危险废物等离子体焚烧处理技术ppt课件.ppt

危险废物等离子体 焚烧处理技术 1 内容 引言力学所的危废工作基础危废处理实例 化武下一步工作计划科学与工程问题研究处理三类废物的两种炉型 三种工艺流程 结束语 2 危险废物 HazardousWaste 国家危险废物名录 巴塞尔公约 HW01 HW47 多数有机化合物医疗 医药废物等化学品与化工废料PCBs PCDD Fs 氰化物含有毒重金属废物焚烧处置残渣废矿物油 油漆 染料 涂料废物爆炸性废物其他危险废物焚烧污染控制标准GB18484 2001 3 国内外危废处理现状 高温热处理技术焚烧 热解 等离子体 熔融 微波 红外化学方法Findon SCWO 电化学氧化等国际 焚烧等离子体热解 玻璃化 PP V 化武 低放 焚烧炉飞灰等国内 仅部分得到处理 焚烧 水泥窑 电子废物 氰化物 黄金等离子体热解 环保效果好 国家环保局引进示范工程 发展方向 美国星科 4 热处理技术 等离子体 焚烧 高温使化学键断裂 无机化前 后处理原理相同氧化气氛 放热彻底氧化尾气量大 空气中氮78 辅助燃料燃烧还原气氛 吸热有机物裂解 无机物还原热源 传热 等离子体加热尾气量小 裂解气 氧化法的5 10 5 危废相关基础 等离子体研究 学科带头人 吴承康院士 钱学森同志1956年建立中科院力学所后 为了航天器再入大气 安排由吴承康院士领导研究导弹防热烧蚀和通讯中断问题 吴承康院士采用电弧风洞作为研究手段 开创了我国等离子体技术的事业 中国力学学会等离子体专业委员会主任委员国际等离子体化学委员会委员 1987 1995年 13届国际等离子体化学会议大会主席 1997年 6 危废相关工作基础 燃烧研究为基础 1991 所长基金启动焚烧废物焚烧基础研究小型医疗废物炉 流化床焚烧炉等离子体热解实验化学武器销毁 电子废物 医疗废物工程可研 工程设计 工艺设计 嘉兴垃圾焚烧国家经贸委示范工程前 后处理 发电系统 7 焚烧技术基础研究 非均匀布风内旋流流化床 院八五重点 50kg h 煤 MSW 医疗 RDF 燃烧特性流动特性传热特性建立设计计算方法协助引进三井技术小型医疗垃圾焚烧炉所长基金 1995 50kg h80 120kg h立式系列100 500kg h卧式系列 8 CFB固废焚烧技术 院 九五 重大项目预处理系统 燃烧特性 传热特性上庄示范基地 100t d生活垃圾 非典垃圾焚烧嘉兴 国家经贸委示范工程工艺设计总负责人 盛宏至成功并网发电 12MW 300t dX2投资 进口技术1 4 9 采用 外置过热器 HCl高温腐蚀问题 垃圾焚烧的世界性难题国际 蒸汽温度限制320 C 发电效率14 高镍铬合金材料制造过热器国际首创 引入工程实际450 C 3 82MPa 发电效率21 HCl 500ppm HCl 12ppm 10 固废处理相关工作 环保产业协会顾问执笔起草环保产品标准2项 国外标准 国内现状小型焚烧炉HJ T 18 1996国内首部有关焚烧标准 成为范本危险废物焚烧炉HBCXXXX 2002 报批中参与多项焚烧污染控制标准的制定相关政策制定环保产品鉴定 评审专家咨询计委中咨公司各省市环卫 环保局城市建设机械协会垃圾处理专业委员会副主任 11 力学所相关工作和成果 多年积累 学科基础各种等离子体技术 吴承康 960kW电弧风洞 1961 焚烧和等离子体技术 危废热处理 综合优势氧化 裂解提出还原气氛 基于冶金技术的积累 等离子体处理危废的新方向高环保标准 低成本 尾气量小广泛国际学术交流 新思想国际燃烧大会 等离子体大会 IT3 ICIPEC等美 加 德 英 法 日 韩 泰等系统集成技术经验 前处理 后处理等不同类型问题 12 等离子体弧发生器 250kW 13 30kW高频 发生器及设备 100kW高频 14 实例 日本遗弃化武 5000吨 在中国处理 日本方案存在环境后遗症总参兵种部履约事务局 外交部日本化武办含砷量大 处理难度大 遍及14省数十处毒剂类型多 HD L DA DC 光气弹量大 弹种复杂 规格多 弹体结构复杂弹体炸药装量大 弹体破碎困难弹体敏感度高 易爆炸保存条件极差 污染物多创新点 控制引爆 还原气氛 砷还原国际无先例 