Плазменная переработка мусора в россии: Электроплазменная установка для переработки отходов

Содержание

Отечественный метод плазменной утилизации мусора остался в России не востребованным — Последние новости России и мира сегодня

Posted 4 декабря 2019, 06:05

Published 4 декабря 2019, 06:05

Modified 25 декабря 2022, 15:58

Updated 25 декабря 2022, 15:58

4 декабря 2019, 06:05

Фото: iStock

Совет Европы еще в 2017 году заявил об отходе от сжигания мусора и рекомендовал странам — членам ЕС прекратить финансировать строительство таких предприятий. Уже вводятся или повышаются налоги на сжигание, осуществляется переход к ликвидации схем поддержки сжигания и ввод моратория на строительство новых заводов.

Сюжет

Мусорная реформа

«Российская газета» отмечает, что при сжигании мусора образуются вредные диоксины, фуррены и многие другие соединения. И хотя есть очень дорогие системы очистки, которые стоят больше, чем сам завод, улавливают значительную часть вредных выбросов, но даже в малых концентрациях эти соединения губительны для человека.

По оценкам директора Института экологии Высшей школы экономики, доктора технических наук Бориса Моргунова, на эту вторичную массу, оставшуюся после сжигания, приходится более 40 процентов исходного мусора. Таким образом, хотя общий объем отходов несколько уменьшится, но их «качество» станет намного хуже.

Есть альтернатива. Издание напоминает, что в 2011 году академик Филипп Рутберг за разработку плазменных технологий был удостоен премии «Глобальная энергия», которую называют «энергетическим аналогом Нобеля». Более того, по проекту ученого в Институте электрофизики и электроэнергетики РАН была создана опытно-промышленная установка уничтожения бытового мусора. Вот как академик тогда рассказывал о сути своей разработки.

— Главное действующее лицо в этой технологии — ионизованный газ, плазма, температура которой может варьироваться от 2 тысяч до 6 тысяч градусов в зависимости от решаемой задачи. Принципиально важно, что в таком реакторе нет горения, мусор не сжигается, а подвергается газификации. А раз нет ни горения, ни кислорода, раз мусор не сжигается, то при такой температуре вообще нет условий для образования диоксинов, фуранов, оксидов азота, диоксида серы, углекислого газа и прочей вредности. Кроме того, плазма буквально разрывает на части не только отдельные частицы, но и молекулы, поэтому в процессе переработки мусора практически не создается твердых микрочастиц, — объяснял Филипп Рутберг.

Опытная установка академика Рутберга так и осталась в единственном экземпляре, так и не превратилась в заводы по уничтожению мусора. Более счастливая судьба у плазмотрона, созданного в Курчатовском институте. Он был изготовлен, а потом по различным причинам вместе с авторами оказался в Израиле, где в 2010 году начал бороться с местным мусором.

Сегодня зарубежные компании предлагают разные варианты плазменной технологии уничтожения отходов. Как с предварительным раздельным сбором и сортировкой мусора, так и с загрузкой в реактор всей «кучи» без разбора. В разных странах, в частности, в США, Китае, Великобритании, Индии, Японии, Канаде, уже построено несколько десятков предприятий, использующих плазменный метод.

Фото: Российская газета

О преимуществах плазменной газификации отходов ученые говорят давно.

Вот что ранее рассказал «Новым Известиям» ведущий научный сотрудник МИФИ, кандидат физико-математических наук Валерий Сосновцев. Его доклад стал «гвоздем» на «Круглом столе», который организовал Объединенный народный фронт с участием ведущих российских ученых:

««Хвосты» мусора после сортировки можно утилизировать с использованием современных технологий. Каких? Только один пример — плазменная газификация отходов. Основным продуктом переработки является синтез-газ. Это сырье для производства коммерческой продукции – метилового спирта, кормового белка. Отходов у такого предприятия практически нет, минимум шлака. Заводы в два раза дешевле, чем планируемые у нас «Хитачи», срок строительства тоже меньше.

