電漿處理固體廢棄物技術

《電漿處理固體廢棄物技術》是2017年化學工業出版社出版的圖書，作者是杜長明。

基本介紹

• 中文名：電漿處理固體廢棄物技術
• 作者：杜長明
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2017年9月
• 頁數：271 頁
• 開本：16K　787×1092　1/16
• ISBN：978-7-122-30105-5

編輯推薦

20世紀60年代形成的電漿科學與工程是涉及放電物理、放電化學、能源工程學等領域的一門交叉學科，進入20世紀80年代後，電漿處理環境污染物技術成為國內外研究的熱點領域之一。與其他污染治理技術相比,電漿技術具有處理流程短、效率高、能耗低、適用範圍廣等特點。電漿技術既可用於廢氣和廢水處理，又可以處理有機固體廢物，甚至危險廢棄物。

電漿可以分為高溫電漿和低溫電漿。高溫電漿指的是聚變電漿，是星星中常見的一種電漿，溫度較高，溫度範圍為4000～20000K。而低溫電漿可以細分為熱電漿（直流電弧放電、射頻放電等）和冷電漿（電暈放電、輝光放電、介質阻擋放電等）。用於固體廢棄物處理領域的電漿主要是交流/直流電漿、射頻電漿、微波電漿，以及一些混合多級的熱電漿。電漿用於固體廢棄物處理領域已經有比較成熟而廣泛的套用。利用電漿可以處理各種類型的固體廢棄物，如醫療垃圾、低放射性廢物、生物質垃圾、城市垃圾等。

本書凝聚了近20年來包括中國、美國、法國、俄羅斯、日本、韓國、德國、波蘭、捷克等國最前沿的電漿處理固體廢棄物研究成果，從電漿熱解、氣化及熔融技術機理、電漿發生器、有機固體廢棄物資源化利用、危險廢棄物銷毀、氣體和固體產物分析、技術與經濟性分析到示範套用案例均做了詳細論述。本書以固體廢棄物（城市垃圾、工業固體廢棄物及危險廢棄物）電漿處理的前沿研究成果為主要內容，共分為18章，第1章介紹固體廢棄物來源與危害及現有治理技術, 第2章介紹電漿熱解、氣化及熔融的技術原理及電漿源，第3章介紹電漿熱解廢塑膠，第4章介紹電漿熱解廢橡膠，第5章介紹電漿熱解氣化農林生物質垃圾，第6章介紹電漿氣化熔融市政污泥，第7章介紹電漿氣化城市生活垃圾，第8章介紹電漿熱解熔融電子廢棄物，第9章介紹電漿熔融電鍍污泥，第10章介紹電漿熱解熔融醫療垃圾，第11章介紹電漿熔融固化飛灰，第12章介紹電漿熔融玻璃化含石棉廢棄物，第13章介紹電漿熱解銷毀含氯廢棄物，第14章介紹電漿銷毀廢舊武器彈藥，第15章介紹電漿無害化處理艦船廢棄物，第16章介紹電漿銷毀化學武器，第17章介紹電漿降解低放射性有機溶劑，第18章介紹電漿氣化熔融中低放射性固體廢棄物。

作者一直致力於電漿環境技術的研發工作，積累了大量公開發表和未發表的電漿技術資料和豐富的工程實踐經驗。現將電漿處理固體廢棄物的原理與技術前沿成果匯總，與讀者進行分享交流，希望有更多的研究者關注電漿環境技術，有更多的研究者關注電漿環境技術的發展。本書可供從事環境、能源、電漿、材料、化學等領域的科研人員及高等院校的師生參考。

內容簡介

《電漿處理固體廢棄物技術》以固體廢棄物(城市垃圾、工業固體廢棄物及危險廢棄物)電漿處理的前沿研究成果為主要內容，共分為18章，第1章介紹固體廢棄物來源與危害及現有治理技術, 第2章介紹電漿熱解、氣化及熔融的技術原理及電漿源, 第3章至第7章介紹廢塑膠、廢橡膠、農林生物質垃圾、市政污泥、城市生活垃圾等固體廢棄物的電漿轉化利用, 第8章至第18章介紹電子廢棄物、電鍍污泥、醫療垃圾、飛灰、含石棉廢棄物、含氯廢棄物、廢舊武器彈藥、艦船廢棄物、化學武器、低放射性有機溶劑、中低放射性固體廢棄物等工業固體廢棄物及危險廢棄物的電漿無害化銷毀。

