Plazmový reaktor v odpadovém hospodářství

Pevné, pastovité nebo tekuté odpady jsou speciálním zařízením dávkovány do prostoru plazmového reaktoru, kde nastává účinkem vysokovýkonného plazmového hořáku rychlá destrukce škodlivin obsažených v odpadu. Plazmový hořák pracuje na principu elektrického oblouku a je napájen stejnosměrným proudem.

Samotná plazma je ionizovaný vodivý plyn o teplotě 4000 - 5000 °C (jsou dosahovány i teploty 20 000 °C).Jedná se o energeticky náročný proces. Jsou známa zařízení s relativně malým prosazením speciálních (brizantních) odpadů (cca 0,1 - 1,0 t/h).

Plazmových hořáků může být instalováno více - např. hlavní a podpůrný hořák. Instalovaný výkon hořáku se může pohybovat kolem 1500 kW. Tento údaj umožňuje představu o vysoké "energetické hustotě" procesu a o vysoké energetické náročnosti plazmové technologie na zpracování relativně malého množství prosazovaných odpadů.

Anorganické podíly odpadu vytvářejí strusku v tekutém stavu (teplota může dosáhnout hodnot vysoko přes 1500 °C), která je ze spodní části reaktoru odpouštěna a po ochladnutí tvoří inertní zbytkový materiál se skelnou strukturou (vitrifikace). Tento materiál je vhodný k dalšímu použití či ke konečnému uložení na skládku.

Organické podíly odpadu jsou pyrolyticky rozloženy na jednotlivé elementy. Tento procesní krok nastává v redukčním prostředí a vzniklý pyrolytický či také syntézní plyn může být pomocí kyslíku či směsi vzduchu a kyslíku v oxidační části plazmového reaktoru oxidován.

Takto upravené spaliny jsou o teplotě přes 1000°C v následně zařazeném kotli využity k výrobě páry, která v kogeneračním procesu produkuje energii. Vystupující plyn je průchodem kotlem ochlazen na teplotu kolem 200 °C a posléze podroben několikastupňovému standardnímu komplexnímu čištění. (Např. omezování emisí tuhého úletu, anorganických kyselin, těžkých kovů a aerosolů.) Dále může být zařazen proces katalytické redukce oxidů dusíku na molekulární dusík a vodu s následným procesem katalyticko - oxidační destrukce látek typu PCDD/F. Provozní teplota katalytického stupně (cca 300 °C) je dosažena patřičně dimenzovaným zařízením k přesunu tepla. Výstupní emisní hodnoty dosahují zlomků zákonných emisních limitů.

Proces může být veden tak, jak je popsáno - generovaný syntézní plyn je podroben oxidaci nebo tak, že je z reaktoru odebírán syntézní plyn určený k externímu použití (částečná řízená oxidace).

Prací médium z procesu čištění vystupujících plynů je rovněž podrobeno standardní komplexní úpravě (neutralizace, vločkování, srážení, sedimentace, filtrace), jejímž cílem je výstup vyčištěného média do lokálního vodoteče či do kanalizace a koncentrace odloučených škodlivin (hlavně těžkých kovů) do tzv. filtračního koláče, který může být předán plazmovému procesu nebo postoupen dalšímu látkovému využití.

Schéma plazmové technologie:

http://www.odpadjeenergie.cz/jine-zpusoby/pyrolyza-a-plazma/plazma-technologie.aspx

Zdroj: E.I.C. spol. s r.o.