Особо подчеркну, что такие предприятия уже работают по всему миру, в частности, в Канаде, США, в той же Японии. И в отличие от мусоросжигающих, окупаются за несколько лет, а прибыль от продажи продукции дополнительно позволяет снизить тарифы на вывоз мусора. По оценкам специалистов – на порядок по сравнению с мусоросжигающими заводами.

Принципиально важно, что такие технологии есть в России! Ими занимаются, в частности, в сибирском Институте электрофизики и электроэнергетики РАН и в «Курчатовском институте».

Были созданы экспериментальные и полупромышленные установки, которые показали отличные результаты в работе с различными отходами. Нам просто необходимо использовать такой опыт. Это и будет реальное импортозамещение».

Отметим, что сжигание мусорных отходов по-прежнему в РФ считается одним из главных способов утилизации мусора. Недавно сжигание с попутной выработкой электроэнергии стало активно продвигать Минприроды. Как следует из проекта поправок в законодательство, сжигание твердых коммунальных отходов «для производства электрической или тепловой энергии» планируется признать утилизацией. Таким образом, считают эксперты, Минприроды рассчитывает выполнить цели нацпроекта: к 2024 году на утилизацию должно быть направлено 36% всех российских отходов.

#Новости#Технологии#Россия#Наука#Мусорная реформа#Ученые

Подпишитесь

«У вас модуль не тот!» Банды лжеэнергетиков обкрадывают доверчивых граждан

Сегодня, 06:48

ФСБ сообщила о задержании репортера Wall Street Journal

Сегодня, 08:05

Почин дня: в Госдуме предложили приравнять учителей к госслужащим

Сегодня, 06:38

Лия Ахеджакова заявила об уходе из «Современника»

Сегодня, 08:35

В Минске задержали отца школьницы, нарисовавшей антивоенный плакат

Сегодня, 05:05

Россияне поддерживают сокращение рабочей недели до 36 часов

Сегодня, 07:07

Способы и методы утилизации отходов и мусора

Беречь экологию обязан каждый человек. В ходе жизнедеятельности человека, на заводах, в лечебных учреждениях образуются различные отходы. Образовавшийся мусор требует перевозки и переработки. Современные методы утилизации отходов подбираются с учетом вида мусора, его объема и класса опасности. Так, по источнику образования отходы бывают бытовыми, промышленными, медицинскими и пр.

Классы вредности отходов
1	Мусор первой категории несет большую опасность всему живому на планете. Даже в небольших объемах он может привести к летальному исходу. К таким опасным отходам относится ртуть, полоний, плутоний, свинец.
2,3	Сюда входит хлам, который нарушает экологический баланс, при этом на его восстановление уходят несколько десятков лет. В эту категорию входят хром, цинк, фосфор и хлор.
4	Не опасные компоненты, которые действуют на организм человека и флору, фауну незначительно. Природе для восстановления потребуется до 3 лет.
5	Здесь безопасные для природы отходы, но в большом объеме вредит экологии.

Наиболее распространенные методы утилизации твердых бытовых отходов и мусора следующие:

Захоронение

Этот метод – самый распространенный. Подходит для захоронения несгораемых веществ либо веществ, в ходе горения которых в воздух выделяются вредные компоненты. Захоронение происходит на специализированных полигонах, которые представляют собой сложные инженерные конструкции, оснащенные механизмами борьбы с загрязнениями подземных вод и воздуха. На некоторых полигонах проводится переработка газа, образующегося в ходе гниения отходов.

Сжигание

Методы утилизации отходов производства сжиганием такие:

слоевые;
камерные;
в кипящем слое.

Это безопасная для экологии технология. Но еще в пригородных территориях крупных городов встречаются дымящиеся свалки с отходами.

Компостирование

Такой переработке подвергается только органические отходы. Посредством бактерий начинается гниение. Таким способом изготавливается органическое удобрение. Технология не подходит для обработки мусора, в котором могут образоваться паразиты. Сюда относятся кости, мясо.

Брикетирование

Это инновационная методика, которая включает отделение мусора с дальнейшей формовкой в брикеты. Эффективность данного способа пока под сомнением. Применяют для повторной переработки хлама.

