Корпорация Westinghouse Plasma Corp. занимается разработкой технологий по преобразованию большого объема потоков разнообразных отходов в чистый синтетический газ, который в дальнейшем можно преобразовать в другие формы энергии.
Технология плазменной газификации идеально подходит для больших потоков разнообразных отходов, включая:
- Твердые бытовые отходы
- Отходы оптово-розничной торговли
- Промышленные отходы
- Нефтехимические отходы
- Медицинские отходы
- Золу в результате сжигания мусора
Чистый синтетический газ, образуемый в результате использования нашего решения для плазменной газификации, можно преобразовать во множество разнообразных энергетических продуктов, включая:
- Электричество (через газовые турбины и поршневые двигатели), а в дальнейшем – топливные элементы
- Теплоэнергию и пар
- Жидкие топлива, включая: этанол; реактивное топливо; дизельное топливо и нефту; метанол; пропанол.
И сейчас рассмотрим знании плазмы и плазменной газификации.
Что такое плазма?
На самом элементарном уровне плазма – это тепловая энергия с очень высокой температурой. В естественных условиях плазма образуется при ударе молнии, когда воздух сильно раскаляется вокруг вспышки молнии, превращаясь в плазму с температурой приблизительно 20 000 0C. Так как свойства плазмы отличаются от трех обычных состояний вещества – твердого, жидкого и газообразного, ее иногда называют четвертым состоянием вещества.
Корпорация Westinghouse Plasma Corp. создает плазму при помощи своих систем плазменных горелок. Они создают электрическую дугу для образования плазмы. Плазма с температурой около 5000 0C сдерживается и направляется в газификатор.
Плазменные горелки – это сложные устройства, но суть их достаточно проста – это нагревающие устройства с высокой температурой.
Что такое плазменная газификация?
Плазменный газификатор – это камера, из которой вытесняется кислород, нагреваемая до крайне высоких температур, достигаемых при помощи плазмы. Так как среда внутри такой камеры лишена кислорода, обрабатываемый в газификаторе исходный материал не воспламеняется. Вместо этого, тепло разлагает исходный материал на такие элементы, как водород и простые соединения, например, оксид углерода и воду. Образуемый в результате газ называется «синтетический газ» или «сингаз».
Большинство типов исходных материалов, включая твердые бытовые отходы, содержат как огранические, так и неорганические компоненты. Органические компоненты преобразуются в синтетический газ. Неорганические компоненты, такие как стекло, металл и бетон, плавятся внутри реактора и вытекают из его нижней части в качестве нетоксичного остеклованного жидкого шлака, который можно безопасно использовать как композитный материал. Тепло от систем плазменных горелок и относительно длительное время пребывания в газификаторе обеспечивают полное разложение исходного материала и позволяют выполнять обработку исходных материалов с большим количеством влаги, а также исходный материал, содержащий большие объемы инертных элементов, таких как стекло и металл.
Образуемый в газификаторе синтетический газ, содержащий пыль (твердые частицы) и другие нежелательные элементы, такие как ртуть, проходит процесс очистки, что позволяет сделать его пригодным для преобразования в другие формы энергии, включая электроэнергию, теплоэнергию и жидкие топлива. Процесс очистки синтетического газа адаптируется в соответствии с требованиями каждого отдельного проекта. Но в большинстве случаев, особенно когда в качестве исходного материала используются твердые бытовые отходы, очистка синтетического газа включает в себя удаление твердых частиц, серы и ртути/тяжелых металлов.
Плазменная газификация отличается от неплазменной газификации одним ключевым условием – температурой. Неплазменные газификаторы, как правило, работают при температуре 800 и 900 0C. Температура внутри плазменного газификатора достигает более 3000 0C. Синтетический газ выходит из газификатора при температуре 950 0C. Шлак вытекает из газификатора при температуре 1650 0C. Более высокая температура внутри плазменного газификатора приводит к полному разложению смол, что недостижимо при использовании неплазменных технологий. Удалить смолы из конечного продукта газификатора практически невозможно, поэтому использование синтетического газ, производимого неплазменными газификаторами, очень ограничено. Его можно немедленно сжечь, однако он не пригоден для использования в газовых турбинах, поршневых двигателях и не подходит для преобразования в жидкие топлива. В целом, технология плазменной газификации позволяет выполнять переработку сложных исходных материалов, например, твердых вытовых отходов, в чистый синтетический газ, пригодный для использования в сложном оборудовании, таком как высокоэффективные газовые турбины или технологии создания жидкого топлива нового поколения.