目錄

第1章固體廢棄物概述/001

1.1固體廢棄物的認知001

1.1.1固體廢棄物的定義001

1.1.2固體廢棄物的分類及產生量002

1.1.3固體廢棄物的污染與危害003

1.2固體廢棄物的處理技術及分析004

1.2.1固體廢棄物處理技術現狀004

1.2.2固體廢棄物處理的發展趨勢005

參考文獻005

第2章電漿熱解、氣化及熔融的技術原理及電漿源/007

2.1電漿007

2.1.1電漿的定義與分類007

2.2.2熱電漿的套用007

2.2電漿處理固體廢棄物技術的分類008

2.3用於處理固體廢棄物的電漿發生器008

2.3.1射頻感應電漿炬009

2.3.2微波電漿炬009

2.3.3直流電弧電漿炬010

2.3.4大功率交流電弧電漿炬012

2.3.5小功率非熱電弧電漿炬013

2.3.6混合多級電漿炬015

2.4電漿處理固體廢棄物進展017

參考文獻018

第3章電漿熱解廢塑膠/021

3.1廢塑膠的危害與處理021

3.2電漿熱解廢塑膠系統021

3.2.1工藝流程021

3.2.2電漿熱解設備系統022

3.3技術影響參數與產物分析023

3.3.1電漿反應器類型024

3.3.2水汽（反應氣氛）和流量026

3.3.3輸入能量與平衡027

3.3.4給料組分與尺寸027

3.3.5處理時間027

3.3.6氣態產物028

3.3.7固體產物028

3.4電漿裂解塑膠機理分析029

3.5結論030

參考文獻030

第4章電漿熱解廢橡膠/031

4.1廢橡膠處理現狀031

4.2電漿熱解廢橡膠技術原理032

4.3電漿處理廢橡膠系統033

4.3.1電弧電漿炬033

4.3.2射頻電漿炬035

4.4技術影響參數與處理效果036

4.4.1電漿反應器036

4.4.2載氣成分037

4.4.3廢橡膠與其他物質共同熱解時的氣相產物分布037

4.4.4取樣位置對熱解產物的影響038

4.4.5重金屬遷移038

4.4.6電功率038

4.4.7進料速率039

4.4.8壓力039

4.4.9氣態產物分析與淨化039

4.4.10固體產物分析與套用價值039

4.5結論040

參考文獻042

第5章電漿熱解氣化農林生物質垃圾/044

5.1農林生物質垃圾處理現狀044

5.2電漿處理農林生物質垃圾工藝流程044

5.3電漿處理農林生物質垃圾系統045

5.3.1直流/交流電弧電漿046

5.3.2微波電漿047

5.3.3射頻感應電漿049

5.3.4多級電漿處理系統050

5.4電漿熱解氣化生物質原理052

5.5影響參數054

5.5.1電漿反應器結構054

5.5.2原料特性055

5.5.3載氣成分057

5.5.4輸入功率058

5.5.5反應器壓力058

5.5.6處理時間059

5.5.7溫度059

5.5.8固體產物059

5.5.9氣體產物060

5.6電漿處理系統比較062

5.7能量平衡與成本分析063

5.8合成氣用途064

5.9展望066

參考文獻066

第6章電漿氣化熔融市政污泥/069

6.1市政污泥處理現狀069

6.2電漿處理市政污泥系統070

6.2.1處理工藝流程對比070

6.2.2處理系統對比072

6.3電漿氣化熔融污泥機理075

6.4技術影響參數075

6.4.1電漿爐型075

6.4.2給料類型076

6.4.3載氣成分076

6.4.4原材料含水量077

6.4.5處理時間077

6.5產物分析078

6.6電漿氣化熔融污泥模型079

6.7產能分析082

6.8示範工程083

6.9電漿熔融污泥技術的對比分析083

參考文獻084

第7章電漿氣化城市生活垃圾/086

7.1城市生活垃圾處理現狀086

7.2電漿氣化垃圾技術原理087

7.3電漿氣化垃圾處理工藝089

7.4電漿氣化系統091

7.4.1美國西屋電漿垃圾處理系統091

7.4.2歐洲電漿公司的電漿垃圾處理系統093

7.4.3加拿大普拉斯科能源公司垃圾處理系統093

7.4.4英國先進電漿公司垃圾處理技術094

7.4.5美國綜合環保技術系統095

7.4.6兩級處理工藝096

7.4.7混合電漿處理系統097

7.4.8微波電漿垃圾處理系統097

7.4.9電漿氣化與氫氣回收聯合系統098

7.4.10雙電漿炬氣化垃圾系統099

