Simplificat, convertorul cu plasma nu reprezinta nimic mai mult decat un arzator cu plasma aplicat asupra deseurilor.
Un arzator cu plasma foloseste gaz si electrozi puternici pentru a crea plasma, adica gaz ionizat. Uneori aceasta este numita a patra stare de agregare. In natura putem vedea plasma in fulgere.
Temperaturile la care poate ajunge un arzator cu plasma pot fi mai mari decat cele de la suprafata soarelui (peste 6000 de grade Celsius). La aceste temperaturi, deseurile nu au nici o sansa. Moleculele sunt descompuse intr-un proces numit disociere moleculara. Cand moleculele sunt expuse la energie intensa (cum ar fi cea generata de un arzator cu plasma), legaturile moleculare ce tin legaturile chimice ale moleculelor devin excitate si se rup. Ce ramane sunt componentele elementare ale moleculelor. Cianura, de exemplu, se va descompune in atomi de carbon si azot.
Moleculele organice (cele pe baza de carbon) se volatilizeaza, sau, se transforma in gaz. Acest gaz sintetic (Syngas) poate fi folosit ca sursa de combustibil daca este curatat corespunzator.
Compusii anorganici se topesc si se vitrifica, sau, se transforma intr-o substanta dura, sticloasa, similara la aspect si greutate cu obsidianul. Metalele se topesc si se combina cu restul materiei anorganice formand zgura.
Spre deosebire de incineratoare, care folosesc combustia pentru a descompune deseurile, in procesul de gazificare nu are loc ardere, sau oxidare. Caldura convertoarelor cu plasma creeaza piroliza, un process prin care materia organica se descompune. Arzatoarele cu plasma pot functiona in compartimente inchise, fara ventilatie. Combustia are nevoie de oxidare, piroliza nu.
Convertoarele de deseuri cu plasma pot procesa aproape orice tip de deseu, inclusiv deseuri greu de tratat prin metode traditionale. Poate procesa deseuri medicale sau deseuri contaminate chimic, in urma procesului ramanand doar gaze si topitura. Singurele deseuri care nu pot fi procesate in convertorul cu plasma sunt materialele grele radioactive utilizate sub forma de bare in reactoarele nucleare. Exista posibilitatea ca, supuse la arzatoarele cu plasma, aceste bare sa explodeze.
Produse finale ale procesarii in convertorul cu plasma.
Produsele finale constau in 3 tipuri principale: gaz sintetic (syngas), topitura si caldura. Sa privim fiecare din cele 3 in detaliu.
Gazul sintetic este o combinatie de mai multe gaze dar cea mai mare proportie a acestuia o constau hidrogenul si monoxidul de carbon. Poate fi folosit ca sursa de energie si unele instalatii il folosesc pentru a crea electricitate pentru consumul propriu si vanzarea excesului in reteaua locala/nationala de electrificare. Deseurile contin multa energie potentiala iar procesul de gazificare le permite inginerilor sa transforme aceasta energie potentiala in energie electrica.
Cat gaz (si implicit energie electrica) genereaza convertorul cu plasma?
Aceasta depinde de deseurile care sunt introduse in camera de „ardere”. Daca deseurile contin mult material pe baza de carbon (deseuri organice), atunci se va obtine mult gaz. Deseurile ce au in compozitie mult material anorganic nu vor produce la fel de mult gaz. Din acest motiv, unele astfel de instalatii practica sortarea deseurilor inainte ca acestea sa ajunga in sistem.
Materia topita scursa din camera de piroliza.
Acest produs solid al procesului de gazificare este numit topitura. Greutatea si volumul metrialului original scad dramatic. Greutatea zgurei este aproximativ 20% din cea a materialelor initiale, volumul topiturii este aproximativ 5% din cel al materialului initial.
Topitura poate lua diverse forme in functie de metoda de racire folosita.
Daca este racita cu aer, formeaza pietre negre, sticloase ce semana cu obsidianul si pot fi folosite in beton sau asfalt. Zgura topita poate fi turnata in forme si apoi racita creeindu-se astfel materiale de constructii prefabricate.
Daca se foloseste o suflanta cu aer comprimat prin fluxul de topitura la curgerea acesteia se obtine vata minerala. Acest produs este de doua ori mai eficient la izolatii termice decat vata de sticla. Acest material este de asemenea mai usor decat apa si foarte absorbant, motiv pentru care poate fi folosit la decontaminarea apei de produse petroliere.
Caldura creeata in proces poate fi recuperata prin incalzirea apei si utilizarea aburului in turbine cu abur pentru generare de energie electrica.
Gazele generate sunt de asemenea folosite in turbine cu gaz, dupa o curatare prealabila a acestora in filtre speciale. Emisiile de poluanti in atmosfera sunt estimate a fi sub 20% din maximul permis la ora actuala de catre legislatia europeana in vigoare.
In concluzie, aceasta metoda de procesare a deseurilor este de departe cea mai avantajoasa. Necesita un spatiu mult mai mic decat rampele de depozitare deseuri, produce energie electrica si produse secundare ce pot fi valorificate, are emisii de gaze inerte, polueaza mult mai putin decat incineratoarele de deseuri.
Totusi, in ideea de management durabil al resurselor, aceste instalatii ar trebui folosite doar pentru deseurile finale (deseuri ce nu mai pot fi reciclate sau reutilizate) si, evident, asupra rampelor de deseuri istorice de care tara noasta nu duce lipsa.
In viitor se prconizeaza creerea de astfel de instalatii mobile, pentru procesarea rampelor istorice in-situ, putand sa fie mutate pe urmatoarea locatie in momentul in care au curatat o zona de deseuri.
La noi in tara este in curs de implementare un astfel de sistem in judetul Tulcea. Detalii aici.
Speram ca, pe viitor, cat mai putine deseuri „noi” sa ajunga la acest proces terminal de descompunere.
Reduceti, reciclati, reutilizati !