Оборудование для переработки

Есть отходы, которые невозможно переработать вышеперечисленными технологиями. Это ПВХ, полиэтилен, ряд производственного и медицинского мусора, опасные вещества и пр. Передовые методы переработки и утилизации отходов дают возможность не только безвредно освободиться от них, но сделать это безопасным для экологии и людей способом.

Для переработки используется такое оборудование:

дробилки;
автотоматические клавы;
сушилки;
сепараторы.

Высокотехнологичные машины позволяют не просто переработать отходы, но и получать из них вторсырье. Полиэтилен, бумагу, топливные брикеты, горючие, смазочные вещества, предметы домашнего пользования. К тому же таким способом минимизируется негативное воздействие на природу.

Ежегодно территории, которые занимают отходы, только увеличиваются. В связи с этим проблемы и способы утилизации отходов – самые сложные, важные. Загрязненность экологии из-за отходов увеличивается огромными масштабами. Для решения проблемы нужно внедрять новые технологии по переработке хлама, которые бы уменьшили опасное воздействие на природу.

Этапы переработки мусора

Законодательно определены требования нейтрализации ТБО. Но на региональном уровне, без строгого контроля требования не выполняются.

Игнорирование существующих требований влечет к штрафным санкциям.

Согласно действующим нормативам утилизация проводится в разные этапы.

Этапы работ
Сортировка	Первым делом отходы сортируются. Остатки еды, стекло, бумага, ткани и полимеры кладутся в отдельные емкости.
Сбор	Возле жилых зданий стоят контейнеры, куда граждане бросают ТБО. Каждая емкость предназначена для хранения соответствующего мусора.
Вывоз	К тарам привязан спецтранспорт. Грузовик погружает и вывозит сырье за пределами города.
Складирование	В соответствующих территориях мусор накапливается и хранится. Там он хранятся столько, сколько определено нормативами.
Вывоз с полигона	Отходы грузовиками доставляются к месту нейтрализации.
Нейтрализация	Проводится переработка либо уничтожение сырья.

Способы утилизации и переработки отходов

Способы утилизации мусора разнообразные. Часто из мусора получают ценное вторичное сырье. Некоторые из них активно загрязняют экологию, а другие обладают менее вредным действием.

Распространение получают следующие способы утилизации промышленных отходов:

сжигание на полигонах – эта методика позволяет очистить большие площади от мусора, но вредит окружающей среде. Но если предприятие снабжено высокотехнологичным оборудованием, способным нейтрализовать вредные вещества, то методика будет самой рациональной, выгодной;

плазменная переработка – позволяет обеззараживать не отсортированное сырье, в результате получается вторсырье. Вторичный продукт используется в производстве строительных материалов, керамической плитки пр.;
пиролиз при минусовой температуре – полезная методика, которая не несет вреда экологии, а, следовательно, и здоровью людей. В ходе переработки образуется тепловая энергия, которую преобразуют в электричество.

Есть и другие способы утилизации твердых бытовых отходов. Например, засыпка свалки и компостирование. Первый включает засыпку отходов грунтом, в результате чего они разлогаются и выделяется метан. Засыпка полигона финансово выгодная, поскольку газ превращается в обычный природный ресурс. В результате компостирования получается экологичное удобрение, поэтому используются только органические вещества.

Повторная переработка

Под повторной переработкой понимают разнообразные технологии утилизации отходов для повторного применения и возвращения в оборот полезного сырья. Существуют ценные разновидности сырья, которые подвергаются обработке и повторному применению. В эту категорию входит бумага, стекло, резина, полимеры, нефтепродукты, электрические приборы, металлы, дерево, строительный мусор.

Тонут в отходах, россияне злятся из-за отсутствия переработки

Груды мусора на подмосковном Тимоховском полигоне твердых бытовых отходов видны за многие километры.

Роман Юдаков указывает вдаль на вонючую гору мусора, нависшую над российской столицей, и вздыхает: «Посмотрите на нашу пирамиду!»

Мусорные башни над подмосковной Тимоховской свалкой, одной из крупнейших в Европе. Власти планируют построить мусоросжигательный завод, чтобы сжечь часть мусора, но Юдаков и другие активисты борются за его переработку.

