技術研究 | 等離子體技術在處理汙泥中的應用探討

近年來，等離子火炬技術作為引領科技前沿的技術工藝，因其經濟、高效，世界各國競相研究，並成功將該技術工藝廣泛應用於汙泥及固體廢棄物的處理處置。

等離子火炬汙泥焚燒裝置概況

等離子火炬汙泥焚燒裝置由等離子火炬、等離子火炬電源、進出料裝置、隧道窯(由多個窯爐單元組合而成)、攪拌輸送、尾氣處理系統組合而成。此裝置同樣適用固態、半固態、粘稠油狀、液態廢棄物處理。

等離子火炬汙泥焚燒裝置各部件(包括隧道窯)均為標準化設計，自成體系，可以單獨運行或根據需要(處理工藝、處理量)級聯、組合工作。隧道窯由多個窯爐單元級聯組合而成，窯爐單元由不鏽鋼爐體、耐火材料爐襯、等離子火炬、等離子火炬電源、控制器、攪拌輸送裝置組合而成，窯爐單元自成體系，爐溫、工作模式可單獨設置，獨立運行。

 

等離子火炬汙泥焚燒裝置產品優勢

1、利用焚燒煙氣和餘熱回收裝置加熱工作氣體注入隧道窯，乾燥含水汙泥可節約一定能源。

2、等離子火炬熱效率高於90%，使用壽命長。

3、低運營成本：可直接焚燒含水率90%的汙泥，無需進行脫水處理或添加輔助燃料。

4、設備及廠房投資低。

4、焚燒爐體可模塊化設計，根據實際處理量自由組合拼裝，維護成本低。

5、煙氣排放量小：煙氣排放量、粉塵排放量不到常規技術一半。

案例比較：以日處理100噸工業汙泥設備投資為例

a、迴轉窯設備投資額3-4千萬元(包括煙氣處理設備)，而同等規模的等離子火炬隧道窯(包括煙氣處理設備)，設備投資額在2千萬左右。

b、迴轉窯每兩年大修費用近千萬元，而同等規模的等離子火炬隧道窯，每年維護費(包括等離子火炬槍)不超過50萬元。

c、迴轉窯需要400千瓦電力配置，此外每小時消耗40立方天然氣，二燃室每小時消耗50-80立方天然氣，平均噸處理成本1-1.5千元。而同等規模的等離子火炬隧道窯(包括煙氣處理設備)，不消耗天然氣或其他諸如燃油等輔助能源，只需要400千瓦電力配置，初步測算平均噸處理成本4百元左右。

d、迴轉窯需要天然氣助燃，每小時排放2-3萬立方煙氣，而同等規模的等離子火炬隧道窯只排放0.5-1萬立方煙氣，煙氣處理成本要低很多。

e、迴轉窯體積龐大動輒數十噸，設備基礎必須穩固一經安裝便成為永久設施。等離子火炬隧道窯體態輕盈，只需要卡車便可搬運，尤其適合油田等需要搬遷的流動作業場合。

在工業汙泥、市政汙泥治理應用

汙泥處理的常規技術是以熱幹化方法將含汙泥水率降到70%左右,再施以焚燒。運行中,汙泥所含水分以蒸汽的形態排出，水蒸汽以汽化潛熱的形式帶走了熱幹化及焚燒過程中的大部分能量。工業汙泥熱值低，以流化床或迴轉窯焚燒處理必須摻煤助燃，煙氣排放量很大，運營成本居高不下。

等離子火炬隧道窯可以直接處理含水率30%到90%的汙泥、固態、半固態、液態廢棄物，設備處理能力從每天0.5噸到200噸，尤其適合廠礦企業及規模大小不等的化工園區汙水處理廠。等離子體火隧道窯通入過量空氣，汙泥中有機物因氧化反應，生成CO2、H2O等單質物質，其中汞、鋅、鉛、錫、銅等重金屬以氧化物形式隨煙氣排出，經活性炭噴射裝置，噴射活性炭富集後再行處理。

在油田汙泥治理應用

 

油田含油汙泥成分複雜：包括部分原油、蠟質、瀝青、固體懸浮物、鹽類、酸性腐蝕性物質，生產過程中投加的絮凝劑、緩蝕劑、阻垢劑、壓裂液、酸化液、發泡劑等、聚丙烯醯胺等成分。含油汙泥是一種極其穩定的懸浮乳狀液，很難實現多相分離。根據《固體廢物汙染環境防治法》和在此基礎上制定的《國家危險廢物名錄》、《危險廢物鑑別標準》、《危險廢物填埋汙染控制標準》(GB18598-2001)、《危險廢物焚燒汙染控制標準》(GB18484-2001)等標準、法規，對危險廢物的處置做出了具體規定。且把含油汙泥歸類為危險固體廢物。

國外相關標準規定，含油汙泥處理後含油率應小於百分之二，深度處理後汙泥中含油率小於千分之三。以迴轉窯焚燒法處理含油汙泥，需要對汙泥進行幹化處理，需要消耗大量電力和天然氣，而等離子火炬隧道窯只需消耗與之同等的電力。

迴轉窯處理含水率高的廢棄物，極易因熱衝擊造成爐內保溫材料變形塌陷，縮短爐體使用壽命，並且迴轉窯體積龐大，設備基礎必須穩固一經安裝便成為永久設施。等離子火炬隧道窯體態輕盈，只需卡車便可搬運，尤其適合油田等需要搬遷的流動作業場合。

等離子火炬隧道窯處理含油汙泥時，可選擇熱解工作模式。在缺氧環境下熱解含油汙泥，其中有機物熱分解，生成H2、CO、H2O、CH4、CnHm等可燃成分。只用少量空氣作為等離子火炬的工作氣體，發揮等離子火炬自身不消耗氧氣且熱效率高(高於百分之九十)，穿透力強這一技術優勢，來實現節能降耗。

編輯：汪茵