電弧擊穿空氣，將氣體電離，同時瞬間產(chǎn)生3000℃到超過10000℃的高溫。這種原本“煉火箭”的火將大規(guī)模應用于垃圾處理、有害物質(zhì)分解、金屬冶煉、納米材料研制等民用領域，高溫將二噁英等有害物質(zhì)化于無形，垃圾焚燒有望實現(xiàn)零排放。
昨天，電弧等離子應用裝備北京市重點實驗室正式掛牌。該實驗室依托中國航天空氣動力技術研究院的高溫氣體動力學實驗室，利用該院在空氣動力學、等離子物理學、工程熱物理等綜合性科學研究方面的學科交叉優(yōu)勢，為民用領域開發(fā)相應的技術設備。
據(jù)介紹，電弧等離子技術在航空領域的主要應用，是驗證各種材料、設備在沖出或者返回大氣層時，能否經(jīng)受住數(shù)千攝氏度高溫的持續(xù)考驗。這一技術也被稱為“煉火箭”技術。目前，我國在該技術領域已達到世界一流水平，可與美俄媲美—最大的電弧等離子設備功率已經(jīng)達到50兆瓦(5萬千瓦)。該技術應用到民用領域只是“牛刀小試”，焚燒垃圾只要幾百千瓦就已足夠，相關設備的體積也會大為縮小。
“一家大型三甲醫(yī)院，只要有大約200平方米的房間，就能運行民用電弧等離子裝備。”高溫氣體動力學實驗室主任陳連忠告訴記者，“包括傳染病醫(yī)療垃圾、帶輻射垃圾等，都可以就地實現(xiàn)完全無害化處理。”這樣能有效避免醫(yī)療垃圾運輸過程中的二次污染，更杜絕醫(yī)療垃圾填埋、焚燒過程中的污染。傳統(tǒng)垃圾焚燒爐不能處理的石棉、低輻射核廢棄物、多氯聯(lián)苯(PCBS)等特種垃圾，也都可以得到有效、無害處理。
科學家們?yōu)橛浾咴斀饬擞谩盁捇鸺敝馃纳衿妗Ｔ摷夹g瞬間產(chǎn)生的高溫至少是常規(guī)焚燒爐(約800℃)的3倍，可以一舉解決此前推廣垃圾焚燒的最大障礙—二噁英。如果一開始就采用2000℃到3000℃的高溫焚燒，各種垃圾都沒有機會產(chǎn)生二噁英。垃圾中的有機物質(zhì)，將幾乎全部被氣化生成一氧化碳、氫氣等合成氣，排出后經(jīng)凈化，可作為燃料充分利用。焚燒飛灰經(jīng)等離子體爐重熔，能形成無害的玻璃體材料。
電弧等離子體技術還可以有效處理城市固體生活垃圾。建筑垃圾、塑料等垃圾中的無機物質(zhì)，經(jīng)過處理后會形成液態(tài)的“爐渣”，經(jīng)激冷后形成玻璃體材料，可牢牢包裹住殘存的重金屬等有害物質(zhì)，這些玻璃體材料可安全用做建材。
用“煉火箭”之火燒垃圾，可大幅度降低向大自然傾倒的人類垃圾。一個上千萬人口的城市，每天的垃圾甚至可以做到“零排放”。作為當今最先進的垃圾處理技術，等離子體技術已經(jīng)在加拿大、美國等國家進入應用領域。此外，等離子體技術在處理污水污泥、尾礦利用、鐵合金冶煉等領域也具有經(jīng)濟、技術、環(huán)保優(yōu)勢。