«Приоритет властей — сжигать, а не сортировать (отходы на переработку). Никто не готов к этому», — говорит 36-летний электрик, бросая окурок в сторону 157- метров (515 футов) высотой отвал к востоку от Москвы.

Открытый с конца 1970-х годов, Тимохово ежедневно принимает десятки грузовиков из столицы, расположенной примерно в 80 километрах (50 милях).

С 2013 года жители жалуются на неприятный запах серы и опасаются, что сточные воды загрязняют грунтовые воды. Власти признали, что запах исходит от свалки, но говорят, что теперь это безопасно благодаря системе фильтрации. Однако активисты оспаривают это утверждение.

По официальным данным, в России перерабатывается всего семь процентов мусора. По данным Евростата, это намного ниже 43 процентов Франции или 68 процентов Германии, достигнутых в 2017 году.

Большая часть бытовых отходов в России попадает в такие места, как Тимохово, мусорную кучу которых видно за много километров.

В последние годы обращение с отходами стало предметом острых дискуссий, поскольку жители подмосковных городов протестовали против переполнения или возгорания свалок.

Открытый с конца 1970-х годов, Тимохово ежедневно принимает десятки грузовиков из российской столицы, находящейся примерно в 80 километрах (50 миль).

Властям пришла в голову идея разгрузить часть местных свалок и вывезти мусор из Москвы, которая производит 15 процентов мусора в России, в Архангельскую область на севере.

Новый проект полигона, запущенный в регионе в 1000 км от столицы, вызвал беспрецедентные демонстрации и привел к столкновениям между местными демонстрантами, строителями и охранниками.

«Необходимо изменение менталитета»

В связи с тем, что этот вопрос становится главной причиной общественного недовольства, президент Владимир Путин в декабре объявил, что к 2024 году уровень переработки увеличится до 60 процентов с помощью 200 новых центров сортировки мусора. .

Но борцы за переработку отреагировали скептически, заявив, что все централизованные попытки переработки в прошлом потерпели неудачу, и только частные инициативы могут быть эффективными.

«Они делают вид, что говорят о переработке. Я видела рекламу в метро и опросы общественного мнения на эту тему, но пока правительство не спешит нас поддерживать», — говорит Алена Рудюк, управляющая небольшим центром утилизации. в Москве.

Центр открылся в ноябре и является частью сети, запущенной экологической ассоциацией «Собиратор». Ежедневно сюда приходят десятки москвичей, чтобы сдать рассортированную упаковку.

У «Собиратора» также есть грузовик, который вывозит мусор в разных районах Москвы, рекламирует пункты выдачи в социальных сетях или даже приезжает прямо к человеку за определенную плату.

Тимоховский полигон твердых бытовых отходов в Подмосковье — один из крупнейших в Европе

Наталья Умнова выбрала этот вариант после того, как несколько месяцев собирала и сортировала вторсырье на балконе своей квартиры.

«Мы проверили близлежащие центры (переработки), но они либо были закрыты, либо принимали только один вид отходов», — говорит она.

Чтобы вывести переработку на более широкий уровень, необходимо преодолеть множество проблем, в основном связанных с отсутствием энтузиазма на правительственном уровне, говорит основатель «Собиратора» Леонид Синицын.

«Мы можем показать людям, как это делать (перерабатывать), но мы не можем решить проблему, поэтому нам нужно изменить менталитет и закон», — говорит он.

«Мусорная реформа»

До сих пор усилия правительства давали противоположный эффект.

Так называемая «мусорная реформа», начатая в январе, должна была сделать управление отходами более прозрачным, но на деле подняла плату за вывоз мусора для и без того бедствующих россиян, что еще больше разожгло общественное негодование.

«Должна расти цена (потребительской) упаковки, а не сборы», — говорит бывший депутат Максим Шингаркин, один из авторов реформы. «И пока люди злятся, у них не будет мотивации к переработке».

Въезд на Тимоховский полигон твердых бытовых отходов в Подмосковье, где власти планируют построить мусоросжигательный завод для сжигания части мусора, но активисты хотят, чтобы он был переработан.

