Gazy plazmowe (PAG), technologia przetwarzania odpadów, która wykorzystuje połączenie energii elektrycznej i wysokich temperatur do przekształcania odpadów komunalnych (śmieci lub śmieci) w użyteczne produkty uboczne bez spalania (spalania). Chociaż technologia ta jest czasami mylona ze spalaniem lub spalaniem śmieci, zgazowanie plazmowe nie powoduje spalania odpadów, tak jak spalarnie. Zamiast tego przekształca odpady organiczne w gaz, który wciąż zawiera całą energię chemiczną i cieplną, i przekształca odpady nieorganiczne w obojętne zeszklone szkło nazywane żużlem. Proces ten może zmniejszyć ilość odpadów wysyłanych na składowiska i wytwarzać energię elektryczną.
Proces
W procesie PAG gazyfikator elektryczny przepuszcza prąd elektryczny o bardzo wysokim napięciu przez dwie elektrody, tworząc łuk między nimi. Gaz obojętny, który jest pod wysokim ciśnieniem, przechodzi następnie przez łuk elektryczny do szczelnego pojemnika (zwanego konwerterem plazmy) odpadów. Temperatury w kolumnie łukowej mogą osiągać ponad 14 000 ° C (25 000 ° F), co jest gorętsze niż powierzchnia Słońca. Pod wpływem takich temperatur większość odpadów jest przekształcana w gaz składający się z podstawowych pierwiastków, a złożone cząsteczki są rozrywane na pojedyncze atomy.
Produkty uboczne zgazowania łuku plazmowego obejmują:
-
Gaz syntezowy, który jest mieszaniną wodoru i tlenku węgla. Materiały odpadowe, w tym tworzywa sztuczne, zawierają duże ilości wodoru i tlenku węgla, a współczynnik konwersji tych materiałów w gaz syntezowy może przekraczać 99 procent. Zanim gaz syntezowy będzie mógł być wykorzystywany do zasilania, musi zostać oczyszczony ze szkodliwych materiałów, takich jak chlorowodór. Po oczyszczeniu gaz syntezowy można spalać jak gaz ziemny, przy czym część będzie zasilać instalację do zgazowania łuku plazmowego, a pozostała część będzie sprzedawana przedsiębiorstwom użyteczności publicznej, które również wykorzystują go przede wszystkim do produkcji energii elektrycznej.
-
Żużel, który jest stałą pozostałością przypominającą obsydian, można oczyścić z zanieczyszczeń, w tym metali ciężkich, takich jak rtęć i kadm, i przetworzyć na cegły i żwir syntetyczny.
-
Ciepło resztkowe, które pochodzi z procesu i można je wykorzystać do wytworzenia pary do wytwarzania energii elektrycznej.
Skład strumienia odpadów może wpływać na skuteczność procedury zgazowania. Śmieci bogate w materiały nieorganiczne, takie jak metale i odpady budowlane, przyniosą mniej gazu syntezowego, który jest najcenniejszym produktem ubocznym, i więcej żużla. Z tego powodu może być opłacalne w niektórych ustawieniach przesyłać strumień odpadów. Jeśli odpady mogą zostać rozdrobnione przed wejściem do komory zgazowania, poprawia się wydajność PAG.
Koszty ekonomiczne i korzyści
Wydaje się, że PAG oferuje znaczny potencjał w zakresie zmniejszania ilości odpadów na wysypiskach i przekształcania śmieci w użyteczne produkty. Jednak jego koszty i niepewny wpływ na środowisko skomplikowały wysiłki związane z budową obiektów PAG. Zakopywanie śmieci na wysypiskach śmieci jest stosunkowo niedrogie w porównaniu z zastosowaniem PAG w celu zmniejszenia ilości odpadów stałych, które się tam znajdują. (W badaniu z 2007 r. Dotyczącym składowisk odpadów w Hamilton, Ontario, Kanada zauważono, że koszty ponoszone przez gminy wynosiły 35 USD za tonę w przypadku zakopywania odpadów, w porównaniu do 170 USD za tonę w przypadku przetwarzania PAG).
Małe zakłady działają w kilku krajach w celu pozbywania się niebezpiecznych materiałów, takich jak broń chemiczna i popiół ze spalarni. Do najbardziej znanych obiektów eksperymentalnych należą zakłady na tajwańskim National Cheng Kung University w Tainan City, które przetwarzają 3–5 ton metrycznych (3,3–5,5 ton) odpadów dziennie, oraz Utashinai, Japonia, które przetwarzają 150 ton metrycznych (165 krótkich ton) dziennie. Kilka dużych obiektów zostało zaproponowanych w Stanach Zjednoczonych i innych krajach; jednakże rozwój większych obiektów na poziomie gmin nie przeszedł przez etap pilotażowy. Nawet jeśli nie zbudowano dużych obiektów, zwolennicy twierdzą, że technologia ta może być szczególnie opłacalna przy przetwarzaniu odpadów medycznych i rafineryjnych oraz materiałów budowlanych, ponieważ wiążą się z wysokimi opłatami za utylizację dla operatora i wytwarzają wysokie poziomy ciepła, które można wykorzystać do produkować energię elektryczną.
