Tratamento de resíduos de gaseificação por arco de plasma

Gaseificação por arco de plasma (PAG), tecnologia de tratamento de resíduos que utiliza uma combinação de eletricidade e altas temperaturas para transformar resíduos urbanos (lixo ou lixo) em subprodutos utilizáveis ​​sem combustão (queima). Embora a tecnologia às vezes seja confundida com a incineração ou queima de lixo, a gaseificação por plasma não queima os resíduos como os incineradores. Em vez disso, converte o lixo orgânico em um gás que ainda contém toda a sua energia química e térmica e converte o lixo inorgânico em um vidro vitrificado inerte chamado escória. O processo pode reduzir o volume de resíduos enviados para aterros e gerar eletricidade.

Processo

No processo PAG, um gaseificador de arco elétrico passa uma corrente elétrica de voltagem muito alta por dois eletrodos, criando um arco entre eles. O gás inerte, que está sob alta pressão, passa através do arco elétrico para um recipiente fechado (chamado conversor de plasma) de resíduos. As temperaturas na coluna de arco podem atingir mais de 14.000 ° C (25.000 ° F), mais quente que a superfície do sol. Expostos a essas temperaturas, a maioria dos resíduos é transformada em gás, composto por elementos básicos, enquanto moléculas complexas são fragmentadas em átomos individuais.

Os subprodutos da gaseificação por arco de plasma consistem no seguinte:

• Syngas, que é uma mistura de hidrogênio e monóxido de carbono. Os resíduos, incluindo plásticos, contêm grandes quantidades de hidrogênio e monóxido de carbono, e a taxa de conversão desses materiais em syngas pode exceder 99%. Antes que o syngas possa ser usado como energia, ele deve ser limpo de materiais nocivos, como cloreto de hidrogênio. Uma vez limpos, os syngas podem ser queimados como gás natural, com uma parte destinada a alimentar a planta de gaseificação por arco de plasma e o restante sendo vendido a empresas de serviços públicos, que também a utilizam principalmente para produzir eletricidade.

• A escória, que é um resíduo sólido semelhante à obsidiana, pode ser limpa de contaminantes, incluindo metais pesados ​​como mercúrio e cádmio, e processada em tijolos e cascalho sintético.

• Calor residual, que emana do processo e pode ser usado para produzir vapor para geração elétrica.

A composição do fluxo de resíduos pode afetar a eficácia do procedimento de gaseificação. O lixo rico em materiais inorgânicos, como metais e resíduos de construção, produzirá menos syngas, que é o subproduto mais valioso, e mais escória. Por esse motivo, pode valer a pena, em determinadas configurações, ordenar o fluxo de resíduos. Se os resíduos puderem ser triturados antes de entrar na câmara de gaseificação, a eficiência do PAG é aprimorada.

Custo e benefício econômico

O PAG parece oferecer um potencial significativo para reduzir o desperdício em aterros e converter o lixo em produtos úteis. No entanto, seus custos e incertos impactos ambientais complicam os esforços para construir instalações de PAG. Enterrar lixo em aterros sanitários permanece relativamente barato em comparação com o uso de PAG para reduzir os resíduos sólidos que residem lá. (Um estudo de aterros sanitários em Hamilton, Ontário, Canadá, em 2007, observou que o custo para os municípios era de US $ 35 por tonelada para enterro de lixo, em comparação com US $ 170 por tonelada para processamento de PAG.)

Pequenas instalações operam em vários países para descartar materiais perigosos, como armas químicas e cinzas de incineradores. Entre as instalações experimentais mais notáveis ​​estão as fábricas da Universidade Nacional Cheng Kung de Taiwan, na cidade de Tainan, que processa de 3 a 5 toneladas (3,3 a 5,5 toneladas) de resíduos por dia, e Utashinai, no Japão, que processa 150 toneladas (165 toneladas curtas) por dia. Várias instalações de larga escala foram propostas nos Estados Unidos e em outros países; no entanto, o desenvolvimento de instalações maiores em nível municipal não progrediu além do estágio piloto. Mesmo que instalações de grande escala não sejam construídas, os defensores dizem que a tecnologia pode ser particularmente econômica em relação ao manuseio de resíduos médicos e de refinarias e materiais de construção, porque eles exigem altas taxas de descarte para o operador e produzem altos níveis de calor que podem ser usados ​​para produzir eletricidade.