Правительство Московской области в комментарии AFP заявило, что увеличение сборов идет на новые сортировочные баки и рост транспортных расходов после закрытия переполненных полигонов.

Кроме того, в прошлом году открылись три центра по переработке отходов и строятся еще девять, и более 700 000 школьников посетили специальные занятия о преимуществах переработки, говорится в сообщении.

Несмотря на эти усилия, Шингаркин подозревает, что у главного московского регионального оператора по утилизации отходов может просто не быть мотивации развивать переработку.

Компания «РТ-Инвест», частично принадлежащая госкорпорации Ростех, также участвует в строительстве четырех мусоросжигательных заводов вокруг столицы, что, по мнению Шенгаркина, является конфликтом интересов.

«Сортировка и переработка мусора означала бы, что сжигать меньше мусора», — сказал он.

В «РТ-Инвесте» отрицают отсутствие энтузиазма в отношении утилизации, заявив, что восемь строящихся сортировочных центров «в его интересах».

«Только после сортировки отходов предметы одноразового использования будут отправлены на мусоросжигательный завод», — сообщила пресс-секретарь Евгения Соколова.

Цитата : Утопая в отходах, россияне возмущены отсутствием переработки (2019, 3 июня) получено 30 марта 2023 г. с https://phys.org/news/2019-06-russians-fume-lack-recycling. html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Институт стратегических и инновационных технологий

Одной из самых серьезных глобальных проблем человечества является разрушение окружающей среды из-за небрежного обращения с отходами, что приводит к загрязнению наших океанов, нашей атмосферы и нашей питьевой воды. Столь же доминирующей и тесно связанной важной глобальной проблемой являются средства для производства энергии из возобновляемых ресурсов без увеличения количества опасных материалов или других вредных элементов для нашей окружающей среды.

Целью проекта является разработка средств для полного уничтожения отходов без использования опасных продуктов путем преобразования материалов в их основные атомы и ионы. Впоследствии эти атомы и ионы могут затем объединяться для образования энергетического синтетического газа, называемого СИНГАЗ, который можно использовать для производства электроэнергии. Короче говоря, проект преобразует отходы и опасные материалы в полезную энергию без вредных побочных продуктов.

Технология, разработанная во время холодной войны, является результатом недавнего международного сотрудничества двух ведущих мировых физиков-электромагнитщиков, доктора Фейра из Остина, штат Техас, и профессора Рутберга из Санкт-Петербурга, Россия. Доктор Фэйр поручил Институту передовых технологий Техасского университета обеспечить научную основу для разработки высокоскоростных электромагнитных рельсотронов. Профессор Рутберг руководит Институтом электрофизики и электроэнергетики в Санкт-Петербурге, Россия, который обеспечивает науку и технологии для высокоскоростных водородных пусковых установок. Оба научно-исследовательских института финансировались в основном военными ведомствами США и России и стали мировыми лидерами в области электродинамики и использования высокоэнергетической плазмы и сложных современных электромагнитных устройств высокой энергии и большой мощности.

Революционная технология, которую они разрабатывают, использует достижения в ПЛАЗМАТРОНы, электрические генераторы плазмы переменного тока высокой энергии, изобретенные и разработанные ИЭЭП в Санкт-Петербурге. В знак признания этой разработки Филип Рутберг был удостоен Международной премии «Глобальная энергия» за 2011 год. Это российский эквивалент «Нобелевской премии по энергетике» и одна из самых престижных мировых премий в области энергетики.

Высокоэнергетические электрические плазменные генераторы работают по принципу, аналогичному электродуговой сварке, когда электрическая дуга зажигается между двумя электродами. Высокоэнергетическая дуга создает высокие температуры в диапазоне от 3000 до 10 000 градусов по Цельсию, что горячее, чем на поверхности Солнца. Плазма представляет собой сильно ионизированный газ. В системе преобразования плазменных отходов в энергию плазма заключена в камеру, в которую подаются отходы. Высокая температура плазмы разбивает молекулы отходов на их основные атомы или ионы. Органические материалы, такие как дерево, бумага, пластик, масло, краски, продукты питания и т. д., расщепляются на углерод, водород и другие основные атомы или ионы. Затем эти ионы можно погасить с образованием монооксида углерода и водорода (эта комбинация известна как SYNGAS), который представляет собой горючий газ, содержащий энергию, подобную энергетической ценности природного газа. Тепловая энергия извлекается из горячего синтез-газа, и синтез-газ подается на турбину/электрогенератор для производства электроэнергии без вредных побочных продуктов.

