Plazmas loka gazifikācijas atkritumu apstrāde

Plazmas loka gazifikācija (PAG), atkritumu apstrādes tehnoloģija, kas izmanto elektrības un augstas temperatūras kombināciju, lai pārvērstu sadzīves atkritumus (atkritumus vai miskastes) par izmantojamiem blakusproduktiem bez sadedzināšanas (sadedzināšanas). Kaut arī tehnoloģija dažreiz tiek sajaukta ar atkritumu sadedzināšanu vai sadedzināšanu, plazmas gazifikācija nededzina atkritumus, kā to dara sadedzināšanas krāsnis. Tā vietā tas organiskos atkritumus pārvērš gāzē, kas joprojām satur visu to ķīmisko un siltumenerģiju, un neorganiskos atkritumus pārvērš inertā stiklotā stiklā, ko sauc par izdedžiem. Process var samazināt atkritumu daudzumu, kas tiek nosūtīts uz poligoniem un rada elektrību.

Process

PAG procesā elektriskais loka gazificētājs caur diviem elektrodiem izvada ļoti augsta sprieguma elektrisko strāvu, izveidojot loku starp tiem. Inerta gāze, kas atrodas zem augsta spiediena, pēc tam caur elektrisko loka nonāk noslēgtā konteinerā (ko sauc par plazmas pārveidotāju) no atkritumu materiāliem. Temperatūra loka kolonnā var sasniegt vairāk nekā 14 000 ° C (25 000 ° F), kas ir karstāka nekā Saules virsma. Pakļaujot šādai temperatūrai, vairums atkritumu tiek pārveidoti gāzē, kas sastāv no pamata elementiem, bet sarežģītās molekulas tiek sadalītas atsevišķos atomos.

Plazmas loka gazifikācijas blakusprodukti sastāv no:

• Syngas, kas ir ūdeņraža un oglekļa monoksīda maisījums. Atkritumu materiāli, ieskaitot plastmasu, satur lielu daudzumu ūdeņraža un oglekļa monoksīda, un šo materiālu pārvēršanas ātrums singazēs var pārsniegt 99 procentus. Pirms singāzes var izmantot enerģijas iegūšanai, tā jāattīra no kaitīgiem materiāliem, piemēram, ūdeņraža hlorīda. Pēc attīrīšanas singasu var sadedzināt tāpat kā dabasgāzi, daļu izmantojot plazmas loka gazifikācijas iekārtai, bet pārējo pārdod komunālo pakalpojumu uzņēmumiem, kuri to galvenokārt izmanto arī elektrības ražošanai.

• Sārņus, kas ir ciets atlikums, kas atgādina obsidiānu, var notīrīt no sārņiem, ieskaitot smagos metālus, piemēram, dzīvsudrabu un kadmiju, un pārstrādāt ķieģeļos un sintētiskajā grants.

• Atlikušais siltums, kas rodas procesa laikā un ko var izmantot tvaika ražošanai elektrības ražošanai.

Atkritumu plūsmas sastāvs var ietekmēt gazifikācijas procedūras efektivitāti. Atkritumi, kas satur daudz neorganisko materiālu, piemēram, metālus un celtniecības atkritumus, radīs mazāk singas, kas ir visvērtīgākais blakusprodukts, un vairāk izdedžu. Šī iemesla dēļ dažos iestatījumos var būt vērts iepriekš sagatavot atkritumu plūsmu. Ja atkritumus var sasmalcināt, pirms tie nonāk gazifikācijas kamerā, PAG efektivitāte tiek uzlabota.

Ekonomiskās izmaksas un ieguvumi

Šķiet, ka PAG piedāvā ievērojamu potenciālu atkritumu poligonu samazināšanai un atkritumu pārvēršanai noderīgos produktos. Tomēr tā izmaksas un nenoteiktā ietekme uz vidi ir sarežăīti centieni būvēt PAG iekārtas. Atkritumu apglabāšana poligonos joprojām ir salīdzinoši lēta salīdzinājumā ar PAG izmantošanu, lai samazinātu tajos esošo cieto atkritumu daudzumu. (2007. gada pētījumā par atkritumu izgāztuvēm Hamiltonā, Ontario, Kanādā, tika atzīmēts, ka izmaksas pašvaldībām bija 35 USD par tonnu atkritumu apglabāšanai, salīdzinot ar 170 USD par tonnu PAG pārstrādei.)

Vairākās valstīs darbojas nelielas iekārtas, lai iznīcinātu bīstamus materiālus, piemēram, ķīmiskos ieročus un sadedzināšanas krāsns pelnus. Starp ievērojamākajiem eksperimentālajiem objektiem var minēt Taivānas Nacionālās Čengas Kungas universitātes Tainanas pilsētā ražotnes, kas dienā apstrādā 3–5 metriskās tonnas (3,3–5,5 īsās tonnas) atkritumu, un Utashinai, Japāna, kas apstrādā 150 metriskās tonnas (165 īsās tonnas) dienā. Amerikas Savienotajās Valstīs un citās valstīs ir ierosināti vairāki liela mēroga objekti; tomēr lielāka izmēra, pašvaldības līmeņa iestāžu attīstība nav sasniegusi izmēģinājuma posmu. Pat ja liela mēroga iekārtas netiek būvētas, aizstāvji apgalvo, ka šī tehnoloģija var būt īpaši rentabla, apstrādājot medicīnas un rafinēšanas atkritumu un celtniecības materiālus, jo tās operatoram prasa lielas nodevas un rada lielu siltuma daudzumu, ko var izmantot ražot elektrību.