Plazma ívgázosítási hulladékkezelés

Plazma ívgázosítás (PAG), hulladékkezelési technológia, amely az elektromosság és a magas hőmérséklet kombinációját használja a kommunális hulladék (szemét vagy szemét) felhasználható melléktermékekké történő égetés (égetés) nélkül történő átalakításához. Noha a technológiát időnként összekeverik a hulladék égetésével vagy égetésével, a plazma gázosítása nem éget a hulladékot, mint az égetőművek. Ehelyett átalakítja a szerves hulladékot gázzá, amely még mindig tartalmazza az összes kémiai és hőenergiáját, és a szervetlen hulladékot inert üvegesített üvegré, salaknak nevezi. A folyamat csökkentheti a hulladéklerakókba szállított hulladék mennyiségét és villamos energiát termelni.

Folyamat

A PAG-folyamat során egy elektromos ívgázosító nagyon magas feszültségű elektromos áramot vezet át két elektródán, és ezek között ív jön létre. A nagy nyomás alatt álló inert gáz az elektromos ívön áthaladva egy hulladékanyagokból lezárt tartályba (plazma konverternek nevezik). Az ívoszlop hőmérséklete eléri a 14 000 ° C-ot (25 000 ° F), amely melegebb, mint a Nap felszíne. Ilyen hőmérsékleten a hulladék többsége alapelemekből álló gázzá alakul, míg a komplex molekulák egyes atomokká szakadnak szét.

A plazma ívgázosítás melléktermékei a következőkből állnak:

• Széngáz, amely hidrogén és szén-monoxid keveréke. A hulladék anyagok, beleértve a műanyagokat is, nagy mennyiségben tartalmaznak hidrogént és szén-monoxidot, és ezeknek az anyagoknak a gázgá történő átalakulási sebessége meghaladhatja a 99 százalékot. Mielőtt a szintetikus gázt energiához lehet használni, meg kell tisztítani a káros anyagoktól, például a hidrogén-kloridtól. Tisztítás után a szénhidrogéneket el lehet égetni, mint a földgázt, egy részét a plazma ívgázosító üzem táplálására fordítják, a fennmaradó részt pedig közművállalatoknak adják el, amelyek elsősorban villamosenergia-előállításra is használják.

• A salak, amely szilárd maradék, amely az obszidiánra emlékeztet, megtisztítható a szennyeződésektől, beleértve a nehézfémeket, például a higanyt és a kadmiumot, és téglákká és szintetikus kavicsré alakul.

• Maradék hő, amely a folyamatból származik, és felhasználható gőz előállítására az elektromos termeléshez.

A hulladékáram összetétele befolyásolhatja a gázosítási eljárás hatékonyságát. A hulladékban nagy a szervetlen anyagok, például a fémek és az építőipari hulladékok kevesebb szénhidrogént eredményeznek, amely a legértékesebb melléktermék, és több salakot eredményeznek. Ezért egyes beállításoknál érdemes lehet a hulladékáram előzetes választása. Ha a hulladékot apríthatják még a gázképző kamrába való belépés előtt, akkor a PAG hatékonysága javul.

Gazdasági költség és haszon

Úgy tűnik, hogy a PAG jelentős lehetőséget kínál a hulladéklerakók hulladékainak csökkentésére és a hulladék hasznos termékekké történő átalakítására. Ennek költségei és bizonyos környezeti hatások azonban bonyolult erőfeszítéseket tesznek a PAG létesítmények építésére. A szemét eltemetése a hulladéklerakókban továbbra is viszonylag olcsó, összehasonlítva a PAG használatával az ott található szilárd hulladék csökkentésére. (A kanadai Ontario állambeli Hamiltoni hulladéklerakókról szóló 2007. évi tanulmány rámutatott, hogy az önkormányzatok költsége tonnánként 35 dollár volt a hulladék eltemetésekor, szemben a tonnánkénti 170 dollárral a PAG feldolgozásakor.)

Több országban kis létesítmények működnek veszélyes anyagok, például vegyi fegyverek és égetőhamu ártalmatlanítására. A legfigyelemreméltóbb kísérleti létesítmények között találhatók a tajvani tajvani nemzeti Cheng Kung Egyetem talajvárosai, amelyek napi 3–5 tonna (3,3–5,5 rövid tonna) hulladékot dolgoznak fel, valamint az japán Utashinai, amely 150 tonnát (165 rövid tonna) naponta. Számos nagyszabású létesítményt javasoltak az Egyesült Államokban és más országokban; A nagyobb, önkormányzati szintű létesítmények fejlesztése azonban nem haladt előre a kísérleti szakaszban. Még ha nagyléptékű létesítményeket sem építenek, az érdekképviselők szerint a technológia különösen költséghatékony lehet az orvosi és finomítói hulladékok és az építőanyagok kezelésében, mivel ezek magas kezelési díjat írnak elő az üzemeltető számára, és magas hőt termelnek, amely felhasználható villamos energiát termelni.