Твердые вещества, такие как металлы или стекло в потоке отходов, расплавляются с образованием твердого стекловидного шлака. Этот процесс НЕ является сжиганием, поэтому не образуется летучая зола или опасные газообразные побочные продукты. Остеклованный шлак не выщелачивается и превосходит стандарты испытаний на выщелачивание Агентства по охране окружающей среды США, как определено испытаниями Стандартной процедуры выщелачивания характеристик токсичности (TCLP). Его можно использовать для различных применений, таких как минеральная вата, плитка для пола, черепица для крыши, изоляция, блоки для ландшафтного дизайна или дорожный заполнитель.

Разработка и передача технологий в США

Во время холодной войны Соединенные Штаты и Советский Союз независимо друг от друга разработали генераторы плазмы или плазменные горелки для изучения высокотемпературных материалов для боеголовок стратегических баллистических ракет. Соединенные Штаты разработали плазменные системы постоянного тока постоянного тока. Россия разработала ПЛАЗМАТРОН, источники питания переменного тока и генераторы плазмы переменного тока. Westinghouse был основным производителем горелок постоянного тока и продавал их по всему миру, хотя несколько других компаний в США и Канаде в настоящее время производят горелки постоянного тока.

В России высокоэнергетические и мощные плазмотроны PLASMATRON AC были разработаны Институтом электрофизики и электроэнергетики (ИЭЭП), научно-исследовательским институтом Российской академии наук в Санкт-Петербурге, Россия. Не было развито ни коммерческого, ни промышленного рынка, и технология не получила широкой огласки за пределами бывшего Советского Союза.

После распада Советского Союза Соединенные Штаты финансировали бывшие советские оружейные лаборатории и научных экспертов для использования их технологий в мирных/коммерческих целях. Профессор Филип Рутберг, директор IEEP, получил финансирование от Соединенных Штатов и Российской академии наук для исследования уничтожения медицинских отходов с использованием высокоэнергетических плазменных генераторов PLASMATRON AC. К сожалению, российское оборудование не было коммерчески доступно, а результаты плазмы переменного тока не публиковались на Западе, поэтому, следовательно, все 30 или более плазменных установок по преобразованию отходов в энергию по всему миру основаны на плазменных системах постоянного тока.

Успешная передача плазменной технологии PLASMATRON AC в США

Независимые исследования, проведенные доктором Гарри Фейром и его коллегами из Института стратегических и инновационных технологий, показали, что системы генераторов плазмы переменного тока PLASMATRON могут иметь важные важные преимущества по сравнению с системами генераторов плазмы постоянного тока, разработанными в Соединенных Штатах, особенно с точки зрения масштабирование, эффективность и стоимость эксплуатации. ISIT предоставил финансирование для импорта российской технологии генератора плазмы переменного тока PLASMATRON в Соединенные Штаты и для экспериментальной проверки производительности PLASMATRONS. В конце 2009 г., ИСИТ смог приобрести ПЛАЗМАТРОН большой мощности первого и второго поколения и их блоки питания у ИЭЭП в Санкт-Петербурге, Россия. ISIT создала исследовательскую и испытательную лабораторию в Остине, штат Техас, и в сотрудничестве с профессором Рутбергом и его коллегами из IEEP подтвердила их эффективность в Соединенных Штатах. ISIT также предоставил финансирование IEEP для разработки компактной системы генератора плазмы переменного тока PLASMATRON для преобразования от 50 до 100 кг/ч древесины в SYNGAS. Обоснование заключается в том, что древесина имеет высокое содержание органических веществ и является хорошим прототипом материала для оценки эффективности и пропускной способности системы кондиционирования воздуха для более широкого класса отходов или других органических продуктов. Кроме того, он предоставил финансирование IEEP для переоборудования их экспериментальной установки в Санкт-Петербурге для экспериментальной проверки их расчетов эффективности преобразования древесины в СИНГАЗ. Экспериментальные результаты подтвердили расчеты и определили рабочие параметры для получения высококачественного (богатого водородом) SYNGAS. ISIT также приобрела у IEEP детальный проект компактной переносной плазменной системы высокой мощности PLASMATRON AC для преобразования древесины или других органических отходов в энергию.

