一、高温等离子焚烧原理
等离子态是一种普遍存在的物质形态。宇宙中恒星球内部的物质就处于等离子态。
温度升高到使物质分子发生分裂,成为独立的原子,如氮分子会分裂成两个氮原子,我们称这种过程为物质分子的电离。当电子和离子的浓度达到一定的数值时,物质状态发生质的改变,为区别于固体、液体和气体这三种状态,我们称物质的这种状态为物质的第四态,即等离子态.(等离子体)
等离子体的基本构成是离子和电子,具有良好的导电、导热性。等离子体的比热与温度成正比,高温下等离子体的比热是通常气体的数百倍。
等离子体在工业上有广泛的应用,常见的氩弧焊就是一个典型事例:由电流放电产生的高温等离子弧,从喷嘴中喷出,熔化焊料、工件,完成焊接作业。
我们率先提出,并研发成功的高温等离子焚烧技术,就是等离子体在工业废气处理应用的成功范例。为工业废气治理开辟了一条全新的途径。
二、高温等离子焚烧实现
高温等离子体焚烧技术:
“每一种持久性有机污染物(POPs)都可以热分解,20世纪80年代末,瑞典科学家Svante Arrhenius 发现大多数热分解反应的速率随着温度增加而增加。对于有机物的分解取决于反应温度、在此温度下停留的时间和该物质的固有性质。”(摘自:等离子体弧熔融裂解——危险废弃物处理前沿技术 第48页 丁恩振、丁家亮 编著)
高温热分解是清除VOCs污染物的有效方法。
等离子焚烧技术是高频(30KHz)高压(10万伏)大功率电源在特定条件下的聚能放电:工业废气在反应器中由常温急剧上升至3千度高温,在高温(3千度)和高电势(10万伏)的双重作用下,有机污染成分(VOCs)瞬间(千分之1秒)被电离并完全裂解。
高温等离子焚烧技术能够处理高浓度、成分复杂、易燃易爆及含有水分、固态、油状物的工业废气,是垃圾焚烧尾气排放二噁英问题的理想解决方案。
三、技术优势
高温等离子焚烧技术比较传统RTO(天然气焚烧方法)有以下优势:
1、连续不间断的处理废气,(天燃气RTO为间歇工作模式)这在垃圾焚烧尾气,凹版印刷有机废气处理应用方面尤为重要。
2、广谱性:能够处理高浓度、成分复杂、易燃易爆及含有大量水分、固态、油状物的工业废气,实现达标排放。
3、 不消耗天然气,无碳排放问题。
4、没有阀门等运动部件,能够无故障,不间断运行上万小时。
5、 风阻小,能耗低:
处理2万立方米/小时的燃气RTO,为克服陶瓷蓄热体风阻就需要功耗为90千瓦的引风机。
而处理2万立方米/小时的高温等离子焚烧设备(16千瓦),连同引风机(21千瓦)仅消耗37千瓦功率.
6、能效比高:节约能源,没有陶瓷蓄热体等易损部件,高温等离子RTO(焚烧)设备废体排放口温度,比废气进口温度仅提高几十度。
7、处理效果好:二噁英等难以处理的物质,瞬间完全分解,实现达标排放。(是垃圾焚烧尾气排放二噁英问题的理想解决方案)
8、无臭氧排放问题(低温等离子设备存在臭氧排放问题)。
9、经济适用:同样规格的高温等离子RTO(焚烧)设备,价格不到燃气焚烧RTO的二分之一,运营成本低于二分之一。
10、占地面积小,自动化程度高节约人力,运营成本低。
11、不会产生二次污染。无异味,对人口居住密集地区而言这是一个重要的考量指标。
12、天燃气焚烧法RTO造价高昂,大量消耗天燃气、氧气,增加二氧化碳、一氧化碳排放,有二次污染之虑,无法应对日渐严格的环境保护标准。天燃气焚烧法因其工作机理及自身结构上的缺陷,在易燃易爆场所,或处理废气中含有可燃成分时需要考虑防爆问题。天燃气输送储存过程可能存在因泄漏而引发的安全问题
高温等离子技术(RTO焚烧)在工业废气处理方面的应用是一个划时代的技术变革,等离子RTO(焚烧)技术,将逐步取代天燃气RTO,成为新兴产业。
五、低温等离子处理技术:
气体受外电场激发放电,成为等离子体,这是一种由电子、各种离子、原子和自由基构成的混合体,其间电子、各种离子、重粒子相互碰撞,内部能量很高但整个体系呈现低温状态。(注:低温等离子体工作温度近于常温。)
低温等离子反应器由大功率电源(高频率、高电压)、放电电极、绝缘体(介质)构成,核心部件采用石英、不锈钢等耐腐蚀材料制造,
待处理气体流经反应器被电离成为等离子体,在极短的时间里(0.01——0.1秒)完成物质的裂解过程。
低温等离子技术存在臭氧排放问题,一般用于处理低浓度,不含水分、固态物、油状物的工业废气。是工业废气处理的辅助性技术。
技术优势:
1、特别的制造工艺、超强的大功率电源(高频率、高电压),产生高能量的激发电场,实现最佳的能效比。
2、专利技术:臭氧消除器,克服低温等离子臭氧排放的致命缺陷。