[实用新型]一种处理危险垃圾的热等离子体装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种处理危险垃圾的热等离子体装置，特别是采用非转移弧低温热等离子体枪喷射出的高达数万摄氏度的等离子体射流，将危险垃圾中的有机物彻底分解为小分子，无机物高温熔融成无害的玻璃态物质。

背景技术

世界范围内人口、消费的不断增加以及工业规模的扩大，导致了大量危险固体垃圾的产生。危险垃圾涵盖的范围很广，包括多氯联苯，剧毒农药六六六，DDT，垃圾焚烧飞灰、空气污染控制残留物，石棉，医疗垃圾，电子垃圾，炼钢垃圾等等。这些危险垃圾不同于普通的城市固体垃圾，其危害性很大。例如，多氯联苯和剧毒农业具有高毒性与高残留性，能通过地下水和食物链在人体及动物体内富集，从而导致癌症及基因变异；垃圾焚烧飞灰和空气污染控制残留物中含有高浓度的重金属和危险有机物二噁英及呋喃，在欧洲垃圾目录中被列为绝对危险的有害物；而在人的肺中即使仅存在非常低浓度的石棉纤维，也会引起严重的肺部疾病；医疗垃圾则含有大量腐败变质成分及细菌、传染病毒、放射性物质、有害化学药剂等，是细菌、病毒的滋生地，具有极高的疾病传染性；电子产品元件中普遍含有铅、铬、镉等数百种高度有害的化学物质。显然，以上所列出的每种危险垃圾，处置不当都会引发极其严重的环境问题。如何处理这些高危险性环境污染物，已成为国际上共同关心的重要课题。

国内外对于固体垃圾的处理方法包括焚烧，填埋，热解，堆肥等等，但迄今为止用于处理危险垃圾的主要是前两种方法。垃圾填埋处理是从传统的堆放 和填地处理处置发展起来的一项最终处置技术。危险垃圾在进行合理的预处理之后运至选定的合适场所，填埋到一定高度后，加上覆盖材料，让其经过长期的物理、化学和生物作用达到稳定状态。焚烧处理则是发达国家普遍采用的一种垃圾处理方法，是指在高温条件下，垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈的化学反应，放出热量，转化成高温的燃烧气和量少而稳定的固体残渣，同时杀灭病毒细菌的方法。

虽然填埋仍然是处理危险固体垃圾的主要方式，但是传统的填埋法存在着二次污染、迁移效应及低效率等诸多问题，许多国家和地区已经限制了填埋场的容量，要找到新的填埋场正变得越来越困难，这就使得很多国家转而选择焚烧法来处理固体垃圾。焚烧法虽然可以同时实现废物无害化、减量化和资源化，但并不是有效处理含氯垃圾的理想方法，因为传统焚烧设备的燃烧温度不高，实际运行过程中多数焚烧炉的处理温度甚至仅为700℃左右，含氯垃圾的不完全氧化过程会产生大量二噁英和呋喃，特别是医疗垃圾焚烧产生的二噁英类物质通常是一般垃圾的数倍或数十倍，而二噁英是“目前世界上已知的最具毒性的合成有机物之一”，在极小剂量下对动物就具有致命的毒性。美国研究者指出，二噁英类物质的主要来源是医疗废物的焚烧处理。环境保护机构EPA对二噁英与焚化炉的关系作了专门研究后指出，即使是经过控制空气污染科技改良过的焚化炉，依然是排放二噁英的主要源头。随着对二噁英问题认识的逐渐加深，美国、加拿大、德国、荷兰、比利时相继颁布《焚化炉禁建令》，而传统燃烧处理技术所产生的环境问题和再生资源的浪费，迫使人们不得不选择更先进、更有效的废物处理方法。

发明内容

本实用新型的目的是克服上述传统焚烧炉的二噁英排放难题，提供一种热 等离子体危险垃圾处理装置。垃圾投入到主炉的坩埚反应釜内以后，从等离子体发生器喷射出高达数千至数万摄氏度的等离子体射流，直接作用于垃圾表面，垃圾中的无机物熔融成无害的玻璃态物质，有机物被彻底分解为小分子可燃气体并进入二燃室彻底燃尽。从二燃室出来的烟气先经碱液喷淋急冷降温，再经活性炭床吸附净化后通过烟囱排入大气。

等离子体是气体电离后形成的由电子、离子、原子、分子或自由基等极活泼粒子组成的集合体，具有极高的能量密度、温度和化学活性，能使通常条件下难以进行或速度很慢的反应变得十分快速，并且应用的范围宽广，可以处理包括固、液、气等各种垃圾在内的危险垃圾，尤其有利于难消解污染物的处理。垃圾经热等离子体熔融后产生的玻璃态物质的化学性质非常稳定，虽然有害物质被包封于其中，但毒性浸出试验表明这种玻璃态物质的渗出率很低，能满足苛刻的欧盟强制性垃圾验收标准，因而被划定为惰性废物，可与沥青一起铺路，也可以作为混凝土骨料，与水泥、砾石等组合在一起生产咬接砌块、铺路砖、装饰透水性砖等二次产品，且足以满足相关产品标准的要求。

相对于已经在工业上成熟应用的常规热处理过程而言，热等离子体技术是一种非常有前景的替代性选择。等离子体处理能够避免填埋税、其玻璃化产品具有附加值，能够再利用、获得的合成气可作为能源、还可以回收金属，这些优点将共同促进等离子体技术早日实现商业化的应用。