زباله سوز پلاسما یک فناوری پیشرفته است که با استفاده از حرارت و فشار بالا، زباله‌ها را به عناصر اولیه تجزیه می‌کند. در این فرآیند، زباله‌ها به گاز سنتز و گداخته کریستالی تبدیل می‌شوند.

زباله سوزهای پلاسما با تولید حرارت بالا تا چند هزار درجه سانتیگراد و استفاده از قوس برقی بین دو الکترود، زباله‌ها را فرم گازی تبدیل می کند. در این فرآیند، زباله‌ها تجزیه شده و به مایع گداخته تبدیل می‌شوند.

زباله سوزی با پلاسما دارای مزایایی مختلفی از جمله:

• کاهش حجم زباله: با استفاده از زباله سوز پلاسما، حجم زباله‌ها به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد، که به معنی کاهش نیاز به فضای دفن زباله است.
• تولید انرژی: در فرآیند زباله سوز پلاسما، حرارت تولید شده قابل استفاده است و می‌توان از آن برای تولید بخار آب و تولید برق استفاده کرد.
• کاهش آلاینده‌ها: زباله سوز پلاسما به طور موثر آلاینده‌های محیطی را کاهش می‌دهد و گازهای آلاینده‌ حاصل از این فرآیند به نحوه قابل توجهی کمتر از سایر روشهاست.
  
  به طور کلی، زباله سوز پلاسما روشی قدرتمند و پیشرفته برای امحاء زباله است که بهبود در بهره‌وری منابع و حفاظت از محیط زیست را ممکن می‌سازد.

زباله سوزهای فلاتِک در انواع ذیل و در ظزفیت های مختلف قابل سفارش می باشد.

• زباله سوز شهری
• زباله سوز بیمارستانی
   
• زباله سوز صنعتی
   
• زباله سوز چند منظوره
   
• زباله سوز پلاسما
   
• زباله سوز سیار
   
• مایع سوز، لجن سوز، پساب سوز
   
• سوزاننده گازهای آلاینده و ترکیبات آلی فرار VOC
   

لازم بذکر است، متخصصین طراح انرژی فلات قادر هستند تا در صورت وجود چند پسماند مختلف در یک واحد صنعتی، با استفاده از فن آوری های نوین شبیه سازی و تلفیق روشهای مختلف، امکان مدیریت پسماند مختلف را با استفاده از یک دستگاه امکان پذیر سازند.

سیستم زباله سوز پلاسما

اولین زباله سوز پلاسما یا برجسته‌سازی حرارتی زباله‌ها (Waste-to-Energy) در دنیا، در دهه ۱۹۳۰ میلادی در شهر استاکهولم، سوئد، تاسیس شد. این سیستم متشکل از یک ساختمان برجسته حرارتی بود که با استفاده از فناوری احتراق زباله، انرژی حرارتی تولید می‌کرد و آن را به تولید برق و حرارت برای استفاده در شهر می‌تبدیل می‌کرد. این سیستم نوآورانه در آن زمان، نتایج مثبتی در بهره‌وری انرژی و کاهش حجم زباله‌های شهری داشت.

از آن زمان به بعد، تکنولوژی زباله سوزی پلاسما در سراسر جهان به‌عنوان یک راهکار پایدار برای مدیریت زباله‌های شهری مورد استفاده قرار گرفته است. این فناوری امکان تبدیل زباله‌های جامد به انرژی قابل استفاده و کاهش حجم زباله را فراهم می‌کند، همچنین برای جلوگیری از آلودگی هوا و آلودگی محیط زیست موثر است. همچنین، زباله سوزی پلاسما می‌تواند به عنوان منبع انرژی قابل استفاده در شبکه‌های برق شهری استفاده شود.

روش انرژی پلاس یا E+ زباله سوز پلاسما کارآمد و با قابلیت های متنوع جهت مدیریت چندگانه انواع پسماند می باشد که با ترکیب روشهای متنوع سوزاندن نظیر پلاسماي گرم و استفاده از مشعل های متداول همراه با گازی سازی (انواع پسماند)، ضمن کاهش میزان پسماند تا ۱%، قادر به تولید انرژی های مختلفی نظیر: برق، حرارت، بخار و … می باشد.

تبدیل زباله به انرژی از طریق تکنولوژی گازی سازی پلاسما روشی نوین برای صنعت انرژی می باشد، در واقع سوزاندن زباله. درست مانند انواع دیگر سوختها، می تواند گرمای لازم را برای راه اندازی توربین ها و تولید برق تامین نماید. زباله سوزی با استفاده از انرژی پلاسما و حرارتی بالاتر از ۵۰۰۰ درجه سانتیگراد، موجب تبدیل زباله ها به عناصر اولیه و تولید گاز سنتز می شود. سوزاندن زباله در اکثر کشورها یک روش معمول است ولی استفاده از مزیت اضافی تولید انرژی در حین انجام این فرآیند نیز میسر می باشد. تنها مشکل این است که سوزاندن زباله‌ها، مواد شیمیایی سمی مختلفی را منتشر می‌کند که می‌توانند هوا را آلوده کرده و در صورت استفاده در مقیاس وسیع منجر به تخریب لایه ازن شوند. با این حال، همه اینها با فناوری‌های جدید که نوید تولید انرژی پاک و در عین حال زباله‌های کمتری را می‌دهند، در حال تغییر است و کاربردی ترین این فناوری‌ها فرآیند گازسازی پلاسما می باشد.

