绵阳九院的等离子体技术之路

前言

随着新冠肺炎疫情的发展，医疗废物处理任务也越来越紧迫，日前，在生态环境部的组织下，一些由环保研究机构、环保公司以及汽车行业的力量联合组成的医废处理“集团军”正在火力支援抗疫阻击战线。

提到医废处理领域，早在17年前“非典”疫情肆虐之际，等离子体技术就已经入场。新冠肺炎病毒狂旋之际，中核集团部分单位也在加紧实施相关技术的成果转化及产业化工作。

近日，记者采访了中国核工业西南物理研究院的废物处理技术专家程昌明，得以一窥该院等离子熔融废物处理技术秘境。

技术

1、一身好“武艺”

“核西物院研发的医疗废物等离子体高温裂解处理技术不同于传统的焚烧处理技术，它是利用等离子体的高温（5000～20000K）、高焓、能量集中等特性，快速彻底杀灭医疗废物中的病毒细菌，而医废中的有机物则在等离子体高温下分解为可燃性的气体燃烧，无机物被高温熔融后生成类玻璃体残渣，彻底解决危险废物的高效处置难题，不产生二次污染。

该技术具有适用范围广、反应速度快、无二次污染等优势，是替代传统工艺处理医疗废弃物的绿色环保技术。

欧美日等发达国家已把该技术广泛应用于工业、医疗废物和生活垃圾的处理。”程昌明介绍说。

据悉，核西物院自上世纪80年代末开始进行等离子体在环保方面的研究。在环保领域，先后开展了等离子体处理造纸废液、皂化废液、医疗废物的技术研发。

自“十一五”开始，主要针对放射性废物处理应用，研制了等离子体高温焚烧试验台架，完成相关工艺研究，已具备热试验装置研发能力。

“针对不同的处理对象，需要解决的关键核心问题在于处理工艺。等离子体可以提供氧化、还原以及惰性高温气氛，不同处理对象所采取的处理工艺可以是气化、裂解、熔融固化等。”程昌明说。

截至目前，该院相关研究成果主要包括等离子体炬系统和等离子高温裂解熔融处理系统。其中，30~300kW系列直流电弧等离子体炬已工业化，处于国内领先水平，拥有相关专利5项。

“国内从事等离子技术研究的研究所和高校有很多，但我院在等离子体技术应用方面在国内是最全的。”程昌明说。

2、满腔报国情

众所周知，核西物院是国内“人造太阳”的专业户，多年致力于核聚变研究，而等离子高温熔融技术正是聚变领域的中间技术。

核西物院立足国家之需，志在远方，在聚焦目标的同时，随时随地为祖国排忧解难。

上世纪90年代，为了响应国家政策，该院开始探索将等离子技术应用于民用市场，最开始是在等离子体处理造纸废液技术领域。随着国内在环境治理工作方面的大力推进，核西物院根据市场需求，持续拓展等离子体技术在环保领域的应用。

早在2003年“非典”暴发之际，核西物院针对医废处理技术的成果转化工作就启动了。

当时，核西物院与深圳市一家企业合作，由核西物院提供技术支持，对方提供资金并负责市场推广，很快开发出了一种医疗废物处理的小型焚烧炉产品。该产品属于小型装置，很适合在医院使用。

当时，他们信心满满开启了市场化之路，目标是全国（如有可能甚至走向国际）的医院市场。该产品最初在深圳推广了三年，并在当地一些医院试点投入使用。

但由于经过一场“非典”大考，国家对医废处理非常重视，要求各个地级市建设医废处理中心。受后续“医院的废物不能自行处理，需统一由医废处理中心集中处理”等政策影响，等离子技术小型医废处理设备的产业化之路抱憾中止。

3、无法即刻请战的苦衷

既然等离子医疗废物处理技术优势明显，且十几年前就已经把设备都造出来了，却为何不即刻前往抗疫一线？

“目前技术是成熟的，但因为我们是科研机构，只有些实验室里科研用的装置，如冷实验台架，主要是做涉及放射性废物处理的一个研究设施。

而抗疫一线目前紧急需要的是小型可移动并且能够批量提供的设备。而我们目前没有批量可移动设备，如果现去制造设备，时间周期上可能不满足防疫急需要求。”程昌明遗憾地说。

新冠疫情起始，一些投资公司曾和核西物院洽谈过医废技术推广事宜，一些医院也有意了解核技术在医废领域的应用情况。但政府原则上还是不支持医院自己处理医疗废物，据2011年修订的《医疗废物管理条例》第十九条规定：医疗卫生机构应当根据就近集中处置的原则，及时将医疗废物交由医疗废物集中处置单位处置。而且医疗废物作为危险废物处置是需要资质申请的。

但在集中处置的大政策下，小型焚烧炉在医废处理市场上仍有可施展空间。

小型焚烧炉适合于不具备集中处置医疗废物条件的农村医疗卫生机构。特别是应对重大突发事件或疫情、应急医疗卫生机构、自然灾害发生地产生的医疗废物，移动式小型焚烧炉在机动性方面具有独特优势。

程昌明对前景保持乐观，等离子体技术同样可以做大规模，实现处理能力10~30吨/天。

在地方医疗废物集中处置场使用等离子体技术，可以提高减容比和尾气排放标准，是一项技术革新，更契合国家日趋严格的环保标准。目前我院针对大型处置设备工艺，已突破大功率等离子体炬、等离子体熔融炉等核心关键技术，完成可行性研究。”

针对此次疫情的医疗废物处置，核西物院也正在集中力量开发移动式医疗废物等离子体处理装置。

4、不愁前路无“知己”

“普通的废物处置方式如焚烧，处理不彻底，相比而言，等离子技术的处理过程及最终产物的安全性很高，排放指标远远高于国家标准。技术有优势，当然处理成本也相对高一些。

但我们要选准市场要求，选准处理对象。像一些危害性、毒性较大的废物如化工淤泥、废渣，甚至找不到有效的处理办法。在这些领域，等离子废物处理技术的未来市场更大。”程昌明说。

针对飞灰、电子垃圾等工业危险废物，核西物院已完成处理工艺研究，具备工程样机研发条件。而2019年该院针对含氟有机废液研制的等离子体高温裂解系统，现已完成系统调试实验，交付业主使用。

5、含氟废液等离子体裂解系统

目前，国内疫情方可控制，国外却蔓延迅速。医废处理装置可能会成为明日热需设备。实际上，全国200个大、中城市医疗废物处置能力已经趋于饱和状态。

对于疫情突发地区，医疗废物会激增，地方医废处置中心短期无法满足日产日清要求。未来为了应对像此次新冠疫情一样的突发情况，处置能力的规划必然要超前。“宁可备而不用，不可用而无备”。

医废处理设备规模化生产的社会效益不言而喻，而经济效益上，根据目前危险废物处置费用计算，按照一套20吨/天的等离子体处理系统，投资约5000万元，3年可收回设备投资。

因此，针对医废处理领域，核西物院在上一次被动中止的产业化经验基础上，也在开展相关调研，考虑重新面向市场。

但要实现产业化，核西物院目前还缺乏市场推广方面的人才以及相应资金及配套政策方面的支持。

“这个行业前景十分巨大，我院也将仔细梳理等离子体技术，集中优势团队，抓住机遇，开发不同类型、不同应用场景的医疗废物处置设备，加快产业化进程。”程昌明说。

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