Plazmové Spalování Odpadu: Princip a Aplikace

Plazmové zplyňování odpadu je vyspělá a k přírodě šetrná technologie likvidace odpadů. Pracuje na principu vysokoteplotní pyrolýzy, tj. při teplotách několik tisíc stupňů Celsia za nedostatku vzduchu se rozkládá odpad na základní jednoduché molekuly. Hlavním produktem, který je tímto procesem získáván, je tzv. syntetický plyn, který je dále energeticky využíván. Nejedná se přitom o spalování. Zjednodušeně řečeno se při teplotách několika tisíc stupňů Celsia za nedostatku vzduchu vstupní látka rozkládá na atomy a z nich se pak zpátky tvoří jednoduché sloučeniny v plynné a pevné fázi.

Princip Plazmového Zplyňování

Celý proces je umožněn intenzivním přenosem energie generované zdrojem plazmatu tzv. plazmatronem. 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.

Vstupní surovinou pro plazmové zplyňování je odpad. Odpad se nejprve musí upravit na požadované parametry, různé pro každý typ odpadu. Bioodpad a kaly z ČOV jsou nejprve vysoušeny. Odpad je speciálním zařízením dávkován do prostoru plazmového reaktoru, kde se uskutečňují procesy zplyňování a vitrifikace.

Produkty Plazmového Zplyňování

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). Složky odpadu, které se netransformují v plyn jsou roztaveny a na dně reaktoru vytvoří kovovou slitinu a strusku. Struska se následně vitrifikuje. 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.

Výhody Plazmového Zplyňování

Plazmové zpracování odpadu je šetrnější k životnímu prostředí v porovnání s klasickým spalováním, protože neprodukuje popel. 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. 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.

Čtěte také: Využití 3D projekce plazmové emise

Hlavní síla technologie plazmového zplyňování odpadu tkví ve schopnosti zpracovat směsné materiály, u kterých ostatní technologie selhávají. Typickým příkladem jsou materiály zbylé po zpracování autovraků či lopatky větrných turbín vyrobené ze sklolaminátu. Ten navíc - na rozdíl od plastů - nelze ani spalovat či recyklovat. Vedle jinak nevyužitelného odpadu sem patří třeba čistírenské kaly nebo také nebezpečný nemocniční materiál.

Aplikace Plazmového Zplyňování

Přesně tak. Zplyňování umožňuje vyrobit energii z jakéhokoliv odpadu - od biomasy přes čistírenské kaly, nerecyklovatelné plasty a průmyslový odpad až po nemocniční nebo nebezpečné odpady. Možných využití či aplikací je celá řada. Vše se odvíjí od velikosti a tedy kapacity reaktoru. Jednou z variant je mobilní jednotka tzv. Microplasma, jejíž vývoj jsme dokončili loni. To je relativně malá modulární jednotka určená k odstraňování nebezpečných odpadů, jejíž klíčovou vlastností je mobilita - zařízení je umístěno v několika kontejnerech a může být snadno přepraveno a instalováno přímo v místě výskytu nebezpečného odpadu. Dokáže likvidovat jakékoliv kontaminace, biologické odpady, pesticidy, PCB a DDT či staré armádní bojové chemikálie.

Millenium Technologies a Plazmové Zplyňování

Millenium Technologies, člen skupiny JRD Group, se zaměřuje na plazmové zplyňování a vitrifikaci odpadu. Tato unikátní technologie je v našem prostředí novinkou, byť základní princip je znám již delší dobu Představuje efektivní, environmentálně šetrný a zcela bezpečný způsob zpracování odpadů všeho druhu, včetně například čistírenských kalů z obecních čističek odpadních. Ve svém vědecko-technologickém parku v Dubé na Českolipsku společnost Millenium Technologies, člen skupiny JRD, během letošního června instalovala prototyp nového reaktoru na plazmové zplyňování odpadu s kapacitou 150 kilogramů vstupního materiálu za hodinu.

Plazmové reaktory, které Millenium Technologies vyvíjí a testuje už od roku 2010 v technologickém parku v Dubé, se tak poprvé dostanou ke koncovým zákazníkům. Stát se tak má v řádu dvou až tří měsíců, kdy by měl být po třech prototypech spuštěn reaktor čtvrté generace plně připravený i pro komerční využití. Cesta k takovému reaktoru ovšem vedla přes řadu technologických překážek. Princip plazmového zplynování nebo technologie plazmatronů jsou sice známé, sestavit ale funkční a spolehlivý reaktor není jen tak.

Do budoucna v Millenium Technologies pracují se dvěma byznysovými modely. „Jedním ze scénářů, o kterém uvažujeme, je, že bychom odpad zpracovávali pro zákazníky my u nás. Určitě by to ale nebylo v Dubé. Museli bychom postavit nový areál.“ Druhá varianta pracuje s prodejem samotných zplynovacích reaktorů jednotlivým zákazníkům, kteří je budou sami provozovat pro svoje účely. Klíčovými prvky, od kterých se cena odvíjí, je druh odpadu, jeho množštví i připravenost a požadovaná výstupní surovina, tedy plyn či elektrická energie. Například onen reaktor čtvrté generace má základní vnitřní objem 1 200 litrů a kapacitu pro referenční surovinu 500 kg za hodinu.

Čtěte také: Princip plazmového zplyňování

Legislativa a Budoucnost Plazmového Zplyňování

Problémem pro větší rozšíření nadějné technologie je však aktuální legislativa. Plazmové zplyňování je sice už nyní zařazeno v odpadovém zákoně, ale české právo ho stále neumí posuzovat samostatně - a tedy správně. Jinými slovy: pokud je technologie využita pouze materiálově a syntézní plyn není energeticky využit, vnímá ji legislativa jako materiálovou recyklaci. Jenže to je podle Langa nejenom nepřesné, ale i problematické: při spalování musí docházet k hoření, což je definice, kterou plazmové zplyňování odpadu nenaplňuje.

Podle návrhu Evropské komise mají členské státy EU v roce 2025 zakázat skládkování recyklovatelných odpadů a v roce 2030 zakázat úplně skládkování neupraveného odpadu. To znamená, že se s tímto odpadem budeme muset vypořádat jinak.

Čtěte také: Recyklace pomocí plazmatu

tags: #plazmové #spalování #odpadu #princip

Oblíbené příspěvky:

• Lesní pedagogika
• Euro 6e a Euro 7
• Vše o lišce stříbrné
• Malé zahrady a kompost
• Bezpečnostní Díra na Železnicích?