(PGP) Plasma Gasification Process

PGP جدیدترین پروسه در فناوری زباله سوز است، و برای علاقه مندان به فیزیک، چشم انداز استفاده از پلاسما “حالت چهارم ماده” به خودی خود یک چشم انداز جذاب است. اساساً، فرآیند گازسازی پلاسما (همچنین به عنوان گازسازی قوس پلاسما شناخته می‌شود) با ایجاد یک قوس الکتریکی بین دو الکترود که از هم فاصله دارند، کار می‌کند. گاز بی اثر تحت فشار از طریق قوس عبور داده می شود و به یک محفظه احتراق زباله هدایت می شود. دمای داخل این محفظه می تواند به (بالاتر از ۵۰۰۰ درجه سانتیگراد) در ستون قوس برسد.

فرآیند انرژی پلاس مهندسی انرژی فلات E+

فرآیند انرژی پلاس روشی نوین می باشد. زباله سوز پلاسما با حذف هرگونه عناصر آینده موجود در زباله های شهری که به طور سنتی غیر قابل بازیافت هستند، آغاز می شود. سپس، ضایعات باقی‌مانده به یک گازساز وارد می‌شود که از مشعل چندگانه سوز و گرمای بازیافتی از بخشهای مختلف زباله سوز برای گازدار کردن زباله‌ها استفاده می‌کند. این فرآِیند گازهای مختلفی از جمله گازهای بسیار سمی را آزاد می کند که در مرحله بعد از طریق قوس پلاسما به صورت کامل تصفیه می شود. استفاده از این روش ترکیبی (انرژی پلاس) به معنی ترکیب سایر روشهای زباله سوزی با فرآیند پلاسما، ضمن بالا بردن قابل توجه راندمان سیستم، موجب کاهش مصرف انرژی مورد نیاز برای فرآیند پلاسما شده در نتیجه فرآیند قوس پلاسما برای پالایش گاز خام حاصله به جای سوزاندن زباله‌های جامد، نتیجه بسیار کارآمدتری دارد.

تشریح فرآیند E+

ورود پسماند به زباله سوز از قسمت Fuel Input در فرم های جامد، مایع و گاز از طرق مختلفی نظیر Screw Conveyor برای انتقال زباله های جامد، پمپ برای تزریق مایعات و داکت برای ورود هوای آلوده انجام می پذیرد. راکتور (۲) که در قسمت گازی سازی از یک مشعل گازسوز و یک مشعل پلاسما (۱) بهره می گیرد، عملیات تولید و تصفیه گاز را برعهده دارد.

هر گونه زباله جامد باقیمانده از فرآیند انرژی پلاس، در مرحله بعد وارد محفظه پلاسما شده واز زباله ها مایعی ذوب شده تولید می کند که پس از خنک شدن شبیه شیشه بوده و از قسمت (۳) خارج می شود. این سرباره را می تواند در کاربردهای مختلف ساختمانی استفاده نمود.

در چنین دمای بالایی، ماده به معنای واقعی کلمه در حالت گازی خنثی به اشکال عنصری اصلی خود تجزیه می‌شود. این گاز مصنوعی، «سینگس» نامیده می‌شود. از این گاز می توان برای استفاده‌های مشابه گاز طبیعی، نظیر راه‌اندازی توربین‌ها در یک نیروگاه برق بهره جست و یا استفاده ای مشابه گازهای هیدروژن، مانند پیل های سوختی. گاز سنتز، حتی می توان قسمت قابل توجهی از آن را به سوخت مایع تبدیل نموده و به طور بالقوه می تواند از آن در نسل های جدید وسایل نقلیه استفاده نمود. با استفاده از سیستم گازی سازی پلاسما، تقریباً ۹۹ درصد از زباله های جامد به گاز سنتز تبدیل می شود. یک درصد باقیمانده از زباله جامد نیز به صورت “سرباره” از زباله سوز خارج می گردد. گاز سنتز تولید شده پی از خروج از سیستم وارد سیکلون غبارگیر (۴) می شود و ذرات ریز معلق در گاز Fly Ash تا حد قابل قبولی از گاز جدا می شود.

در ادامه گاز سنتز جهت تنظیم pH و جداسازی سایر ذرات معلق وارد اسکرابر شده سپس در قسمت (۶) گاز خنک شده و با توجه به نیروی انتقالی ایجاد شده توسط Blower قسمت (۷) جهت تکمیل فرآیند فیلتراسیون وارد فیلترهای کیسه ای بخش (۸) می شود. سیستم کنترل هوشمند دستگاه (۹) با بهره گیری از کنترلر PLC و نمایشگرهای HMI، وظیفه تامین ابزار لازم برای کنترل هر چه بهتر سیستم را بر عهده داشته و بهره گیری از برنامه اختصاصی E+ بهینه سازی و بروز کردن این بخش را امکانپذیر می سازد.

