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电弧等离子应用装备用于民生 烧出垃圾零排放

本报讯 电弧击穿空气,将气体电离,同时瞬间产生3000℃到超过10000℃的高温。这种原本“炼火箭”的火将大规模应用于垃圾处理、有害物质分解、金属冶炼、纳米材料研制等民用领域,高温将二噁英等有害物质化于无形,垃圾焚烧有望实现零排放。

昨天,电弧等离子应用装备北京市重点实验室正式挂牌。该实验室依托中国航天空气动力技术研究院的高温气体动力学实验室,利用该院在空气动力学、等离子物理学、工程热物理等综合性科学研究方面的学科交叉优势,为民用领域开发相应的技术设备。

据介绍,电弧等离子技术在航空领域的主要应用,是验证各种材料、设备在冲出或者返回大气层时,能否经受住数千摄氏度高温的持续考验。这一技术也被称为“炼火箭”技术。目前,我国在该技术领域已达到世界一流水平,可与美俄媲美—最大的电弧等离子设备功率已经达到50兆瓦(5万千瓦)。该技术应用到民用领域只是“牛刀小试”,焚烧垃圾只要几百千瓦就已足够,相关设备的体积也会大为缩小。

“一家大型三甲医院,只要有大约200平方米的房间,就能运行民用电弧等离子装备。”高温气体动力学实验室主任陈连忠告诉记者,“包括传染病医疗垃圾、带辐射垃圾等,都可以就地实现完全无害化处理。”这样能有效避免医疗垃圾运输过程中的二次污染,更杜绝医疗垃圾填埋、焚烧过程中的污染。传统垃圾焚烧炉不能处理的石棉、低辐射核废弃物、多氯联苯(PCBS)等特种垃圾,也都可以得到有效、无害处理。

科学家们为记者详解了用“炼火箭”之火烧垃圾的神奇。该技术瞬间产生的高温至少是常规焚烧炉(约800℃)的3倍,可以一举解决此前推广垃圾焚烧的最大障碍—二噁英。如果一开始就采用2000℃到3000℃的高温焚烧,各种垃圾都没有机会产生二噁英。垃圾中的有机物质,将几乎全部被气化生成一氧化碳、氢气等合成气,排出后经净化,可作为燃料充分利用。焚烧飞灰经等离子体炉重熔,能形成无害的玻璃体材料。

电弧等离子体技术还可以有效处理城市固体生活垃圾。建筑垃圾、塑料等垃圾中的无机物质,经过处理后会形成液态的“炉渣”,经激冷后形成玻璃体材料,可牢牢包裹住残存的重金属等有害物质,这些玻璃体材料可安全用做建材。

用“炼火箭”之火烧垃圾,可大幅度降低向大自然倾倒的人类垃圾。一个上千万人口的城市,每天的垃圾甚至可以做到“零排放”。作为当今最先进的垃圾处理技术,等离子体技术已经在加拿大、美国等国家进入应用领域。此外,等离子体技术在处理污水污泥、尾矿利用、铁合金冶炼等领域也具有经济、技术、环保优势。

金清娣 本文来源:北京日报 作者:童曙泉
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