Novel project on total plasma based treatment of waste

Abstract

An experimental plasmachemical reactor has been started at IPP Prague for the innovative and environmerntally friendly total plasma treatment of waste streams, biomass and low grade fuels, with a view to their sustainable energetic and chemical valorisation and to a reduction of the emission of greenhouse gases. Existing incineration and biological waste elimination processes cannot always fulfil the objectives of sustainable development, i.e. maximum recovery of energy and materials from the waste streams in an environmentally friendly manner. Moreover, these processes often generate residues which are concentrates of hazardous material and need to be landfilled. Plasmas offer an alternative and superior solution for the treatment of waste streams. Plasma torches have the unique capability of increasing the energy of the process gas compared with conventional combustion equipment. They therefore offer several distinct advantages over traditional methods where the energy content of the waste is used as the heat source. Since the process energy is provided by direct heat transfer from an electric arc, gases of widely varying chemical composition may be used; use of electrical energy also reduces the gas flow needs and on-site off-gas production, and offers control over the chemistry. The very high heat conditions in a plasma reactor trigger a dual, simultaneous reaction process: organic materials are converted into synthesis gas (syngas) without formation of toxic products such as dioxins and furans, while inorganic materials are converted into a non-leaching, vitrified, inert slag which has industrial applications. The quality of the syngas can be controlled by non-thermal plasmas, using new generations of gas cleaning corona plasma technologies. A plasmachemical experimental reactor has been commissioned in Prague in August-September 2004, using the novel IPP-CAS hybrid gas-water stabilized torch (160 kW).

В ІФП в Празі був запущений експериментальний плазмохімічний реактор з використанням найновіших екологічно чистих технологій для повної плазмової обробки відходів, біомаси та низькосортного палива з урахуванням збереження їх енергетичної і хімічної цінності і зниження викидів парникових газів. Існуючі процеси знищення відходів засобом спалювання та біологічної обробки не завжди забезпечують максимальне відновлення енергії і матеріалів з відходів без завдання шкоди навколишньому середовищу. Крім того, ці процеси часто призводять до створення залишків, що містять небезпечні речовини і підлягають похованню. Плазмові технології пропонують альтернативне и краще рішення задачі переробки рідких відходів. Порівняно зі звичайним обладнанням для спалювання, плазмові факели мають унікальну здібність підвищувати енергію газу, що виділяється під час переробки. Тому вони дають деякі явні переваги над традиційними методами, де енергозміст відходів використовується як джерело тепла. Оскільки процес виділення енергії забезпечується прямим передаванням тепла від електричної дуги, можливе використання газів різноманітного хімічного складу. Використання електричної енергії дозволяє зменшити витрати газу та його супровідне виділення і здійснити хімічний контроль. Сильний нагрів в плазмовому реакторі ініціює два одночасних процеса - перетворення органічних речовин у синтетичний газ (сингаз) без створення токсичних продуктів, таких як діоксини та фурани, а неорганічних речовин – у невилужений склоподібний інертний шлак, що має промислове застосування. Якість сингазу можна контролювати за допомогою нетеплової плазмы за новими плазмовими технологіями очищення газів з вживанням плазмової корони. Плазмохімічний експериментальний реактор з використанням нового гібридного газоводяного стабілізованого факела IPP-CAS (160 квт) прийнятий в експлуатацію в Празі в серпні-вересні 2004 р.

В ИФП в Праге запущен экспериментальный плазмохимический реактор с использованием новейших экологически чистых технологий для полной плазменной обработки отходов, биомассы и низкосортного топлива с учётом сохранения их энергетической и химической ценности и снижения выбросов парниковых газов. Существующие процессы уничтожения отходов путём сжигания и биологической обработки не всегда обеспечивают максимальное восстановление энергии и материалов из отходов без ущерба для окружающей среды. Кроме того, эти процессы часто приводят к образованию остатков, содержащих опасные вещества и подлежащих захоронению. Плазменные технологии предлагают альтернативное и лучшее решение задачи переработки отходов. По сравнению с обычным оборудованием для сжигания плазменные факелы обладают уникальной способностью повышать энергию газа, выделяющегося при переработке. Поэтому они дают некоторые явные преимущества над традиционными методами, в которых энергия, содержащаяся в отходах, используется как источник тепла. Так как процесс выделения энергии обеспечивается прямой передачей тепла от электрической дуги, можно использовать газы разнообразного химического состава. Использование электрической энергии позволяет уменьшить потребление газа и его сопутствующее выделение и осуществить химический контроль. Сильный нагрев в плазменном реакторе запускает два одновременных процесса - превращение органических веществ в синтетический газ (сингаз) без образования токсических продуктов, таких как диоксины и фураны, а неорганических веществ – в невыщелоченный стекловидный инертный шлак, имеющий промышленное применение. Качество сингаза можно контролировать с помощью нетепловой плазмы по новым плазменным технологиям очистки газов с использованием плазменной короны. Плазмохимический экспериментальный реактор с использованием нового гибридного газоводяного стабилизированного факела IPP-CAS (160 кВт) принят в эксплуатацию в Праге в августе-сентябре 2004 г.