منبع تغذیه (۱۰) وظیفه تامین انرژی مورد نیاز برای پروسه PGP را بر عهده داشته و توصیه می شود از یک سیستم متعادل کننده نیز برای تثبیت جریان برق استفاده نمود.

بخش (۱۱) مربوط به قرارگیری آنالیزر گاز خروجی و در صورت نیاز نمونه برداری طراحی شده است. این واحد را می توان با آنالیزر آنلاین گاز تجهیز نموده و اطلاعات مربوط به گازهای خروجی را به صورت لحظه ای پایش نمود.

گاز سبز تولید شده در مرحله آخر (۱۲) به بخش Flare منتقل شده و می سوزد. با سرمایه گذاری در پروسه PGP می توان از هر ۱۰۰۰ تن زباله، به صورت متوسط ۴۰ مگاوات انرژی برق تولید نمود.

احتراق گاز سنتز به دلیل واکنش شیمیایی بین گازهای سنتز شده و هوا اتفاق می‌افتد. در گاز سنتز، گازهای غنی از منیزیم یا کربن دی‌اکسید تولید می‌شوند. وقتی که این گازها با هوا – که شامل اکسیژن است – ترکیب می‌شوند، واکنش احتراق رخ می‌دهد.

وقتی که گاز سنتز با اکسیژن در حضور حرارت و سوخت مانند الکترود پر می‌شود، واکنش اکسیداسیون رخ می‌دهد. در این واکنش، گاز سنتز و هوا با یکدیگر واکنش می‌دهند و انرژی حاصل از این واکنش در شکل حرارت و نور آزاد می‌شود. این عملیات به عنوان احتراق گاز سنتز شناخته می‌شود.

احتراق گاز سنتز در برخی کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله در موتورهای داخلسوز و سیستم‌های گرمایش صنعتی. این نوع احتراق به دلیل قدرت حرارتی بالا و انتشار کمتر آلاینده‌های زیست محیطی مورد توجه قرار گرفته است.

گاز سنتز به سیستم وارد شده و انرژی لازم برای همه تجهیزات، از مشعل های پلاسما گرفته تا سیستم انتقالی که زباله ها را تغذیه می کند، تامین می کند. بنابراین، ایجاد یک زباله سوز حلقه ای کارآمد می باشد که به طور موثر دفن زباله را به حداقل می رساند و در عین حال هیچگونه گازهای سمی را آزاد نمی کند. توانایی فرآیند پلاسما در تجزیه مواد سمی و خطرناک مانند باتری ها و زباله های پزشکی مورد تحسین قرار گرفته است.

گاز سنتز ایجاد شده توسط PGP می تواند به عنوان منبع انرژی نیروگاههای برق مورد استفاده قرار گیرد. گاز سازی پلاسما می تواند انرژی تجدیدپذیر بیشتری نسبت به سایر روشها نظیر، انرژی خورشیدی، باد، گاز محل دفن زباله و انرژی های زمین گرمایی ایجاد کند.

 
مزایای تکنولوژی انرژی پلاس E+

در حالی که فرآیند زباله سوز پلاسما، در مقیاس کوچک و به صورت آزمایشی با موفقیت به کار گرفته شده است، امید آن می رود که با تکمیل فرآیند در مقیاس بزرگتر، بتوان به طور کامل عملیات مدیریت زباله شهری و بیمارستانی را برای شهرهای بزرگ عملیاتی نموده و با ادغام پتانسیل های موجود، ضمن ایجاد منابع مالی گسترده و اشتغال زایی مناسب، از این روش منحصربفرد به عنوان روشی نوین جهت مدیریت پسماند و تولید انرژی پاک بهره گرفت.

فرآیند اختصاصی گازسازی پلاسما E+، حاصل چندین سال پژوهش متخصصان انرژی فلات، رویکرد متفاوتی را در پیش گرفته و مدعی است، با توجه به ترکیب روشهای کاربردی و متنوع می‌تواند، ضمن ارائه سرویس های چند منظوره جهت امحاء انواع پسماندهای جامد، مایع و گاز در سطوح مختلف آلودگی از شهری، صنعتی و بیمارستانی گرفته تا سمی، خطرناک و رادیواکتیو، بکار گرفته شده و در عین حال مصرف خالص انرژی در سیستم را کاهش داده و کارایی آن را تا بالاترین میزان ۹۹٫۹%  افزایش دهد. این مهم می تواند ضمن ساماندهی وضعیت پسماند شهرهای مختلف کشور، از پسماندهای شهری گرفته تا خطرناکترین انواع پسماندهای تولید شده توسط صنایع مختلف، ضمن ایجاد ارزش افزوده و سود قابل توجه که در بخشهای طراحی، ساخت و بهره برداری تا تعمیر و نگهداری قابل تحقق می باشد، دستگاه مذکور را به سیستمی ارزشمند و منحصربفرد برای مقاصد صادراتی تبدیل نماید.