Gassificazione dell'arco al plasma (PAG), tecnologia di trattamento dei rifiuti che utilizza una combinazione di elettricità e alte temperature per trasformare i rifiuti urbani (rifiuti o rifiuti) in sottoprodotti utilizzabili senza combustione (combustione). Sebbene la tecnologia sia talvolta confusa con l'incenerimento o la combustione di rifiuti, la gassificazione al plasma non combatte i rifiuti come fanno gli inceneritori. Invece, converte i rifiuti organici in un gas che contiene ancora tutta la sua energia chimica e termica e converte i rifiuti inorganici in un vetro vetrificato inerte chiamato scorie. Il processo può ridurre il volume dei rifiuti inviati in discarica e generare elettricità.
Processi
Nel processo PAG un gassificatore ad arco elettrico passa una corrente elettrica ad altissima tensione attraverso due elettrodi, creando un arco tra di loro. Il gas inerte, che è ad alta pressione, passa quindi attraverso l'arco elettrico in un contenitore sigillato (chiamato un convertitore al plasma) di rifiuti. Le temperature nella colonna dell'arco possono raggiungere più di 14.000 ° C (25.000 ° F), che è più caldo della superficie del sole. Esposto a tali temperature, la maggior parte dei rifiuti viene trasformata in gas costituito da elementi di base, mentre molecole complesse vengono scomposte in singoli atomi.
I sottoprodotti della gassificazione dell'arco al plasma sono i seguenti:
-
Syngas, che è una miscela di idrogeno e monossido di carbonio. I materiali di scarto, compresa la plastica, contengono elevate quantità di idrogeno e monossido di carbonio e il tasso di conversione di tali materiali in syngas può superare il 99 percento. Prima che il syngas possa essere utilizzato per l'alimentazione, deve essere pulito da materiali dannosi come il cloruro di idrogeno. Una volta pulito, il syngas può essere bruciato come gas naturale, con una parte destinata all'alimentazione dell'impianto di gassificazione ad arco al plasma e il resto venduto a società di servizi pubblici, che lo utilizzano anche principalmente per la produzione di elettricità.
-
Le scorie, che sono un residuo solido simile all'ossidiana, possono essere pulite dai contaminanti, inclusi metalli pesanti come mercurio e cadmio, e trasformate in mattoni e ghiaia sintetica.
-
Calore residuo, che emana dal processo e può essere utilizzato per produrre vapore per la generazione elettrica.
La composizione del flusso di rifiuti può influire sull'efficacia della procedura di gassificazione. I rifiuti ricchi di materiali inorganici, come metalli e rifiuti edili, produrranno meno syngas, che è il sottoprodotto più prezioso e più scorie. Per tale motivo, può essere utile in determinate situazioni presortire il flusso di rifiuti. Se i rifiuti possono essere distrutti prima che entrino nella camera di gassificazione, l'efficienza del PAG viene migliorata.
Costo e benefici economici
PAG sembra offrire un potenziale significativo per ridurre i rifiuti in discarica e convertire i rifiuti in prodotti utili. Tuttavia, i suoi costi e determinati impatti ambientali hanno complicato gli sforzi per costruire strutture PAG. Seppellire i rifiuti nelle discariche rimane relativamente poco costoso rispetto all'utilizzo di PAG per ridurre i rifiuti solidi che vi risiedono. (Uno studio del 2007 sulle discariche di Hamilton, Ontario, Canada, ha rilevato che il costo per i comuni era di $ 35 per tonnellata per la sepoltura dei rifiuti, rispetto a $ 170 per tonnellata per l'elaborazione PAG.)
Piccole strutture operano in diversi paesi per smaltire materiali pericolosi come armi chimiche e ceneri di inceneritori. Tra le strutture sperimentali più importanti ci sono gli impianti della National Cheng Kung University di Taiwan nella città di Tainan, che elabora 3-5 tonnellate (3,3-5,5 tonnellate corte) di rifiuti al giorno, e Utashinai, in Giappone, che elabora 150 tonnellate metriche (165 tonnellate corte) al giorno. Diverse strutture su larga scala sono state proposte negli Stati Uniti e in altri paesi; tuttavia, lo sviluppo di strutture più grandi a livello comunale non è progredito oltre la fase pilota. Anche se non vengono costruite strutture su larga scala, i sostenitori affermano che la tecnologia può essere particolarmente conveniente per la gestione dei rifiuti medici e delle raffinerie e dei materiali da costruzione, poiché richiedono elevati costi di smaltimento per l'operatore e producono alti livelli di calore che possono essere utilizzati per produrre elettricità.
