Vorteile des Wasserdampf-Lichtbogenplasmas für die Plasmavergasung von Abfällen und verschiedene technologische Anwendungszwecke
| Vorteile des Wasserdampf-Lichtbogenplasmas
- Plasmazusammensetzung. Wasserdampfplasma besteht nur aus Wasserstoff und Sauerstoff, beide Bestandteile sind in Redoxreaktionen Aktivstoffe.
- Kein Ballast. Im Luftplasma ist das Stickstoff mit einem Anteil von nahezu 78%.
- Extrem hohe Temperatur.
Durch die Temperatur des Plasmastrahls können jegliche organischen und biologischen Materialien abgebaut, hochtoxische Gifte zuverlässig vernichtet, schwerstschmelzbare anorganische Verbindungen umgeschmolzen und verdampft sowie die Gesamtmenge von Abfällen erheblich verringert werden.
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Vorteile des Wasserdampf-Lichtbogenplasmas
- Plasmazusammensetzung. Wasserdampfplasma besteht nur aus Wasserstoff und Sauerstoff, beide Bestandteile sind in Redoxreaktionen Aktivstoffe.
- Kein Ballast. Im Luftplasma ist das Stickstoff mit einem Anteil von nahezu 78%.
- Extrem hohe Temperatur.
Durch die Temperatur des Plasmastrahls können jegliche organischen und biologischen Materialien abgebaut, hochtoxische Gifte zuverlässig vernichtet, schwerstschmelzbare anorganische Verbindungen umgeschmolzen und verdampft sowie die Gesamtmenge von Abfällen erheblich verringert werden.
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- Hohe Enthalpie.
Das Dampfplasma verfügt über eine Enthalpie, die fast eine Größenordnung höher ist als bei Stickstoff, Sauerstoff und vielen anderen Gasen und Gasgemischen und nur unterhalb der Wasserstoffenthalpie liegt.
- Hohe Transporteigenschaften von Wasserdampf – Bei der Hochtemperaturdampfpyrolyse wird für den gesamten Reaktionsraum die gleiche Temperatur- und Konzentrationsführung eingesetzt.
- Der Dampfplasmavergasungsprozess ist gegen die Feuchtigkeit der verarbeiteten Abfälle unempfindlich.
- Keine Explosionsgefahr.
Im Unterschied zu Wasserstoffplasma ist Wasserdampfplasma nicht explosionsgefährlich.
- Erschwinglicher Ausgangsrohstoff.
Als Ausgangsrohstoff dient normales Wasser H2O, daher ist Wasserdampfplasma kostengünstiger als andere Plasmasorten.
- Gute Ökologie.
a) Bei der Wechselwirkung mit chlorhaltigen Materialien bildet Wasserdampfplasma nahezu keine Dioxine, die zu den giftigsten Stoffen gehören.
b) Das Dampfplasma gewährleistet eine vollständige Extraktion von Kohlenstoff aus dem Abfallmaterial (bei einer Dampfumwandlungs-temperatur von über 900 °С ist kein Ausgleichskohlenstoff im System vorhanden), während in allen Verbrennungsprozessen bis 30 % Kohlenstoff im festen Rückstand verbleiben.
c) Bei der Dampfplasmavergasung enthalten die Abgase keine Stickoxide. Durch den Wasserstoff, der durch das Dampfplasma in den Reaktionsraum zugeführt wird, werden die Bildungsreaktionen von gasförmigem Schwefel und Phosphor sowie ungebundenem Chlor, d. h. von Gasen, die in der Gasreinigungseinheit schwer zu entfernen sind, gehemmt. Wenn Oxidationsmittel fehlt und Metalle wie Са, Mg, Na vorhanden sind, kann man eine Schwefel- und Phosphorbindung in schwerschmelzbare Verbindungen erreichen und diese in die kondensierte Phase überführen. Das Chlor kann in HCl gebunden und aus der Gasphase im Gasreinigungssystem entfernt werden.
- Hohe Qualität des Plasmavergasungsprodukts - Synthesegas (СО+Н2) und fester Rückstand:
a) Maximales Wärmeerzeugungsvermögen (maximaler Wasserstoffgehalt und keine Ballastbestandteile in Form von Stickstoff, СО2 u. а.) – 22.800 kJ/kg.
b) Maximale Wasserstoff-Monoxid-Zahl &=Н2/СО.
c) Das Synthesegas kann nach Bedarf (sofortige Nutzung, Bevorratung zur späteren Nutzung, Transport zu weit entfernten Verbrauchern, Verwendung als Brennstoff für die Elektroenergieerzeugung oder als Rohstoff zur Gewinnung von synthetischem Kraftstoff) und dazu genutzt werden, den Abfallverarbeitungsprozess energieunabhängig zu machen.
d) Der neutrale feste Rückstand in Form glasartiger Schlacke, kann im Bauwesen genutzt werden. Das Verhältnis von Gewicht des festen Rückstands zum Gewicht des Ausgangsabfallmaterials erreicht 1:400.
- Die für die Gewinnung einer spezifischen Brennstoffeinheit mit einem Heizwert von 7.000 kcal/kg berechneten Energiekosten sind im Vergleich zum Sauerstoff- und Luftplasma minimal.
- Es gibt verschiedene Möglichkeiten zur Senkung der Energiekosten:
Zur Elektroenergieerzeugung können kombinierte Dampfturbinen- und Gasturbinenanlagen genutzt werden.
- Der Plasmabrenner ist eine unabhängige Erwärmungsquelle, so dass der Vergasungsprozess bei einer Veränderung der Abfallzusammensetzung gesteuert werden kann.
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VERGLEICH VORHANDENER TECHNOLOGIEN:
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