تغويز قوس البلازما (PAG) ، تكنولوجيا معالجة النفايات التي تستخدم مزيجًا من الكهرباء ودرجات الحرارة المرتفعة لتحويل النفايات البلدية (القمامة أو القمامة) إلى منتجات ثانوية قابلة للاستخدام دون احتراق (حرق). على الرغم من الخلط بين التكنولوجيا أحيانًا وحرق القمامة أو حرقها ، إلا أن تغويز البلازما لا يحرق النفايات كما تفعل المحارق. بدلاً من ذلك ، فإنه يحول النفايات العضوية إلى غاز لا يزال يحتوي على كل طاقته الكيميائية والحرارية ويحول النفايات غير العضوية إلى زجاج مزجج خامل يسمى الخبث. يمكن لهذه العملية تقليل حجم النفايات المرسلة إلى مدافن النفايات وتوليد الكهرباء.
معالجة
في عملية PAG يمر جهاز تغويز القوس الكهربائي بتيار كهربائي عالي الجهد للغاية من خلال قطبين ، مما يخلق قوسًا بينهما. يمر الغاز الخامل ، الذي يقع تحت ضغط مرتفع ، عبر القوس الكهربائي في وعاء مغلق (يسمى محول البلازما) من مواد النفايات. يمكن أن تصل درجات الحرارة في العمود القوسي إلى أكثر من 14000 درجة مئوية (25000 درجة فهرنهايت) ، وهو أكثر سخونة من سطح الشمس. عند التعرض لمثل هذه درجات الحرارة ، يتم تحويل معظم النفايات إلى غاز يتكون من عناصر أساسية ، في حين تمزق الجزيئات المعقدة إلى ذرات فردية.
تتكون المنتجات الثانوية لتغويز قوس البلازما مما يلي:
-
Syngas ، وهو مزيج من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون. تحتوي مواد النفايات ، بما في ذلك البلاستيك ، على كميات كبيرة من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون ، ويمكن أن يتجاوز معدل تحويل هذه المواد إلى غاز تخليقي 99 في المائة. قبل أن يتم استخدام الغاز الطبيعي للطاقة ، يجب تنظيفه من المواد الضارة مثل كلوريد الهيدروجين. بمجرد تنظيفها ، يمكن حرق الغاز التخليقي مثل الغاز الطبيعي ، مع جزء يذهب لتشغيل محطة تغويز قوس البلازما ويتم بيع الباقي لشركات المرافق ، والتي تستخدمه أيضًا في المقام الأول لإنتاج الكهرباء.
-
يمكن تنظيف الخبث ، وهو عبارة عن بقايا صلبة تشبه السبج ، من الملوثات ، بما في ذلك المعادن الثقيلة مثل الزئبق والكادميوم ، ومعالجتها في الطوب والحصى الاصطناعي.
-
الحرارة المتبقية التي تنبثق من العملية ويمكن استخدامها لإنتاج البخار لتوليد الكهرباء.
يمكن أن يؤثر تكوين مجرى النفايات على فعالية إجراء التغويز. القمامة التي تحتوي على نسبة عالية من المواد غير العضوية ، مثل المعادن ومخلفات البناء ، ستنتج كميات أقل من الغاز التخليقي ، وهو المنتج الثانوي الأكثر قيمة ، والمزيد من الخبث. لهذا السبب ، قد يكون من المفيد في بعض الظروف أن يتم فرز دفق النفايات. إذا كان يمكن تمزيق النفايات قبل دخولها إلى غرفة التغويز ، يتم تحسين كفاءة PAG.
التكلفة والفائدة الاقتصادية
يبدو أن PAG تقدم إمكانات كبيرة لتقليل نفايات مدافن النفايات وتحويل القمامة إلى منتجات مفيدة. ومع ذلك ، فإن تكاليفه والآثار البيئية غير المحددة أدت إلى تعقيد الجهود المبذولة لبناء مرافق PAG. لا يزال دفن القمامة في مدافن النفايات غير مكلف نسبيًا مقارنة باستخدام PAG لتقليل النفايات الصلبة الموجودة هناك. (أشارت دراسة أجريت عام 2007 حول مدافن النفايات في هاميلتون ، أونتاريو ، كندا ، إلى أن التكلفة على البلديات تبلغ 35 دولارًا للطن للدفن ، مقارنة بـ 170 دولارًا للطن لمعالجة PAG.)
تعمل المنشآت الصغيرة في العديد من البلدان للتخلص من المواد الخطرة مثل الأسلحة الكيميائية ورماد المحرقة. من بين المرافق التجريبية الأكثر بروزًا النباتات في جامعة تشينغ كونغ الوطنية التايوانية في مدينة تاينان ، والتي تعالج 3-5 طن متري (3.3-5.5 طن قصير) من النفايات يوميًا ، وأوتاشيناي ، اليابان ، التي تعالج 150 طنًا متريًا (165 طن قصير) في اليوم. تم اقتراح العديد من المرافق على نطاق واسع في الولايات المتحدة وبلدان أخرى ؛ ومع ذلك ، لم يتقدم تطوير مرافق أكبر على مستوى البلديات بعد المرحلة التجريبية. حتى إذا لم يتم بناء المنشآت على نطاق واسع ، يقول المناصرون إن التكنولوجيا يمكن أن تكون فعالة من حيث التكلفة بشكل خاص للتعامل مع نفايات المصافي الطبية ومواد البناء ، لأنها تفرض رسومًا عالية للتخلص من المشغل وتنتج مستويات عالية من الحرارة التي يمكن استخدامها في إنتاج الكهرباء.