7.5電漿處理垃圾技術的商業套用對比100

7.6技術影響參數101

7.6.1給料垃圾類型101

7.6.2載氣成分103

7.6.3蒸汽-空氣品質比104

7.6.4電漿功率104

7.6.5當量比105

7.6.6溫度105

7.6.7氧氣燃料比106

7.6.8原料進料速率106

7.7電漿氣化產物分析107

7.7.1尾氣淨化和尾氣組分107

7.7.2熔渣特徵108

7.8電漿氣化垃圾的氣化平衡模型111

7.8.1氣化過程的平衡建模111

7.8.2燦用分析113

7.9電漿氣化熔融工藝模型115

7.10電漿碳氣化熱力學平衡模型116

7.11套用實例與成本分析117

7.12展望119

參考文獻120

第8章電漿熱解熔融電子廢棄物/125

8.1電子廢棄物處理現狀125

8.2電漿熱解熔融電子廢棄物原理126

8.3電漿裂解電子廢棄物系統128

8.3.1轉移電弧系統129

8.3.2非轉移電弧系統132

8.3.3微波系統132

8.4技術影響參數133

8.4.1放電功率133

8.4.2處理時間134

8.4.3給料組分134

8.4.4重金屬遷移134

8.4.5熱解溫度135

8.5降解產物分析135

8.5.1氣態產物135

8.5.2液態和固態產物135

8.5.3金屬回收評估136

8.6套用實例與成本分析138

8.7電漿熱解熔融電子廢棄物的比較分析140

參考文獻141

第9章電漿熔融電鍍污泥/143

9.1電鍍污泥的危害與處理143

9.2電漿熔融電鍍污泥機理144

9.3電漿熔融電鍍污泥系統145

9.3.1直流電弧電漿系統145

9.3.2射頻電漿系統146

9.4技術影響參數147

9.4.1電漿反應器類型147

9.4.2比能147

9.4.3添加劑148

9.4.4氣相產物148

9.4.5固相產物149

9.5結論149

參考文獻150

第10章電漿熱解熔融醫療垃圾/151

10.1醫療垃圾的危害與處理151

10.2電漿熱解醫療垃圾原理152

10.3電漿熱解醫療垃圾工藝流程153

10.4電漿熱解醫療垃圾系統154

10.4.1固定床系統154

10.4.2移動床系統155

10.4.3多級電漿系統156

10.5技術影響參數159

10.5.1電漿爐型與結構159

10.5.2載氣成分159

10.5.3給料組分和給料條件159

10.5.4增塑劑、穩定劑或添加劑160

10.5.5電漿炬數量的影響160

10.5.6停留時間的影響160

10.5.7電漿處理溫度的影響161

10.6熱解熔融產物161

10.6.1氣體產物161

10.6.2重金屬遷移162

10.6.3熔渣特徵162

10.7電漿爐的模型162

10.8套用案例164

10.8.150kg/h電漿處理醫療垃圾系統164

10.8.2電漿特種垃圾焚燒爐165

10.9電漿熱解玻璃化醫療廢物的比較與展望166

參考文獻168

第11章電漿熔融固化飛灰/170

11.1垃圾焚燒與垃圾焚燒飛灰處理170

11.2電漿熔融玻璃化焚燒飛灰機理171

11.2.1二吖惡英分解機理171

11.2.2重金屬固化機理173

11.3電漿熔融焚燒飛灰系統173

11.3.1直流電漿系統173

11.3.2交流電漿系統181

11.3.3射頻電漿系統182

11.4技術影響參數183

11.4.1氧矽比183

11.4.2氣氛183

11.4.3添加劑184

11.4.4電漿能量184

11.4.5溫度184

11.4.6處理時間185

11.4.7爐渣冷卻方法186

11.4.8重金屬遷移186

11.4.9反應器壓力187

11.4.10原材料組成187

11.5熔融過程產物分析188

11.5.1固體產物特徵與資源化利用188

11.5.2氣態產物成分與淨化190

11.6工程實例190

11.7電漿系統的處理效果比較分析193

參考文獻199

第12章電漿熔融玻璃化含石棉廢棄物/203

12.1廢石棉的危害與處理203

12.2電漿處理石棉廢棄物的機理204

12.3電漿處理石棉廢棄物系統204

12.3.1電弧電漿204

12.3.2微波電漿205

12.4技術影響參數206

12.4.1電漿反應器類型206

12.4.2溫度206