Срок службы электродов генератора плазмы имеет решающее значение для установления коммерческой жизнеспособности и экономической целесообразности этих систем для преобразования отходов в энергию. Они определены расчетами и экспериментами в ИЭЭП для систем переменного тока первого поколения. Ожидается, что срок службы электродов нового поколения 2-го поколения будет намного выше, и они находятся в процессе экспериментальной проверки. Кроме того, как IEEP, так и ISIT продолжают исследования передовых электродных материалов, использующих наноструктурированную энергетическую металлургию для увеличения срока службы. Плазмотроны переменного тока 2-го поколения имеют мощность 30-50 кВт. Для полномасштабной системы преобразования отходов в энергию потребуются горелки с большей мощностью. В настоящее время IEEP испытывает плазменную горелку переменного тока мощностью 300-500 кВт, которая демонстрирует отличные результаты с очень хорошим сроком службы электродов и, следовательно, сроком службы. Текущие прогнозы дают предполагаемый срок службы электрода более 1000 часов. Важность этого для коммерциализации заключается в том, что это может обеспечить круглосуточную работу системы переработки отходов в энергию в течение многих недель непрерывной работы. Замена электрода выполняется быстро и просто и может быть запланирована как часть планового технического обслуживания системы.

Конкурентные подходы и средства

Свалки, сброс в море и сжигание были основными способами избавления от наших отходов. Все это уже неприемлемо. Плазменная технология предлагает новый экологически безопасный подход без вредных побочных продуктов, который также позволяет производить электроэнергию из возобновляемых источников.

Плазменная технология НЕ является сжиганием.

Использование генераторов плазмы для создания экстремальных температур не ново. Они разрабатывались как русскими, так и США с целью испытаний теплозащитных экранов космических кораблей и возвращаемых аппаратов в 19-м веке.60-е годы. Как отмечено в отчете «ласточкин хвост» (ссылка 1)

«Хотя плазменно-дуговая технология не нова, адаптация этого подхода к крупномасштабному удалению твердых отходов включает газификацию отходов и рекуперацию энергии из образующегося газа. Как отмечает Додж (2009 г.), «плазменная газификация смешанных твердых отходов (ТБО) представляет собой довольно новое приложение, объединяющее хорошо зарекомендовавшие себя подсистемы в одну новую систему. Подсистемы: обработка и сортировка отходов, плазменная обработка, газоочистка, производство энергии. Интеграция этих систем быстро развивается, но до сих пор не реализована в крупных промышленных системах».

Существует не менее десятка компаний, планирующих проекты по переработке муниципальных плазменных отходов в энергетические проекты, и фактически в Японии действует несколько небольших заводов, перерабатывающих значительные объемы (от 80 до 100 тонн/день) муниципальных отходов в энергию.

Сжигание — это совершенно другой процесс. Инсинерация или сжигание происходит в присутствии избытка кислорода при температурах в диапазоне от 1000 до 2000 градусов по Фаренгейту, а мусоросжигательные заводы управляют выбросами загрязняющих веществ, очищая золу и другие побочные продукты, и их основная функция состоит в том, чтобы уменьшить объем отходов до золы (30). до 50%). Затем зола, как правило, засыпается землей, а содержащаяся в ней зола часто требует обращения с ней как с опасными отходами.

Электроплазменно-дуговая газификация, напротив, представляет собой полное преобразование отходов или органических материалов в синтез-газ и инертный шлак с рекуперацией энергии и ценных металлов и происходит при температуре выше 2000-5000 F без побочных продуктов загрязнения. (Плазмотроны могут работать при температуре до 10 000 F, но реактор работает при более низкой температуре для защиты изолирующих компонентов).

