观点总结
环保已成为政府关注的重点工作,等离子体无害化处理装备及相关技术已被纳入《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录》,政策利好,前景广阔;
技术发展趋势为填埋逐步向热处理技术发展,目前市场以回转窑技术为主,热解炉协同其他形式焚烧炉为辅,以等离子体炉为代表的高温气化熔融技术凭借经济、环保、高效等优势将蓬勃发展。
国外等离子体气化技术起步早,虽然技术也存在一定缺陷,但已处于快速推动自身技术的快速发展和市场应用阶段; 国内起步晚,目前基本处于研发试验阶段,未得到广泛的产业化应用;
等离子体气化危废处置的技术壁垒较高,难以复制,短期内市场将呈现垄断的局面;等离子体气化技术已逐步成熟,未来替代传统固废处置方式可能性较大,但目前商业化应用极少,市场将面临爆发式增长的可能;初始投资方面,等离子体气化技术与传统的回转窑方法差别不大,风险可控。
1. 危废定义
危险废物:指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法判定的具有危险特性的废物。注:国家危险废物名录最新版自2016年8月1日起施行。
危险废物鉴别标准如下:
危险废物鉴别技术规范 HJ/T 298-2007
危险废物鉴别标准 通则 GB 5085.7—2007
危险废物鉴别标准 毒性物质含量鉴别 GB 5085.6— 2007
危险废物鉴别标准 反应性鉴别 GB 5085.5— 2007
危险废物鉴别标准 易燃性鉴别 GB 5085.4— 2007
危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别 GB 5085.3—2007
危险废物鉴别标准 急性毒性初筛 GB 5085.2—2007
危险废物鉴别标准 腐蚀性鉴别 GB 5085.1—2007
2. 等离子体气化危废处理技术简介
等离子体是物质的第四态,具有许多异于固态、液态、气态的物理化学特征,比如温度和能量密度高、可导电和发光等,环保性能优良。
等离子体气化是原料在高温、缺氧状态下被分解成氢气和其他简单的如一氧化碳、水等化合物,生成的气体被称为“合成气”,这种高温反应的过程叫做等离子体气化。

原料的预处理
进料包括废物、煤、生物质,甚至有危险废物。使原料均匀干燥,并分离出可回收的物品;
气化
等离子体炬在一个密封并控制进气的炉子里产生高温,这种热量能将有害物质完全分解和破坏。在气化过程中,原料中的有机物分解成气体,而无机物融化成液态渣,排放后被冷却;
合成气的净化和热回收
去除合成气中的杂质而形成清洁燃料,并利用热交换器将余热转化成蒸汽回收利用;
固体残渣回收
资源化产物,合成气、玻璃体固化物。
详细技术介绍可点击下文链接,参考往期文章
《等离子体处理危险废物技术简介(一)》
《等离子体处理危险废物技术简介(二)》
3. 技术对比
3.1 传统固废处理技术

2014年的数据显示,我国危废集中处置率为25%,其中集中处置技术主要为焚烧和填埋,而由于填埋法存在二次污染的隐患,发达国家危险废物处置趋势逐渐从“填埋”转向以“焚烧”为主的热处理技术。

统计数据表明:焚烧项目占比较大,且绝大部分危废焚烧项目,选择了回转窑的焚烧方式,此外还有少部分的热解焚烧炉;
填埋法存在诸多弊端:一是多种有害物质的渗滤液容易产生二次污染;二是占地面积大;三是安全填埋场的建设要求严格,造价和运行费用昂贵;四是填埋场工业废物的存在年限可能远超安全填埋场的人工铺设材料的使用寿命,存在环境风 险,不能达到减量化和资源化的目的。

