گاز سازی پلاسما

گازسازی پلاسما
تکنولوژی پلاسما برای سالیان طولانی برای تصفیه پسماندهای خطرناک و خاکستر زباله سوز و تبدیل آنها به یک سرباره شیشه ای و پایدار کاربرد داشته است.
در این سیستم گاز یونیزه شده متشکل از هوا، اکسیژن یا ارگون یا ترکیبی از آنها با حرارت حدود ۷۰۰۰ درجه فارنهایت که بوسیله جریان الکتریسیته گرم شده اند به بدنه پسماند تزریق می شود. این فرایند غالباً در یک راکتور بسته و تحت فشار انجام می شود. میزان اکسیژن دمیده شده در پسماند برای تنظیم نرخ گازی شدن کنترل می شود. این گاز با حرارت بالا باعث ذوب شدن مواد غیر آلی شده و آنها را به یک سرباره غیرخطرناک تبدیل می کند. در شکل زیر شمای کلی فرآیند پلاسما برای تولید انرژی از پسماند را مشاهده می کنید.

شمای کلی استفاده از تکنولوژی پلاسما برای تولید انرژی

مشعل های پلاسما به طور کلی به دو نوع تقسیم می شوند: مشعل های انتقالی و مشعل های غیر انتقالی . در مشعل های انتقالی اختلاف پتانسیل الکتریکی بین شمع و بدنه راکتور باعث پرش الکتریکی می شود در حالیکه در مشعل های غیر انتقالی این اختلاف پتانسیل در سر شمع بوجود می آید. دو روش کلی برای طراحی راکتورهای پلاسما وجود دارد:
یک مورد روشی است که مورد استفاده دو شرکت هیتاچی متالز و وستینگهاوس قرار گرفته است. در این روش اکسیژن یا هوا با فشار متوسط از یک مشعل پلاسمای غیر انتقالی که با آب خنک می شود در خارج راکتور عبور می کند و سپس به داخل راکتور هدایت می شود.
روش طراحی دوم، قراردادن مشعل ها در داخل راکتور است. هوای داغ یا از خود مشعل خارج می شود یا اینکه در اثر ایجاد قوس الکتریکی در داخل راکتور گرم می شود. در طراحی دیگری مشعل در مسیر ورود پسماند به راکتور و در مسیر بازچرخش پسماند به راکتور قرار دارد. گاز مصنوعی تولید شده در راکتور می تواند بلافاصله سوزانده شود یا اینکه ابتدا مورد تصفیه قرار بگیرد.
سیستم های فعلی با ظرفیت ۸۳ تن در روز در حال کار است درحالیکه اجزای خرد شده اتومبیل همراه با پسماند خشک به عنوان مواد ورودی به کار می روند. ظرفیت سیستم می تواند با نصب سیستم های موازی افزایش یابد. همینطور حداقل ظرفیت حرارتی برای ورودی یک سیستم خودکفا بیش از ۱۰۰۰ کیلوژول بر کیلوگرم گزارش شده است.
به دلیل حرارت بالای موجود در راکتور پلاسما تبدیل کربن آلی با راندمان حدود ۱۰۰ درصد صورت می گیرد، همینطور حرارت بالای راکتور باعث ذوب کامل مواد غیر آلی شده و در نتیجه خاکستر کاملاً پایداری را پدید می آورد. در مورد انتشار گاز به محیط آنچه در مورد تکنولوژی های گازی کردن و پیرولیز حاکم است در این جا صدق می کند.