Plasmakaaregaasijäätmete töötlemine

Plasmakaargaasistamine (PAG), jäätmetöötlustehnoloogia, mis kasutab elektrienergia ja kõrgete temperatuuride kombinatsiooni olmejäätmete (prügi või prügi) muutmiseks kasutatavateks kõrvalsaadusteks ilma põlemise (põletamise)ta. Ehkki seda tehnoloogiat segatakse mõnikord prügikastide põletamise või põletamisega, ei põle plasma gaasistamine jäätmeid, nagu seda teevad põletusahjud. Selle asemel muundab see orgaanilised jäätmed gaasiks, mis sisaldab endiselt kogu nende keemilist ja soojusenergiat, ning teisendab anorgaanilised jäätmed inertsesse klaasistatud klaasisse, mida nimetatakse räbuks. Protsess võib vähendada prügilatesse saadetavate jäätmete mahtu ja elektrienergiat.

Protsess

PAG-protsessis läbib elektriline kaaregaasija kahe elektroodi kaudu väga kõrgepinge elektrivoolu, luues nende vahel kaare. Inertsne gaas, mis on kõrge rõhu all, suundub seejärel läbi elektrikaare jäätmematerjalide suletud mahutisse (nimetatakse plasmamuunduriks). Temperatuur kaarekolonnis võib ulatuda üle 14 000 ° C (25 000 ° F), mis on kuumem kui Päikese pind. Selliste temperatuuride mõjul muundatakse suurem osa jäätmetest põhielementidest koosnevaks gaasiks, samas kui keerulised molekulid lõhustatakse üksikuteks aatomiteks.

Plasmakaare gaasistamise kõrvalsaadused koosnevad järgmisest:

• Süngaas, mis on vesiniku ja vingugaasi segu. Jäätmematerjalid, sealhulgas plastid, sisaldavad suures koguses vesinikku ja süsinikmonooksiidi ning nende materjalide muundamise määr süngaasiks võib ületada 99 protsenti. Enne süngaasi kasutamist energia saamiseks tuleb see puhastada kahjulikest materjalidest, näiteks vesinikkloriidist. Pärast puhastamist võib sünteesgaasi põletada nagu maagaasi, kusjuures osa läheb plasmakaargaasistamise seadme toiteks ja ülejäänud osa müüakse kommunaalettevõtetele, kes kasutavad seda ka peamiselt elektrienergia tootmiseks.

• Räbu, mis on obsidiaani meenutav tahke jääk, saab puhastada saasteainetest, sealhulgas raskemetallidest, nagu elavhõbe ja kaadmium, ning töödelda tellisteks ja sünteetiliseks kruusaks.

• Protsessist eralduv jääksoojus, mida saab kasutada elektritootmiseks auru tootmiseks.

Jäätmevoo koostis võib mõjutada gaasistamisprotseduuri tõhusust. Anorgaaniliste materjalide, näiteks metallide ja ehitusjäätmete sisaldusega prügist eraldub vähem süngaasi, mis on kõige väärtuslikum kõrvalsaadus, ja rohkem räbu. Sel põhjusel võib teatavates seadetes olla mõttekas jäätmevoogu eelistada. Kui jäätmeid saab enne gaasistamiskambrisse sisenemist hakkida, paraneb PAG-i efektiivsus.

Majanduslik kulu ja kasu

Näib, et PAG pakub märkimisväärset potentsiaali prügila jäätmete vähendamiseks ja prügi muutmiseks kasulikuks tooteks. Kuid selle kulud ja teatav keskkonnamõju on PAG-i rajatiste ehitamiseks keerulised. Prügi matmine prügilatesse on suhteliselt odav võrreldes PAG-i kasutamisega seal leiduvate tahkete jäätmete vähendamiseks. (Kanadas Ontario osariigis Hamiltonis asuvate prügilate 2007. aasta uuringus märgiti, et omavalitsuste kulud olid jäätmete matmise korral 35 dollarit tonni kohta, PAG-de töötlemise korral 170 dollarit tonni kohta.)

Mitmes riigis tegutsevad väikesed rajatised ohtlike materjalide, näiteks keemiarelvade ja tuhapõletusjäätmete kõrvaldamiseks. Kõige tähelepanuväärsemad katseseadmed on Tainani linna Taiwani Riikliku Cheng Kungi ülikooli tehased, mis töötlevad päevas 3–5 tonni (3,3–5,5 lühikest tonni) jäätmeid, ja Jaapanis asuv Utashinai, mis töötleb 150 tonni (165 lühikest tonni) päevas. USA-s ja teistes riikides on tehtud ettepanek mitmete suuremahuliste rajatiste kohta; Suuremate munitsipaaltasandil olevate rajatiste väljaarendamine ei ole katseetapist siiski kaugemale jõudnud. Isegi kui suuremahulisi rajatisi ei ehitata, võivad propageerijad öelda, et tehnoloogia võib olla eriti kulutõhus meditsiiniliste ja rafineerimistehaste jäätmete ja ehitusmaterjalide käitlemisel, kuna need nõuavad operaatorile suuri kõrvaldamistasusid ja tekitavad suurt soojust, mida saab kasutada toota elektrit.