Plasma Arc Gasification (PAG), Abfallbehandlungstechnologie, die eine Kombination aus Elektrizität und hohen Temperaturen verwendet, um Siedlungsabfälle (Müll oder Müll) in verwertbare Nebenprodukte ohne Verbrennung (Verbrennung) umzuwandeln. Obwohl die Technologie manchmal mit der Verbrennung oder Verbrennung von Müll verwechselt wird, verbrennt die Plasmavergasung den Abfall nicht wie Verbrennungsanlagen. Stattdessen wandelt es den organischen Abfall in ein Gas um, das noch seine gesamte chemische und Wärmeenergie enthält, und wandelt den anorganischen Abfall in ein inertes verglastes Glas um, das als Schlacke bezeichnet wird. Der Prozess kann das Abfallaufkommen auf Deponien reduzieren und Strom erzeugen.
Prozess
Beim PAG-Prozess leitet ein Lichtbogenvergaser einen elektrischen Hochspannungsstrom durch zwei Elektroden und erzeugt einen Lichtbogen zwischen ihnen. Inertgas, das unter hohem Druck steht, gelangt dann durch den Lichtbogen in einen versiegelten Behälter (Plasmakonverter genannt) mit Abfallstoffen. Die Temperaturen in der Lichtbogensäule können mehr als 14.000 ° C (25.000 ° F) erreichen, was heißer ist als die Oberfläche der Sonne. Bei solchen Temperaturen wird der größte Teil des Abfalls in Gas umgewandelt, das aus Grundelementen besteht, während komplexe Moleküle in einzelne Atome zerrissen werden.
Die Nebenprodukte der Plasma-Lichtbogenvergasung bestehen aus Folgendem:
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Synthesegas, eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Abfallmaterialien, einschließlich Kunststoffe, enthalten hohe Mengen an Wasserstoff und Kohlenmonoxid, und die Umwandlungsrate dieser Materialien in Synthesegas kann 99 Prozent überschreiten. Bevor das Synthesegas zur Stromversorgung verwendet werden kann, muss es von schädlichen Stoffen wie Chlorwasserstoff gereinigt werden. Nach der Reinigung kann das Synthesegas wie Erdgas verbrannt werden, wobei ein Teil die Plasma-Lichtbogenvergasungsanlage antreibt und der Rest an Versorgungsunternehmen verkauft wird, die es auch hauptsächlich zur Stromerzeugung verwenden.
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Schlacke, ein fester Rückstand, der Obsidian ähnelt, kann von Verunreinigungen wie Schwermetallen wie Quecksilber und Cadmium gereinigt und zu Ziegeln und synthetischem Kies verarbeitet werden.
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Restwärme, die aus dem Prozess stammt und zur Erzeugung von Dampf zur Stromerzeugung genutzt werden kann.
Die Zusammensetzung des Abfallstroms kann die Wirksamkeit des Vergasungsverfahrens beeinflussen. Müll, der reich an anorganischen Materialien wie Metallen und Bauabfällen ist, führt zu weniger Synthesegas, dem wertvollsten Nebenprodukt, und mehr Schlacke. Aus diesem Grund kann es in bestimmten Einstellungen sinnvoll sein, den Abfallstrom vorzusortieren. Wenn Abfall zerkleinert werden kann, bevor er in die Vergasungskammer gelangt, wird die Effizienz des PAG verbessert.
Wirtschaftliche Kosten und Nutzen
PAG scheint ein erhebliches Potenzial für die Reduzierung von Mülldeponien und die Umwandlung von Müll in nützliche Produkte zu bieten. Die Kosten und bestimmte Umweltauswirkungen haben jedoch den Bau von PAG-Anlagen erschwert. Das Vergraben von Müll auf Mülldeponien ist im Vergleich zur Verwendung von PAG zur Reduzierung des dort befindlichen festen Abfalls relativ kostengünstig. (Eine Studie von 2007 über Deponien in Hamilton, Ontario, Kanada, ergab, dass die Kosten für die Kommunen 35 USD pro Tonne für die Abfallbestattung betrugen, verglichen mit 170 USD pro Tonne für die PAG-Verarbeitung.)
In mehreren Ländern werden kleine Anlagen betrieben, um gefährliche Materialien wie chemische Waffen und Verbrennungsasche zu entsorgen. Zu den bemerkenswertesten Versuchsanlagen zählen die Anlagen an der taiwanesischen National Cheng Kung University in Tainan City, in der täglich 3 bis 5 Tonnen (3,3 bis 5,5 Tonnen) Abfall verarbeitet werden, und in Utashinai, Japan, in dem 150 Tonnen (165 kurze Tonnen) pro Tag. In den Vereinigten Staaten und anderen Ländern wurden mehrere groß angelegte Einrichtungen vorgeschlagen. Die Entwicklung größerer Einrichtungen auf kommunaler Ebene hat die Pilotphase jedoch nicht überschritten. Selbst wenn keine großen Anlagen gebaut werden, kann die Technologie laut Befürwortern besonders kostengünstig für den Umgang mit medizinischen und Raffinerieabfällen und Baumaterialien sein, da sie hohe Entsorgungsgebühren für den Betreiber verlangen und ein hohes Maß an Wärme erzeugen, die verwendet werden kann Strom produzieren.
