La gazéification à l'arc plasma (PAG), une technologie de traitement des déchets qui utilise une combinaison d'électricité et de températures élevées pour transformer les déchets municipaux (ordures ou déchets) en sous-produits utilisables sans combustion (combustion). Bien que la technologie soit parfois confondue avec l'incinération ou la combustion de déchets, la gazéification au plasma ne brûle pas les déchets comme le font les incinérateurs. Au lieu de cela, il convertit les déchets organiques en un gaz qui contient toujours toute son énergie chimique et thermique et convertit les déchets inorganiques en un verre vitrifié inerte appelé laitier. Le processus peut réduire le volume de déchets envoyés aux décharges et produire de l'électricité.
Processus
Dans le procédé PAG, un gazéificateur à arc électrique fait passer un courant électrique à très haute tension à travers deux électrodes, créant un arc entre elles. Le gaz inerte, qui est sous haute pression, passe ensuite à travers l'arc électrique dans un conteneur scellé (appelé convertisseur à plasma) de déchets. Les températures dans la colonne d'arc peuvent atteindre plus de 14 000 ° C (25 000 ° F), ce qui est plus chaud que la surface du Soleil. Exposés à de telles températures, la plupart des déchets sont transformés en gaz composé d'éléments de base, tandis que les molécules complexes sont déchirées en atomes individuels.
Les sous-produits de la gazéification à l'arc plasma sont les suivants:
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Syngas, qui est un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone. Les déchets, y compris les plastiques, contiennent de grandes quantités d'hydrogène et de monoxyde de carbone, et le taux de conversion de ces matériaux en gaz de synthèse peut dépasser 99%. Avant que le gaz de synthèse puisse être utilisé pour l'alimentation électrique, il doit être nettoyé des matériaux nocifs tels que le chlorure d'hydrogène. Une fois nettoyé, le gaz de synthèse peut être brûlé comme du gaz naturel, une partie allant alimenter l'usine de gazéification à arc plasma et le reste étant vendu à des sociétés de services publics, qui l'utilisent également principalement pour produire de l'électricité.
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Le laitier, qui est un résidu solide ressemblant à de l'obsidienne, peut être nettoyé des contaminants, y compris les métaux lourds tels que le mercure et le cadmium, et transformé en briques et gravier synthétique.
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Chaleur résiduelle, qui émane du processus et peut être utilisée pour produire de la vapeur pour la production d'électricité.
La composition du flux de déchets peut affecter l'efficacité de la procédure de gazéification. Les déchets riches en matières inorganiques, comme les métaux et les déchets de construction, produiront moins de gaz de synthèse, qui est le sous-produit le plus précieux, et plus de scories. Pour cette raison, il peut être utile dans certains paramètres de trier le flux de déchets. Si les déchets peuvent être déchiquetés avant d'entrer dans la chambre de gazéification, l'efficacité du PAG est améliorée.
Coût et avantage économique
Le PAG semble offrir un potentiel important pour réduire les déchets mis en décharge et convertir les déchets en produits utiles. Cependant, ses coûts et certains impacts environnementaux ont compliqué les efforts de construction des installations PAG. L'enfouissement des ordures dans les décharges reste relativement peu coûteux par rapport à l'utilisation de PAG pour réduire les déchets solides qui y résident. (Une étude de 2007 sur les décharges à Hamilton, Ontario, Canada, a noté que le coût pour les municipalités était de 35 $ par tonne pour l'enfouissement des déchets, contre 170 $ par tonne pour le traitement PAG.)
De petites installations fonctionnent dans plusieurs pays pour éliminer les matières dangereuses telles que les armes chimiques et les cendres d'incinération. Parmi les installations expérimentales les plus notables figurent les usines de l'Université nationale Cheng Kung de Taïwan, dans la ville de Tainan, qui traitent 3 à 5 tonnes métriques (3,3 à 5,5 tonnes courtes) de déchets par jour, et Utashinai, au Japon, qui traite 150 tonnes métriques (165 tonnes courtes) par jour. Plusieurs installations à grande échelle ont été proposées aux États-Unis et dans d'autres pays; cependant, le développement d'installations plus importantes au niveau municipal n'a pas progressé après l'étape pilote. Même si des installations à grande échelle ne sont pas construites, les partisans affirment que la technologie peut être particulièrement rentable pour la gestion des déchets médicaux et des raffineries et des matériaux de construction, car elles imposent des frais d'élimination élevés pour l'opérateur et produisent des niveaux élevés de chaleur qui peuvent être utilisés pour produire de l'électricité.
