Plazmové zplynování

Plazmové zplynování

Vstupní surovinou pro plazmové zplyňování je odpad. Může se jednat o bioodpad, komunální odpad, kaly z čistíren odpadních vod nebo i nebezpečný odpad, se kterým si technologie rovněž dokáže poradit.

Odpad se nejprve musí upravit na požadované parametry, různé pro každý typ odpadu. Bioodpad a kaly z ČOV jsou nejprve vysoušeny. Pevný odpad je drcen, případně i granulován, čímž se vytvoří více homogenní směs, která usnadňuje manipulaci a umožňuje lepší regulaci přísunu odpadu do plazmového reaktoru.

Odpad je speciálním zařízením dávkován do prostoru plazmového reaktoru, kde se uskutečňují procesy zplyňování a vitrifikace.V reaktoru se nachází plazmový hořák, který se skládá z grafitových elektrod. Na elektrody je přiveden proud a vzniká mezi nimi oblouk, do kterého se pouští plazmový plyn (např. argon, dusík nebo vzduch). Nejčastěji používaný je díky své dostupnosti vzduch, který se v elektrickém poli vysoké intenzity transformuje na plazmu. Teplota v okolí oblouku se pohybuje  v rozsahu 2 000-10 000 °C. V plazmovém oblouku následně dochází k rozkladu organického a části anorganického odpadu na jednoduché plynné a kapalné sloučeniny.

Výsledkem tohoto procesu je syntézní plyn, který se skládá především z vodíku a oxidu uhelnatého (v nepatrném množství mohou být přítomny oxid siřičitý, chlorovodík a vodní pára). Syntézní plyn je vysoce hořlavý a má využití jako palivo v kogeneračních jednotkách (současná výroba tepla a elektřiny).

Složky odpadu, které se netransformují v plyn jsou roztaveny a na dně reaktoru vytvoří kovovou slitinu a strusku. Struska se následně vitrifikuje. Vitrifikace (zeskelnění) je totiž jednou z nejlepších metod fixace toxických odpadů. Při tomto technologickém procesu se ze vstupních surovin tepelným zpracováním vytvoří skelná fáze. Takto vzniklý vitrifikát je možné využít ve stavebnictví.

Před energetickým využitím se nejdříve syntézní plyn musí vyčistit. Odstraňují se z něj oxidy síry (SOx) a kyselina chlorovodíková (HCl), dále potom prachové částice, těžké kovy a vlhkost. Vyčištěný syntézní plyn je možné využít pro výrobu energie, nejvyšší účinnosti při výrobě energie se dosahuje při použití tzv. paroplynového cyklu.

Vliv na životní prostředí

Plazmové zpracování odpadu je šetrnější k životnímu prostředí v porovnání s klasickým spalováním, protože neprodukuje popel. Lépe je na tom i ve srovnání se skládkováním, dokáže totiž odpad energeticky využít a umí zpracovat i nebezpečný odpad.

Jedná se o systém konečné a permanentní likvidace, díky čemuž odpadá nutnost další manipulace se zbytkovým odpadem (např. popel nebo nespalitelné zbytky) a jeho přepravy a není potřeba jeho dodatečná likvidace. Další významnou výhodou je, že neprodukuje žádné dioxiny, furany nebo jiné škodlivé emise.

Jediným vedlejším produktem procesu zplyňování je vitrifikát – sklovitá tavenina, jež vzniká z anorganického podílu vstupní suroviny. Tavenina na rozdíl od popele není potencionálním zdrojem kontaminace, jelikož veškeré nebezpečné látky jsou vázány uvnitř její krystalické mřížky. Testy prokázaly, že struska je mnohem méně vyluhovatelná než sklo a lze jí použít např. jako stavební materiál.

Zdroj: https://millenium-technologies.cz/