12.4.3進料速率206

12.4.4載氣類型207

12.4.5電漿能量207

12.5熔融過程產物分析207

12.5.1氣態產物207

12.5.2固體產物207

12.6工程實例208

參考文獻208

第13章電漿熱解銷毀含氯廢棄物/210

13.1含氯廢棄物的處理現狀210

13.2電漿處理含氯廢棄物的機理211

13.3電漿處理含氯廢棄物系統212

13.3.1轉移電弧212

13.3.2非轉移電弧214

13.3.3電感耦合電漿217

13.4技術影響參數219

13.4.1氣氛219

13.4.2功率219

13.4.3氫氣添加劑219

13.4.4電漿爐溫220

13.4.5熔渣黏度220

13.4.6進樣速率和淬滅速率220

13.5裂解過程產物分析與機理221

13.5.1氣態產物成分與淨化221

13.5.2固體產物分析及資源化221

13.6能耗和成本分析222

13.7工程案例222

13.7.1氯矽烷廢物資源化222

13.7.21MW電漿裂解爐223

13.7.3PCB廢料裂解224

13.7.4220噸城市垃圾和汽車廢渣的工廠224

13.7.5PLASCON電漿弧技術225

13.7.6電漿轉換系統225

13.7.7電漿弧離心處理POPs226

13.7.8有機氟工業殘渣的處理226

13.8電漿銷毀含氯廢棄物系統對比226

參考文獻228

第14章電漿銷毀廢舊武器彈藥/230

14.1舊武器彈藥及處理方法230

14.2廢舊武器彈藥電漿處理系統230

14.2.1固定式系統230

14.2.2移動式系統231

14.3處理產物232

14.3.1氣相產物232

14.3.2固相產物232

14.4電漿處理優勢233

參考文獻234

第15章電漿無害化處理艦船廢棄物/235

15.1艦船廢棄物及處理方法235

15.2艦船廢棄物電漿處理系統235

15.2.1系統組成235

15.2.2常規固體廢棄物處理237

15.2.3油泥廢棄物處理238

15.3技術影響參數與降解結果239

15.3.1處理時間239

15.3.2氣相產物239

15.3.3電漿炬功率240

15.3.4過濾設備尺寸240

15.3.5白煙的去除240

15.4展望240

參考文獻241

第16章電漿銷毀化學武器/242

16.1化學武器及處理方法242

16.2電漿銷毀系統與機理243

16.2.1微波系統243

16.2.2射頻電漿系統245

16.2.3電漿旋轉爐246

16.2.4熱銷毀-煙氣電漿淨化組合系統246

16.2.5低溫電漿淨化器247

16.3技術參數與銷毀效果248

16.3.1電漿反應器類型248

16.3.2添加氣249

16.3.3進料速率249

16.3.4初始濃度250

16.3.5氣、液相產物250

16.3.6固體產物250

16.4展望251

參考文獻251

第17章電漿降解低放射性有機溶劑/252

17.1低放射性有機溶劑來源252

17.2低放射性有機溶劑現有處理技術253

17.2.1熱處理法253

17.2.2H2O2-Fe2+ /TiO2處理法253

17.2.3電漿法253

17.3電漿降解低放射性有機溶劑機理與系統254

17.3.1電漿降解有機溶劑機理254

17.3.2批量處理系統255

17.3.3連續循環處理系統256

17.4技術影響參數257

17.4.1電漿反應器類型257

17.4.2處理時間258

17.4.3給料速率258

17.4.4載氣類型258

17.5降解產物與降解動力學259

17.5.1氣相產物259

17.5.2液相產物259

17.5.3降解動力學260

17.6結論260

參考文獻261

第18章電漿氣化熔融中低放射性固體廢棄物/262

18.1放射性固體廢棄物處理現狀262

18.2電漿氣化熔融放射性固體廢棄物機制263

18.3電漿處理放射性固體廢棄物系統263

18.3.1轉移電弧電漿熔融爐263

18.3.2非轉移電弧電漿熔融系統265

18.3.3射頻電漿反應器267

18.4技術影響參數268

18.4.1給料類型268

18.4.2載氣268

18.4.3停留時間268

18.4.4溫度268

18.5氣化熔融產物269

18.6展望270

參考文獻270