Αεριοποίηση τόξου πλάσματος (PAG), τεχνολογία επεξεργασίας αποβλήτων που χρησιμοποιεί συνδυασμό ηλεκτρικής ενέργειας και υψηλών θερμοκρασιών για να μετατρέψει τα αστικά απόβλητα (σκουπίδια ή σκουπίδια) σε χρησιμοποιήσιμα υποπροϊόντα χωρίς καύση (καύση). Αν και η τεχνολογία μερικές φορές συγχέεται με την αποτέφρωση ή καύση σκουπιδιών, η αεριοποίηση πλάσματος δεν καίει τα απόβλητα όπως κάνουν οι αποτεφρωτές. Αντ 'αυτού, μετατρέπει τα οργανικά απόβλητα σε αέριο που εξακολουθεί να περιέχει όλη τη χημική και θερμική του ενέργεια και μετατρέπει τα ανόργανα απόβλητα σε αδρανή υαλοποιημένο γυαλί που ονομάζεται σκωρία. Η διαδικασία μπορεί να μειώσει τον όγκο των αποβλήτων που αποστέλλονται σε χώρους υγειονομικής ταφής και να παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
Επεξεργάζομαι, διαδικασία
Στη διαδικασία PAG ένας ηλεκτρικός αεριοποιητής τόξου περνά ένα ηλεκτρικό ρεύμα πολύ υψηλής τάσης μέσω δύο ηλεκτροδίων, δημιουργώντας ένα τόξο μεταξύ τους. Το αδρανές αέριο, το οποίο βρίσκεται υπό υψηλή πίεση, στη συνέχεια διέρχεται μέσω του ηλεκτρικού τόξου σε ένα σφραγισμένο δοχείο (που ονομάζεται μετατροπέας πλάσματος) αποβλήτων υλικών. Οι θερμοκρασίες στη στήλη τόξου μπορούν να φτάσουν πάνω από 14.000 ° C (25.000 ° F), η οποία είναι θερμότερη από την επιφάνεια του Ήλιου. Εκτίθενται σε τέτοιες θερμοκρασίες, τα περισσότερα απόβλητα μετατρέπονται σε αέριο που αποτελείται από βασικά στοιχεία, ενώ σύνθετα μόρια χωρίζονται σε μεμονωμένα άτομα.
Τα υποπροϊόντα της αεριοποίησης τόξου πλάσματος αποτελούνται από τα ακόλουθα:
-
Syngas, το οποίο είναι ένα μείγμα υδρογόνου και μονοξειδίου του άνθρακα. Τα απόβλητα υλικά, συμπεριλαμβανομένων των πλαστικών, περιέχουν υψηλές ποσότητες υδρογόνου και μονοξειδίου του άνθρακα και ο ρυθμός μετατροπής αυτών των υλικών σε syngas μπορεί να υπερβεί το 99%. Προτού χρησιμοποιηθεί το syngas για ενέργεια, πρέπει να καθαριστεί από επιβλαβή υλικά όπως το υδροχλώριο. Μόλις καθαριστεί, το syngas μπορεί να καεί σαν φυσικό αέριο, με ένα μέρος να τροφοδοτεί το εργοστάσιο αεριοποίησης τόξου πλάσματος και το υπόλοιπο να πωλείται σε εταιρείες κοινής ωφέλειας, οι οποίες το χρησιμοποιούν επίσης κυρίως για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
-
Η σκωρία, που είναι ένα στερεό υπόλειμμα που μοιάζει με οψιδιανό, μπορεί να καθαριστεί από μολυσματικές ουσίες, συμπεριλαμβανομένων βαρέων μετάλλων όπως υδραργύρου και καδμίου, και να μετατραπεί σε τούβλα και συνθετικά χαλίκια.
-
Υπολειμματική θερμότητα, η οποία προέρχεται από τη διαδικασία και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ατμού για ηλεκτρική παραγωγή.
Η σύνθεση της ροής αποβλήτων μπορεί να επηρεάσει την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας αεριοποίησης. Τα σκουπίδια με υψηλή περιεκτικότητα σε ανόργανα υλικά, όπως τα μέταλλα και τα απορρίμματα κατασκευών, θα παράγουν λιγότερα syngas, το οποίο είναι το πιο πολύτιμο παραπροϊόν και περισσότερη σκωρία. Για αυτόν τον λόγο, μπορεί να είναι χρήσιμο σε ορισμένες ρυθμίσεις η προεπιλογή της ροής των αποβλήτων. Εάν τα απόβλητα μπορούν να τεμαχιστούν πριν εισέλθουν στον θάλαμο αεριοποίησης, η απόδοση του PAG βελτιώνεται.
Οικονομικό κόστος και όφελος
Το PAG φαίνεται να προσφέρει σημαντικές δυνατότητες για τη μείωση των απορριμμάτων υγειονομικής ταφής και τη μετατροπή των απορριμμάτων σε χρήσιμα προϊόντα. Ωστόσο, το κόστος και ορισμένες συγκεκριμένες περιβαλλοντικές επιπτώσεις έχουν πολύπλοκες προσπάθειες για την κατασκευή εγκαταστάσεων PAG. Η ταφή απορριμμάτων σε χώρους υγειονομικής ταφής παραμένει σχετικά φθηνή σε σύγκριση με τη χρήση PAG για τη μείωση των στερεών αποβλήτων που βρίσκονται εκεί. (Μια μελέτη του 2007 για χώρους υγειονομικής ταφής στο Χάμιλτον του Οντάριο του Καναδά, σημείωσε ότι το κόστος για τους δήμους ήταν 35 $ ανά τόνο για την ταφή απορριμμάτων, σε σύγκριση με 170 $ ανά τόνο για την επεξεργασία PAG.)
Μικρές εγκαταστάσεις λειτουργούν σε πολλές χώρες για την απόρριψη επικίνδυνων υλικών όπως χημικά όπλα και τέφρα αποτεφρωτή. Μεταξύ των πιο αξιοσημείωτων πειραματικών εγκαταστάσεων είναι τα εργοστάσια στο Εθνικό Πανεπιστήμιο Cheng Kung της Ταϊβάν στην πόλη Tainan, το οποίο επεξεργάζεται 3-5 μετρικούς τόνους (3,3–5,5 μικρούς τόνους) αποβλήτων ανά ημέρα, και Utashinai, Ιαπωνία, που επεξεργάζεται 150 μετρικούς τόνους (165 κοντοί τόνοι) ανά ημέρα. Έχουν προταθεί πολλές εγκαταστάσεις μεγάλης κλίμακας στις Ηνωμένες Πολιτείες και σε άλλες χώρες. Ωστόσο, η ανάπτυξη μεγαλύτερων εγκαταστάσεων σε επίπεδο δήμου δεν έχει προχωρήσει πέρα από το πιλοτικό στάδιο. Ακόμα κι αν δεν κατασκευάζονται εγκαταστάσεις μεγάλης κλίμακας, οι υποστηρικτές λένε ότι η τεχνολογία μπορεί να είναι ιδιαίτερα οικονομικά αποδοτική για το χειρισμό ιατρικών και διυλιστηριακών απορριμμάτων και δομικών υλικών, επειδή επιβάλλουν υψηλά τέλη διάθεσης για τον χειριστή και παράγουν υψηλά επίπεδα θερμότητας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για παράγουν ηλεκτρισμό.
