Достоинства пароводяной электродуговой плазмы
  1. Состав плазмы. Пароводяная плазма состоит только из водорода и кислорода, оба компонента являются активными реагентами в окислительно-восстановительных реакциях.
  2. Отсутствует балласт, каким является азот в воздушной плазме где его доля близка к 78%.
  3. Экстремально высокая температура.
    Температура плазменной струи способна разрушить любые органические и биологические материалы, гарантированно уничтожить самые токсичные яды, переплавить и испарить самые тугоплавкие неорганические соединения, значительно сократить объем отходов в целом.
  1. Высокая энтальпия.
    Паровая плазма обладает энтальпией, которая почти на порядок выше, чем у азота, кислорода и многих других газов и газовых смесей, уступая лишь водороду.
  2. Высокие транспортные свойства водяного пара - при высокотемпературном паровом пиролизе по всему реакционному объему устанавливается одинаковый температурный и концентрационный режим.
  3. Процесс паровой плазменной газификации не чувствителен к влажности обрабатываемых отходов.
  4. Невзрывоопасность.
    В отличие от водородной плазмы пароводяная плазма невзрывоопасна.
  5. Доступное исходное сырье.
    Исходным веществом служит обычная вода H2O, отчего пароводяная плазма дешевле других сортов плазмы.
  6. Хорошая экология.
    a) При взаимодействии с хлорсодержащими материалами пароводяная плазма практически не образует диоксины, которые являются одними из самых токсичных веществ.
    b) Паровая плазма обеспечивает полное извлечение углерода из материала отходов (при температуре паровой конверсии более 900 °С в системе отсутствует равновесный углерод), в то время как при всех процессах сжигания остается в твердом остатке до 30% углерода.
    c) При паровой плазменной газификации в отходящих газах нет оксидов азота. Наличие водорода, вводимого в реакционный объем паровой плазмой, тормозит реакции образования газообразных серы и фосфора и свободного хлора, то есть таких газов, которые трудно удаляются в газоочистном узле. При недостатке окислителя и при наличии таких металлов как Ca, Mg, Na можно добиться связывания серы и фосфора в тугоплавкие соединения и перевести их в конденсированную фазу, а хлор связать в HCl и удалить из газовой фазы в системе газоочистки.
  7. Высокое качество продукта плазменной газификации – синтез газа (СО+Н2) и твердого остатка:
    a) Наибольшая теплотворная способность (максимальное содержание водорода и отсутствие балластных компонентов в виде азота, СО2 и др.) – 22800 кДж/кг.
    b) Максимальное водородно-моноокисное число &=Н2/СО.
    c) Синтез газ может быть использован, когда требуется (использован немедленно, запасен для будущего использования, транспортирован к отдаленному потребителю, может служить топливом для получения электроэнергии, может быть сырьем для получения синтетического топлива), и сделать процесс переработки отходов энергонезависимым.
    d) Твердый остаток нейтральный в виде стеклованного шлака, может быть использован в строительстве. Отношение веса твердого остатка к весу исходного материала отходов достигает 1:400.
  8. Энергозатраты, рассчитанные на получение единицы условного топлива с теплотворной способностью 7000 ккал/кг, минимальные по сравнению с кислородной и воздушной плазмой.
  9. Есть пути снижения энергозатрат:
    Применять для генерирования электроэнергии комбинированное паротурбинное и газотурбинное оборудование.
  10. Плазменная горелка является независимым источником нагрева, что позволяет управлять процессом газификации при изменении состава отходов.
СРАВНЕНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ:
Плазменная газификация с использованием паровой плазмы Плазменная газификация с использованием воздушной плазмыОбычная газификацияСжигание

Полное разрушение
(2000°С)

Полное разрушение (2000°С) 90% разрушение (800°С) 70% разрушение (650°С)

Нет смол и фуранов

Нет смол и фуранов Есть смолы и фураны Много смол и фуранов

Нет золы

Нет золы 10% золы 30% токсичной золы

Любой вид отходов

Любой вид отходов Кроме отдельных неорганических видов отходов Кроме отдельных неорганических видов отходов

Не требуется сортировка отходов

Не требуется сортировка отходов Требуется сортировка отходов Требуется сортировка отходов

Любой объем

Большой объем отходов Малый объем отходов Большой объем отходов

Очень низкие выбросы дымовых газов

Очень низкие выбросы дымовых газов Средние выбросы дымовых газов Высокие выбросы дымовых газов

Не чувствителен к влажности отходов

Не чувствителен к влажности отходов Чувствителен к влажности отходов Чувствителен к влажности отходов

Нет балластного азота, высокое качество получаемого синтез-газа

Балластный азот воздушной плазмы разбавляет синтез газ и понижает его энергетическую ценность