氧化法 As2O32001 7 用控制引爆 交流等离子体技术销毁日本遗弃化学武器的技术可行性研究报告 2003 4 小型机动式销毁装置 日本尚无此技术 主任基金 创新经费 原理性装置 15 小型机动式化武销毁装置 尾气量仅为焚烧法的2 5 处理时间短 设备尺寸小 车载20kg h 所有弹种 16 化学战剂销毁实验 2002 总装防化兵研究院 3 30 9 27DM Adams C12H9NClAsDM 造渣材料 连续进料 出渣玻璃体性质稳定 17 实验结果 2002 3 30批处理 渣含砷3 总砷 渣35 气体 碳黑 65 9 27连续进料 20 30kg h增加总渣量 减少渣含砷量 提高渣对砷的捕集量改进气体 颗粒中砷捕集方法 18 医疗 电子废物实验 模拟肢体 肉塑料 橡胶残渣 电子废物 19 等离子体裂解处理尾气排放 表中 CO NOx SO2是中科院生态中心为力学所试验测试的数据 PCDD是参考美国Startech公司提供的数据 等离子体炉的PCDD排放为美国焚烧炉排放新标准限制值的1 1250左右 20 三相工频等离子体炉特点 1980年代 冶炼铌铁 150kW实验炉八五重大成果 97院三等奖 发明专利1000kW工业冶金炉特殊交流稳弧电路 三个电极形成球形电弧不依赖于炉料的导电性能量集中 弧温高 高温冶金设备简单 电热转换效率高可随时开停炉H2等离子体还原气氛处理有机废物的优点 还原气氛 尾气量小无PCDDs SO2 NOX CO生成条件 21 交流等离子体150kW实验炉 22 1000kW工业冶金炉 广西 工业炉 23 工程应用的问题 工艺配套 前处理 实处理 氧化 还原 后处理进料 出渣 处理对象不同工作效率 对象不同尾气 处理对象和处理工艺不同 优化工艺干 湿 半干 碱吸收 集尘温度 尾气监测自动化 可操作性可靠性 寿命成本控制 24 危废等离子体处理技术方案 基础 现有炉子交流等离子体创新点 还原气氛优化方案 弧 炬 还原 氧化 对象针对3类不同对象 提出不同设计方案优化等离子体发生技术直流弧 炬性能稳定国际通行交流工频弧 冶金医疗 化学 电子高频用得少无电极污染效率低成本高载气 氧化 中性 还原 25 技术方案优化 三类废物 三种工艺流程及两种炉型 医疗 化学品 电子 等离子体炬 等离子体弧 H2 Air 后处理 渣 玻璃体 合金 后处理 后处理 26 增强裂解 医疗垃圾 体积大 量大 轻 病原体 热值高 渣少炉膛放大几十倍 能量扩散保证高温环境加大载气量组织流动等离子体炬 射流 连续工作 进料 大尺寸 整包装 进料口大 严密隔离防护空气向内泄漏 石墨电极 炉壁烧蚀医疗垃圾热值高 利用 加空气 经济性空气等离子体增强裂解 二燃室增强焚烧高温耐火材料 冶金 水冷金属电极 27 增强裂解 医疗垃圾 续 等离子体增强裂解 利用垃圾自身能量高温空气 3000 C 部分燃烧放热比N2等离子体 800 1500 C 800kW h T 裂解温度高 1200 C 反应快电耗减少80 比纯焚烧温度高 二次污染少PCDDs CO HC NOx 颗粒物可燃气体二次燃烧颗粒物量少尾气处理简单 等离子体矩 空气 空气 空气 28 增强裂解 医疗垃圾处理流程 医疗垃圾 进料机 裂解炉 二燃室 降温 净化 袋式除尘 烟囱 引风机 空气等离子体炬 飞灰 渣 空气 水 空气 29 裂解 还原 化学品 电子废物 密度较大 炉膛增大数倍还原气氛 裂解 还原玻璃体 合金工作温度高 处理费用较高石墨电极 坩埚特点物料通过弧心 减少载气量尾气量小 便于湿法处理湿法净化问题玻璃体性质及有害物质捕集能力尾气处理工艺 30 化学品 电子废物处理流程 化学品 电子 破碎 进料 等离子体弧炉 净化 燃烧室 烟囱 引风机 污水处理 玻璃体 合金 氢 中和剂 造渣材料 空气 31 研究发展计划 技术 工艺路线优化的原则根据处理对象设计工艺流程实验室装置改进 多种工艺 后处理 气 两种炉型 还原气氛裂解中试炉5t d电子废物示范基地 中关村科技园区 核心设备150万10t d危废示范工程 全套设备研制600万等离子体增强裂解5t d医疗废物 主要设备约100万 32 开发关键技术配套技术借鉴成熟