Math Science Chemistry Economics Biology News Search
In ultimii 20 de ani, poluare mediului nu mai este doar rezultatul unor cauze naturale, cum ar fi eruptiile volcanic, dar majoritatea provin din deseuri nocive ale activitatii umane. Exista doua tipuri de poluanti: biodegradabili - care poate fi degradati de factori biologici, dar si acestia devin o problema doarece se aduna mai repede decat se descompun; non-degradabili - care nu pot fi degradati de factori naturali sau procesul de degradare se desfasoara pe o perioda indelungata de timp.
Sistemul de conversie cu plasma, transforma (nu arde) orice tip de deseu, lichid,solid sau gaz, intr-un gaz numit Plasma Converted Gas (PCG).
Sistemul respecta toate normele Europene privind poluarea si in termeni de intretinere, costurile sunt mult mai mici fata de orice tip de tehnologie existena care arde deseuri.
Plasma, a patra forma a materiei, este un gaz care a fost ionizat, pentru ca gazul sa fie o sursa de energie. Plasma se descarcă în convertor printr-un arc continuu luminişcent care generează energii ce pot produce temperaturi de pană la 16648,8 °C.
Când deşeurile sunt supuse acestei energii intense din interiorul convertorului, excitaţia la nivel molecular este atât de mare incat produce temperaturi de pană la 16648,8 °C.
Când deşeurile.
Convertorul de plasma este un sistem extrem de robust, computerizat integral, usor de folosit care operează la presiuni atmosferice normale, foarte sigur si fără zgomot. Este foarte important de ştiut că nu este vorba despre incinerare ci de descompunere si disociere, la nivel molecular.(fig.3)
Sistemul de bază al unui convertor cu plasmă este format din:
- alimentarea cu deşeuri (pre-tratament),
- cilindrul în care se produce piroliza,
- sistemul de filtrare (Syngas),
- staţia de control computerizată,
- alimentarea cu energie (producerea de energie)(fig.2).
Disociere moleculara
Disocierea moleculara nu este ceva asemanator cu vaporizarea, ci seamana mai mult cu dezintegrarea.
Cand o substanta este supusa disocierii moleculara, nu isi schimba doar starea ci se dezintegreaza.
In acest moment, nu mai este ‘o substanta`, tot ce a ramas fiind atomi componenti si molecule decimate.
Moleculele se descompun intr-un process numit disociere moleculara. Cand moleculele sunt supuse la energii intense(torta de plasma) legaturile care tin moleculele intre ele devin excitate si se rup. Ceea ce ramane sunt elementele componete ale moleculelor. Din substante periculoase precum cianura, de exemplu, ramai cu atomi de carbon si nitrogen. (fig.3).
Compusii organici sunt volatilizati si transformati intr-un gaz sintetic (syngas) care daca este curatat cum trebuie poate fi folosit ca o sursa de combustibil.
Compusi anorganici sunt topiti si convertiti intr-o substanta precum sticla (vitrificata) care contine metal pe langa alte substante anorganice (zgura).
Un pas important al sistemului de conversie cu plasma este tratarea compusului gazos in urmatoarele etape tehnologice (fig.4,5):
- Separatorul Cyclon la temperaturi mari pentru indepărtarea particulelor: pasul iniţial pentru tratarea gazului este racirea gazului de la aproximativ 1000 °C pana la 650 °C prin injecţia directă a apei cu un sistem de pulverizare conventional. Ciclonul indeparteaza particulele solide care sunt adunate si returnate in cilindrul cu plasma
- Quench (racirea gazului cu recuperarea căldurii): gazul este pulverizat printr-un uscător pentru a-şi reduce rapid temperatura de la 650 °C la 120 °C.
- Cartuşul de colectare pentru eliminarea particulelor: după ce a trecut de Quench, gazul este suflat în cartuşul pulsator care adună praful cu un sistem de încălzire a gazului pentru a preveni condensarea. Aceasta unitate este capabila sa trimita inapoi particule solidificare pentru a fi reprocesate in cilindrul de plasma
- Reducerea catalitică selectivă pentru a înlătura NOx (NO monoxidul de azot, NO2 bioxidul de azot)-SCR (Reducere Catalitica Selectiva): după iesirea din colectorul de praf, gazul este reîncălzit la aproximativ 310 °C pentru a fi filtrat catalitic de NOx unde hidrogenul prezent în gaz reacţionează cu NOx pentru a forma nitrogen atmosferic si apă.
- Coloana de curăţare pentru a inlătura acizii si metalele volatile (mercur, arsenic, seleniu) dupa iesirea din reducerea catalitica selectiva. Apa reziduală de cele mai multe ori nu necesită alte filtrări şi tratări înainte de a se scurge la canalul de colectare. Aproape 75% din metalul topit are se recicleza dupa ce a fost filtrat de sistem.
Principalul produs al Convertorului cu Plasma este PCG- Plasma Converted Gas; este un gaz sintetic ce poate fi folosit ca resursă chimică pentru a produce polimeri si alte produse chimice. Mai poate fi folosit ca şi combustibil curat pentru a produce: electricitate pentru sistemele de incălzire şi răcire, apă potabilă curată şi pentru a alimenta pile de combustie astfel scăzând consumul de combustibili fosili. Gazul, după fabricare, poate fi îmbuteliat sau transportat prin conducte, în funcţie de necesităţi.
Principalele aspecte ale procesului care pot recomanda conversia cu plasma a deseurilor catre energie, ca un sistem verde, sunt:
- deseurile periculoase (solide, lichide, depuneri în amestec cu nămol), pot fi procesate ieftin şi sigur, fără a elimina gaze poluante şi reziduri
- sistemul poate genera o remediere a terenurilor infestate cu diferite substanţe, pentru a deveni locuri propice pentru constructia de locuinţe
- reducerea volumetrică pentru majoritatea deşeurilor solide este de aproximativ 300 la 1
- tot ce produce PCS este perfect biodegradabil
- sistemul este controlat prin calculator,este uşor de utilizat şi funcţionează la o presiune atmosferică normală in condiţii de siguranţă şi fără zgomot.
În acest sistem este inclus şi filtrul de separare al hidrogenului din PCG, sistemul Plasma Cell, hidrogen care poate fi folosit la producerea de energie electrică (fig.6), cu ajutorul unui generator de maxim 1,5MW care va functiona doar la jumătate din capacitate pentru ai prelungi durata de viată. Deasemenea, gazul rezultat se poate folosi la producerea de Etanol.
Practic, Convertorul pe baza de Plasma transforma deseurile industriale si municipale in Energie Verde, Apa Pura si Electricitate.
Bibliography
- Electronics For You (www.efymag.com), February 2009
- Circeo, Louis, Ph.d. The Pyrolysis of Municipal Solid Waste as a Source of Renewable Energy Using Plasma Arc Technology. Presentation to the Renewable Energy Roundtable, Saint Petersburg Meeting of Nobel Prize Winners, Russian Academy of Sciences. June 16-21, 2003;
- Circeo, Louis. Plasma Processing of MSW at Fossil Fuel Power Plants. Georgia Tech Research Institute.
- Environmental Energy Resources, Ltd.
- www.eer-pgm.com
- Geoplasma LLC Responses to Questionnaire for Conversion Technology Suppliers. Los Angeles County Solid Waste Management Committee;
Iconography
|
|
| Politehnica University, Bucharest, Romania |
| Mihai-Adrian Sopronyi |
