等离子体气化技术在废物能量转化中的应用

摘要

等离子体气化是一项非常有用的技术，它可以将废物转化为能量。该方法利用等离子弧气化废料中的碳。在这个过程中产生的气体通过发动机发电机和锅炉产生能量。废料的非碳部分被用来生产玻璃和可重复使用的金属。这项技术的主要目的是面对未来的挑战和机遇。它主要是为了生产无污染技术。

关键字

等离子气化;能量转换;污染;化石燃料;可再生能源

简介

当今能源危机的主要原因是化石燃料的成本和化石燃料的燃烧。化石燃料的高使用率和产油区的冲突以及各国的高需求导致了对替代能源的需求。温室气体也导致了气候变化和全球变暖。应该找到可持续的、环境友好的、容易获得的替代能源。城市生活垃圾被认为是一种可再生能源，等离子体气化技术是一种很好的利用这种能源的技术。

等离子体技术是一种经济而丰富的能源，是一种可靠的动力来源。这种技术有助于最大限度地降低成本和环境污染。它能有效地生产大量的可再生能源。

背景与概念

等离子体

当气体中的原子被电离时，就会产生一种导电介质，其中带正电荷和负电荷的粒子数量大致相等。这叫做等离子体。它也被称为物质的第四态。闪电也是等离子体的自然形态。在工业中，通过将气体加热到7000华氏度的非常高的温度可以形成等离子体。

等离子体技术的潜在未来应用

动物尸体及废物

产生的主要气体之一是造成温室效应的甲烷。等离子体技术是对动物粪便进行适当的破坏。

农业废弃物

木材和其他农业废弃物可以放在等离子体反应器容器中，产生合成气来发电或供热。

工业废纸及纸浆废料

工业中产生的各种垃圾和纸张可以通过气化技术进行处理，将其销毁。它产生热和电。

地毯的处置

地毯很难处理。等离子弧用于熔化地毯。产生的热量有多种用途。

煤的气化

煤可用于等离子体气化产生合成气。这可以用来产生热量和电力。

原位土壤(钻孔)玻璃化

在高温下对地下废物和有害物质进行净化是必要的。在等离子体技术的帮助下，可以将等离子体炬下放到地面深处，并对受污染的废物进行热解。当它冷却时，它有助于融化它们，将其转化为岩浆或熔岩物质。

等离子体气化技术

人造等离子体可以通过在电势相差很大的物体之间传递气体而产生。例如，在闪电、加热气体到高温的情况下，采用电弧焊或石墨电极的火把。火炬产生的高强度能量非常强大，可以将城市固体废物分解成各种成分，反应产生合成气和副产物，其中包括玻璃物质，可用作建筑原料和可重复使用的金属。合成气主要由氢和一氧化碳组成。这些气体可以转化为氢、天然气或乙醇等燃料。在这个过程中产生的蒸汽被用来驱动汽轮机发电。冷却后的气体还可以用来驱动第二台涡轮机产生更多的电力。综合气化联合循环(IGCC)产生过剩电力，以驱动工厂负荷[1-5]。

挑战与机遇

机会

减少对堆填区的需求:废物应该减少，不应该被送往垃圾填埋场。等离子体气化技术具有将大型能源转化为电能、液体燃料或塑料的充分潜力。

危险废物的处置:在处置等离子气化室中的废物时，必须小心处理。要求彻底销毁废料，不留灰。

合成气:它可以作为一种原料，产生燃气轮机和锅炉的燃料。它可以用来生产甲醇、乙醇、汽油、柴油、塑料和许多其他材料。

挑战

缺乏标准:国内和国际组织的标准和效率的缺乏导致了等离子体气化技术的衰落。

初始调查费用及回报:等离子气化技术的安装成本非常高，每千瓦约为5000美元。由于运行和维护成本高，产生的合成气数量困难。与类似规模的工业设施相比，这些工厂的投资回报时间非常长。

对环境影响的怀疑:它的发生是由于缺乏历史数据，原型单元数量有限和政府法规的缺失。

等离子体气化和焚烧的混淆:焚烧就是简单地燃烧产生有毒烟雾和有毒灰烬的废物。而在等离子体室中，固体废物立即气化或熔化，污泥几乎是一种像岩石一样的惰性物质。

建议路线图

建立标准组织:尝试在技术社区内发起一个标准小组。通过重视等离子气化的可再生能源效益，IEEE电力与能源传统和IEEE工程目的学会应建立一个联合技术委员会。该委员会可以执行各种任务，如制定等离子体气化装置的设计、制造和安全操作标准。

认证等离子体气化装置:尝试规范等离子体气化发电厂的规划、设置和功能。这一过程将检查这些工厂的存在，并将制定严格的规章制度，并进行相应的监控。

证明玻璃化材料:创建标准和测试方法，以确定从等离子气化室排出的炉渣的成分。这应该从政府级别开始，并作为各州和国家的指导方针。

政府干预:政府应积极参与确定产生的废物和排放的气体的有害影响。政府应该努力解决垃圾填埋场、能源危机和当代世界的负面影响等问题。

结论

本文论述了等离子体气化技术的产生背景和基本概念。本文还讨论了未来的应用、挑战和机遇。它主要是为了改进技术和生产无公害的废物转化。

参考文献

1. Crter GW和TsangarisA。城市废物处理过程。专利号1994;5:280。
2. 卡马乔SL.使用等离子体炬的垃圾转换装置。专利号1992;5:143。
3. CamachoSL。城市垃圾的等离子体热解与玻璃化。美国专利号1996;5:544。
4. CorbittRA。环境工程标准手册。mcgraw - hill。公司1990年。
5. 卡特GW和Tsangaris AV.城市固体废物的等离子气化。