。等离子体处置过程产生的废气在没有专门标准的前提下可参照GB18484执行。电弧等离子体技术的电弧温度达到7000℃以上,反应区温度控制在1200~1500℃范围。”提示了系统配置的要求以及关键工艺参数。

  《技术导则》以上四条基本上讲清楚了等离子体处理危废技术的工艺特征、适用性特点、预处理要求以及系统配置和关键工艺参数,既没有夸大优点之语,也没有贬低不足之处,当然,也就无法给出题目的答案。

  二、关于等离子体技术的担忧

  业内业外关于等离子体处理危废技术的担忧,主要体现在三方面:技术适用性、处理是否彻底、运行成本。提出问题不难,难在提对问题。很多帖子讨论三方面担忧的时候,是否提出正确的问题了呢?

  首先,什么是技术适用性?字面理解,指技术与对象、工况、目标的匹配程度。比较抽象,举例说明。

  回转窑焚烧技术是国内危险废物无害化处理的普适技术选项,可以处理多达二十多大类危废,包括固态的、液态的和气态的;工艺参数比较宽容,多数废料可以直接进窑,窑温控制精确度要求不高,操作要求不高,很多操作工不掌握窑炉和焚烧原理,一样上岗;理论上,回转窑焚烧技术的有机物焚毁率≥99.9%、残渣热灼减率≤5%,虽然,实际情况很不乐观。国内普遍接受,回转窑焚烧技术的技术适用性最好。

  用同样的逻辑,看看等离子体处理技术的适用性。电弧等离子体,此处可能有人质疑,不是说等离子体技术吗,为何又变成电弧等离子体了。(先来科普一下。我们常见的物质有三态:固液气,尤其是气体,如空气,看不见摸不着还不导电。那么高度电离的气体,还是气体吗?发光、发热、导电、大量电子粒子自由基,与气体完全是两种物质。这种高度电离的气体,就是物质第四态,等离子体。日常生活中最常见的等离子体包括日光灯和闪电,不常见但大名鼎鼎的当然是用于核聚变的氚氘等离子体了。我们人类最容易获得的可控有用等离子体都是电弧引发和电流维持的。因此,电弧等离子体理解成等离子体没毛病。)科普完了,回到正题。电弧等离子体技术适用于处理高毒、稳定、难降解的有机废物,难道对于一般危险废物就无能为力了吗?结果不言自明,对于处理对象而言,电弧等离子体技术拥有与回转窑焚烧技术同等甚至更好的匹配程度。

危废处置行业 等离子体技术是回转窑焚烧技术的替代OR替补?

 

  物质第四态:等离子体

  对于危废处理工况,由于全电操作,电弧等离子体技术的工艺过程和参数更加稳定、一致,自动化程度更高,匹配程度更高。对于危废处理目标,电弧等离子体技术的有机物焚毁率≥99.99%,熔融玻璃体排渣,烟气处理负荷相当于回转窑焚烧技术的10~20%,匹配程度更高。分析至此,我们已经能够得出结论,电弧等离子体技术的适应性高于回转窑焚烧技术。为何总有人质疑适应性呢?可能是混淆了技术适应性与处理是否彻底、运行成本的区别。

  第二,处理是否彻底,或者,按某些“专家”之言,电弧等离子体技术并非危废终极处理技术,回转窑焚烧技术、安全填埋、刚性填埋同样不是终极处理技术啊。回转窑焚烧技术理论上高温焚烧、过量氧气、烟气净化处理,能达到很好的减量减容降害效果。但作者观察的实际案例则不然,回转窑内混合、干燥、焚烧、热解、熔融同时存在,工况非常复杂,残渣热灼减率达到5%标准并不容易,甚至超过20%的情况也不少见;二燃室气流扰动不足,可燃气体与空气混合不充分,焚毁率很难达到99.9%的要求;一次进风过量10-20%,二次进风过量20-30%,烟气处理负荷很大,烟气的颗粒物含量很高,飞灰(危废类别HW18)的产生量甚至高达危废处理量的20%,更不用说大量的烟气洗涤废碱液需要处理。很显然,不仅理论上回转窑焚烧技术的危废处理彻底程度低于电弧等离子体技术,而且实际运行上,回转窑焚烧技术的处理效果也不如某些“专家”宣讲的那样彻底。

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