3.2 等离子体气化技术优势
高效性
等离子体气化技术将有机物转化成合成气,而无机物形成灰渣;
等离子体气化技术发电效率可达39%。
环保性
保证根除二噁英;
确保飞灰的二次处理;
玻璃体渣可用于建材,实现零填埋。
灵活性
该技术可处理城市生活垃圾;
可处理工业有机固废,包括石油、化工废物、医疗废物、汽车粉碎残留物、建筑垃圾等。
经济性
接收垃圾可收取一定的垃圾处理费;
垃圾气化处理过程生成的合成气和余热回收的蒸汽被高效利用发电,生产的电能可售给电网;
从回收的垃圾中回收金属和有价值的塑料;
气化后的炉渣可以用来生产建筑材料;
可节约运输垃圾的费用;
可享受政府补贴及免税的优惠政策。
成熟性
等离子体气化技术由完善的子系统构成,包括垃圾分拣系统、等离子体气化系统、气体净化系统和能源生产系统,这些系统的相互连接正在迅速发展。
4. 宏观环境分析
4.1 政策环境
国家已将医疗垃圾等离子体无害化处理装备纳入《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录》中
关键技术:研发医疗垃圾适应性强、处理面广的焚烧熔融炉,保证高温焚烧熔融较长的停留时间;研发适用于医疗垃圾焚烧熔融炉工况下的长寿命等离子喷枪,并将其集成于垃圾焚烧熔融炉灰渣熔池中,实现灰渣熔融固化处理,使灰渣中重金属浸出毒性符合《医疗废物焚烧环境卫生标准》。
技术指标:处理量:10t/d~20t/d;一燃室温度≥850℃,二燃室温度≥1100℃;烟气停留时间>2s;由1100℃以上降至600℃进入急冷塔,烟气从600℃冷却至200℃时间<1s;残渣热灼减率<5%;焚烧效率≥99.9%;有毒有害物质焚毁去除率≥99.99%。
4.2 经济环境

“十五”至“十三五”期间中国环保总投资规模及固废处理投资额情况
“十三五”期间,我国环保投资额将呈现突破式增长,依托节能环保新型产业的利好政策,固废处理行业将迎来广阔的市场发展机遇及较大的业绩提升空间。
“十一五”期间,我国环保总投资额与固废处理投资额分别为2.16万亿和0.21万亿;
“十二五”末,我国环保投资总额和固废处理投资额分别达到3.40万亿和0.80万亿,市场规模急剧扩大;
预计“十三五”期间环保总投资有望超过17万亿元,固废市场规模将占环保投资总额的30%左右,据此测算,固废处理行业投资将在4.25-5.10万亿之间,且将持续增加。
5. 行业竞争分析
5.1 国外
欧美发达国家在等离子体处理废弃物方面已取得较大突破,有的已经产业化。目前技术成熟且成功运转的公司及业绩如下:

西屋公司和以色列EER公司的气化炉中等离子体直接作用于垃圾,电耗很高,系统经济性降低。而加拿大普拉斯科公司采用的常规气化与等离子体重整技术具有一定的优势,因为气化采用两步热解形式,降低了电耗,增强了系统经济性,将来较可能成为等离子体气化技术的核心技术。国外几种主流的等离子体气化技术已经形成,各个公司均在积极主动地推动自身技术的快速发展和应用。
5.2 国内
我国一些研究单位和学校相继进行了等离子体毒害物处理技术的机理分析和试验研究,近5年来,国内相继出现相对成熟的等离子气化固废处理工程运用项目,市场需求逐渐加剧,竞争苗头开始显现。

当前国内处理城市生活垃圾以填埋和焚烧为主,城市生活垃圾常规气化在中国尚未普及,仅部分城市采用气化技术处理垃圾,且处理能力有限。各项研究资料表明,等离子体气化技术在我国尚未得到广泛的产业化应用。国内等离子体气化技术起步晚,但我国有着建立大型垃圾处理工厂的社会需求和提高城市生活垃圾处理水平的强劲驱动力,在国内采用等离子体气化技术处理城市生活垃圾的时机已经成熟。