Plazmové obloukové zplyňování (PAG), technologie zpracování odpadu, která využívá kombinaci elektřiny a vysokých teplot k přeměně komunálního odpadu (odpad nebo odpad) na použitelné vedlejší produkty bez spalování (spalování). Ačkoli je tato technologie někdy zaměňována se spalováním nebo spalováním odpadků, plazmové zplyňování odpad nespaluje jako spalovny. Místo toho přeměňuje organický odpad na plyn, který stále obsahuje veškerou jeho chemickou a tepelnou energii a přeměňuje anorganický odpad na inertní vitrifikované sklo zvané struska. Tento proces může snížit objem odpadu odesílaného na skládky a vyrábět elektřinu.
Proces
V procesu PAG elektrický obloukový zplyňovač prochází velmi vysokým napětím přes dvě elektrody a vytváří mezi nimi oblouk. Inertní plyn, který je pod vysokým tlakem, pak prochází elektrickým obloukem do uzavřené nádoby (nazývané plazmový konvertor) odpadních materiálů. Teplota ve sloupci oblouku může dosáhnout více než 14 000 ° C (25 000 ° F), což je teplejší než povrch Slunce. Při těchto teplotách je většina odpadu přeměněna na plyn sestávající ze základních prvků, zatímco komplexní molekuly jsou roztrženy na jednotlivé atomy.
Vedlejší produkty zplyňování plazmatickým obloukem se skládají z:
-
Syngas, což je směs vodíku a oxidu uhelnatého. Odpadní materiály, včetně plastů, obsahují velké množství vodíku a oxidu uhelnatého a míra konverze těchto materiálů na syngas může překročit 99 procent. Před použitím syngasu k napájení musí být očištěn od škodlivých materiálů, jako je chlorovodík. Jakmile je syngas vyčištěn, může být spálen jako zemní plyn, přičemž část bude pohánět zařízení na zplyňování plazmatického oblouku a zbytek bude prodáván společnostem zabývajícím se spotřebou energie, které jej také používají primárně k výrobě elektřiny.
-
Struska, která je pevným zbytkem připomínajícím obsidián, může být očištěna od nečistot, včetně těžkých kovů, jako je rtuť a kadmium, a může být zpracována na cihly a syntetický štěrk.
-
Zbytkové teplo, které vychází z procesu a může být použito k výrobě páry pro elektrickou výrobu.
Složení proudu odpadu může ovlivnit účinnost postupu zplyňování. Odpadky s vysokým obsahem anorganických materiálů, jako jsou kovy a stavební odpad, přinesou méně syngasu, což je nejcennější vedlejší produkt, a více strusky. Z tohoto důvodu může být užitečné v určitých nastaveních předělit tok odpadu. Pokud může být odpad rozdrcen před vstupem do zplyňovací komory, je účinnost PAG zlepšena.
Ekonomické náklady a přínosy
Zdá se, že PAG nabízí značný potenciál pro snížení odpadu na skládkách a přeměnu odpadu na užitečné produkty. Jeho náklady a nejistý dopad na životní prostředí však komplikují úsilí o vybudování zařízení PAG. Pohřbení odpadu na skládkách zůstává relativně levné ve srovnání s použitím PAG ke snížení pevného odpadu, který se v něm nachází. (Studie skládek v kanadském Hamiltonu v Ontariu z roku 2007 uvedla, že náklady na obcemi činily 35 $ za tunu za pohřeb odpadu, ve srovnání se 170 $ za tunu za zpracování PAG.)
Malá zařízení fungují v několika zemích k likvidaci nebezpečných materiálů, jako jsou chemické zbraně a popel ze spaloven. Mezi nejvýznamnější experimentální zařízení patří rostliny na tchajwanské národní univerzitě Cheng Kung v Tainan City, které zpracovávají denně 3–5 metrických tun (3,3–5,5 krátkých tun) odpadu, a Utashinai v Japonsku, které zpracovává 150 metrických tun (165 krátkých tun) denně. Ve Spojených státech a dalších zemích bylo navrženo několik velkých zařízení; rozvoj větších zařízení na komunální úrovni však nepokročil za pilotní fázi. I když nejsou vybudována rozsáhlá zařízení, zastánci tvrdí, že tato technologie může být zvláště nákladově efektivní při nakládání s lékařským a rafinérským odpadem a stavebními materiály, protože provozovateli ukládají vysoké poplatky za likvidaci a produkují vysokou úroveň tepla, které lze použít k vyrábět elektřinu.
