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    Punti di forza dell’arco plasma-vapore usato nel processo di gassificazione dei rifiuti e in altre applicazioni tecnologiche

    Torcia al plasma PLAZARIUM con potenza 50 kW, componente dell’impianto al plasma TPS-50
    		Punti di forza dell’arco plasma-vapore
    1. Composizione del plasma. Il plasma-vapore è composto esclusivamente da idrogeno e ossigeno, entrambi questi componenti svolgono un ruolo attivo nelle reazioni di ossidoriduzione.
    2. È assente il gas di zavorra (componente inattivo), come lo è l’azoto dell’aria ionizzata, la cui percentuale si avvicina al 78%.
    3. Temperatura estremamente elevata.
      La temperatura del getto di plasma è in grado di decomporre qualsiasi materia di natura organica e biologica, assicurare una completa distruzione delle sostanze tossiche più potenti, fondere e vaporizzare le sostanze inorganiche caratterizzate dall’alto grado di refrattarietà e ridurre notevolmente la quantità dei rifiuti in termini complessivi.
    Torcia al plasma PLAZARIUM con potenza 50 kW, componente dell’impianto al plasma TPS-50
    Punti di forza dell’arco plasma-vapore
    1. Composizione del plasma. Il plasma-vapore è composto esclusivamente da idrogeno e ossigeno, entrambi questi componenti svolgono un ruolo attivo nelle reazioni di ossidoriduzione.
    2. È assente il gas di zavorra (componente inattivo), come lo è l’azoto dell’aria ionizzata, la cui percentuale si avvicina al 78%.
    3. Temperatura estremamente elevata.
      La temperatura del getto di plasma è in grado di decomporre qualsiasi materia di natura organica e biologica, assicurare una completa distruzione delle sostanze tossiche più potenti, fondere e vaporizzare le sostanze inorganiche caratterizzate dall’alto grado di refrattarietà e ridurre notevolmente la quantità dei rifiuti in termini complessivi.
    1. Elevato valore di entalpia.
      Il valore di entalpia del plasma-vapore supera di quasi dieci volte il valore dello stesso parametro di azoto, ossigeno e di molti altri gas e miscele gassose, lasciando il primato soltanto all’idrogeno.
    2. Elevata capacità di trasporto del vapore acqueo – durante la pirolisi a vapore, condotta ad alta temperatura, in ogni punto del sistema inteso come ambiente di reazione chimica, si creano le condizioni omogenee in termini di temperatura e di concentrazione delle sostanze.
    3. Il processo di gassificazione al plasma non è condizionato dal tasso di umidità dei rifiuti sottoposti al trattamento.
    4. Assenza di rischi di esplosione.
      A differenza del plasma di idrogeno, il plasma-vapore non comporta rischi di esplosione.
    5. Materia prima economicamente accessibile.
      La materia prima utilizzata è semplicemente acqua (H2O), di conseguenza il plasma-vapore ha un costo inferiore rispetto ad altri tipi di plasma.
    6. Alta ecosostenibilità.
      a) Nel caso di contatto del plasma-vapore con materiali contenenti il cloro, non si formano le diossine, che appartengono ad una classe di sostanze tra le più tossiche in assoluto.
      b) Il trattamento con il plasma-vapore condotto a temperatura superiore a 900 °С, garantisce una totale eliminazione del carbonio dai rifiuti, mentre qualsiasi processo di combustione prevede la formazione dei residui solidi con un contenuto di carbonio fino al 30%.
      c) I gas di scarico prodotti durante la gassificazione al plasma-vapore non contengono ossidi di azoto. L’idrogeno introdotto nell’ambiente di reazione come uno dei componenti del plasma-vapore, rallenta la formazione delle sostanze gassose contenenti zolfo e fosforo, nonché del cloro gassoso ‒ in altre parole, dei gas difficili da eliminare all’interno del depuratore. Mantenendo bassa la concentrazione dell’ossidante e in presenza di alcuni metalli come Ca, Mg e Na, si può ottenere la formazione di composti refrattari contenenti zolfo e fosforo da sottoporre successivamente alla condensazione, mentre il cloro può essere coinvolto nella sintesi del cloruro di idrogeno (HCl) e, di conseguenza, separato dalla fase gassosa all’interno dell’impianto di depurazione dei gas.
    7. Alta qualità dei prodotti di gassificazione al plasma, ovvero del syngas (СО+Н2) e del residuo solido:
      a) Il massimo potere calorifico ottenibile, ossia pari a 22800 J/kg (grazie all’alto contenuto di idrogeno e all’assenza dei componenti “di zavorra” come azoto, СО2 ecc.)
      b) Il rapporto quantitativo tra idrogeno e monossido di carbonio ?=Н2/СО raggiunge il suo valore massimo.
      c) Il gas di sintesi può essere utilizzato all’occorrenza (impiegato immediatamente, immagazzinato per l’utilizzo in un secondo tempo, trasportato ad un consumatore remoto, essere usato come combustibile per produrre energia elettrica o come materia prima per ottenere combustibili sintetici) e rendere il processo di smaltimento dei rifiuti autonomo dalle fonti di energia esterne.
      d) Il residuo solido, privo di potenziale dannoso, può essere utilizzato sotto forma di scorie fuse nell'edilizia. Il rapporto massico tra il residuo solido e la materia prima sottoposta al trattamento raggiunge 1/400.
    8. Il fabbisogno energetico, necessario per ottenere una quantità di carburante dal potere calorifico pari a 7000 kcal/kg, è minore del fabbisogno energetico del plasma di ossigeno o del plasma ad aria.
    9. Esistono soluzioni per ridurre il fabbisogno energetico:
      che prevedono l’utilizzo di una combinazione di impianti provvisti di turbine a vapore e a gas per generare energia elettrica.
    10. Il bruciatore al plasma rappresenta una fonte di riscaldamento autonomo. Tale fatto consente di regolare il processo di gassificazione in base alla composizione dei rifiuti.
    CONFRONTO TRA VARIE TECNOLOGIE ESISTENTI:
    Gassificazione al plasma-vapore Gassificazione con uso d’aria come agente plasmogenoGassificazione tradizionaleCombustione

    Decomposizione totale
    (2000°С)

    		Decomposizione totale (2000°С) Decomposizione al 90% (800°С) Decomposizione al 70% (650°С)

    Assenza di resine e furani

    		Assenza di resine e furani Presenza di resine e furani Massiccia presenza di resine e furani

    Assenza di ceneri

    		Assenza di ceneri 10% di cenere 30% di cenere tossica

    Qualsiasi tipo di rifiuti

    		Qualsiasi tipo di rifiuti Tutti tranne alcuni tipi di rifiuti di natura inorganica Tutti tranne alcuni tipi di rifiuti di natura inorganica

    Non occorre la cernita dei rifiuti

    		Non occorre la cernita dei rifiuti Occorre la cernita dei rifiuti Occorre la cernita dei rifiuti

    Qualsiasi quantità

    		Grande quantità di rifiuti Quantità di rifiuti ridotta Grande quantità di rifiuti

    Emissioni di gas di scarico molto ridotte

    		Emissioni di gas di scarico molto ridotte Emissioni di gas di scarico a livello medio Emissioni di gas di scarico a livello elevato

    Non risente del tasso di umidità dei rifiuti

    		Non risente del tasso di umidità dei rifiuti Risente del tasso di umidità dei rifiuti Risente del tasso di umidità dei rifiuti

    Assenza dell’azoto di zavorra, alta qualità di syngas ottenuto

    		La presenza dell’azoto di zavorra nel plasma d’aria riduce il suo valore energetico