Конкурентные преимущества генераторов плазмы переменного тока по сравнению с генераторами плазмы постоянного тока

Существуют существенные и важные различия между генераторами плазмы постоянного тока и генераторами плазмы переменного тока PLASMATRON и их плазмой. Генераторы переменного тока имеют высокий коэффициент преобразования энергии плазменной дуги в энергию газа (выше 70-90% против 50% для постоянного тока)). Поскольку цель плазмы состоит в том, чтобы нагреть объем реактора до высокой температуры, плазма должна охватывать большой объем и быть рассеянной, в отличие от остро сфокусированного остронаправленного пучка. С генератором плазмы переменного тока можно управлять режимом плазменной дуги, чтобы она была диффузной, что приводит к высокой эффективности преобразования энергии. Важно отметить, что блоки питания переменного тока представляют собой простые обычные трансформаторы переменного тока, которые дешевле приобрести и эксплуатировать, чем специализированные блоки питания постоянного тока. Кроме того, электроды переменного тока легко заменяются, что позволяет свести к минимуму время простоя для обслуживания системы. Для охлаждения генераторов плазмы постоянного тока требуется дорогая дистиллированная деионизированная вода, а не обычная водопроводная вода для ПЛАЗМАТРОНА.

Наиболее важно то, что общая эффективность системы переменного тока значительно выше, чем у систем постоянного тока, что приводит к значительному снижению эксплуатационных расходов и НАМНОГО большей мощности по выработке электроэнергии.

План коммерциализации технологии электрических плазменных горелок переменного тока

Институт стратегических и инновационных технологий создал дочерние компании для коммерциализации технологии и продолжит сотрудничество между собственными исследовательскими лабораториями и IEEP в России для дальнейшего развития технологии. ISIT также построит и будет эксплуатировать экспериментальные установки для преобразования отходов и других органических материалов в электроэнергию для дальнейшей оптимизации процесса преобразования. ISIT планирует эксплуатировать пилотные объекты на этапе испытаний и оценки.

1) Компания Oaks Plasma, LLC была создана для владения интеллектуальной собственностью и выдачи лицензии на нее компаниям, заинтересованным в коммерциализации технологий. Первоначальные патенты касаются плазменных горелок PLASMATRON AC, но в портфолио Oaks Plasma будут включены дополнительные патенты, технологии и приложения.

2) Fair Oaks Plasma, Inc. была создана для приобретения плазменных генераторов переменного тока PLASMATRON по контракту с Российским институтом, а также для создания исследовательского и испытательного центра и необходимой инфраструктуры для эксплуатации генераторов для проверки их работы. Это было успешно выполнено. Fair Oaks также определила, что уровень технологии превосходен, но был разработан российской исследовательской лабораторией IEEP как современное лабораторное оборудование для эксплуатации и экспериментов в России. Оборудование нуждается в перенастройке для соответствия западным и европейским стандартам промышленной безопасности. Компания Fair Oaks Plasma Inc. была ликвидирована, а плазменное оборудование было передано в дар некоммерческому Институту стратегических и инновационных технологий для создания в Институте лаборатории исследований и разработок плазмы для продолжения разработки и передачи технологии плазменной резки переменного тока.

3) Компания Plasma Technology Applications, Inc. (PTA) была создана для разработки, модернизации и производства плазменных генераторов переменного тока PLASMATRON, их источников питания и реакторных систем в Соединенных Штатах. Оборудование, полученное компанией Fair Oaks Plasma от IEEP, НЕ является «вестернизированным» в том смысле, что его электрические компоненты особенно нуждаются в переработке для соответствия стандартам безопасности США и Европы. Группа инженерного проектирования, анализа и документации обеспечит совместимость с западными стандартами промышленной безопасности и предоставит необходимые инструкции по эксплуатации и сопутствующую документацию. Не менее важна необходимость создания производственных мощностей для всех компонентов в Соединенных Штатах — для первоначального производства и для производства запасных частей. Эта деятельность будет осуществляться в тесном сотрудничестве с инженерами Института электрофизики и электроэнергетики на основе соглашений между ISIT и IEEP.