Zgazowanie plazmowe wytwarza bogaty w wodór syngaz z masek chirurgicznych

Opublikowane ponownie przez Plato

Obserwuje: 0

Wydarzenia ostatnich lat najwyraźniej doprowadziły do wyrzucenia co miesiąc tysięcy ton zużytych masek chirurgicznych bez prawdziwej wizji, jak sobie z nimi poradzić. Chociaż wydaje się, że świat ma już za sobą ten okres, należy opracować poważne, ekologiczne rozwiązanie przemysłowe, aby uporać się z odpadami.

Naukowcy badają możliwości zgazowania plazmowego jako przyjaznej dla środowiska techniki przekształcania odpadów masek chirurgicznych w produkty czystej energii.

Niedawny projekt w tej dziedzinie został przeprowadzony przez Politechnikę w Kownie (KTU) na Litwie i Litewski Instytut Energetyki.

Po przeprowadzeniu serii eksperymentów uzyskali gaz syntetyczny (zwany także gazem syntezowym) o dużej zawartości wodoru.

Zgazowanie umożliwia przekształcenie ogromnych ilości odpadów w gaz syntezowy, który składa się z kilku gazów, w tym wodoru, dwutlenku węgla, tlenku węgla i metanu. „Podczas naszych eksperymentów bawiliśmy się składem tego syntetycznego gazu i zwiększaliśmy w nim stężenie wodoru, a co za tym idzie, jego wartość opałową” – powiedział Samy Yousef, główny badacz.

Do konwersji masek chirurgicznych badacze zastosowali zgazowanie plazmowe na wadliwych maskach twarzowych FFP2, które wcześniej rozdrobniono na cząstki o jednakowej wielkości, a następnie przekształcono w granulki, które można było łatwo kontrolować podczas leczenia.

Największą wydajność wodoru uzyskano przy stosunku pary do węgla (S/C) wynoszącym 1.45. Ogólnie otrzymany gaz syntezowy wykazał o 42% wyższą wartość opałową niż ten wyprodukowany z biomasy, stwierdziła grupa.

Istniejąca infrastruktura jest w stanie sobie z tym poradzić
Zespół Yousefa bada recykling i gospodarkę odpadami i zawsze szuka odpadów, które występują w ogromnych ilościach i mają unikalną strukturę. Przeprowadzili eksperymenty z pirolizą niedopałków papierosów, zużytych łopatek turbin wiatrowych i odpadów tekstylnych. Wszystkie wykazały obiecujące wyniki w zakresie zwiększania skali i komercjalizacji. W najnowszym badaniu dotyczącym recyklingu masek chirurgicznych wykorzystano inną metodę.

„Zgazowanie to tradycyjna technika gospodarowania odpadami” – stwierdził. W przeciwieństwie do pirolizy, wyjaśnił, „która jest wciąż nową i rozwijającą się metodą, nie potrzebujemy dużych inwestycji w rozwój infrastruktury”.

Zastosowanie zgazowania plazmowego łukowego, które zastosowano do rozkładu masek chirurgicznych, wykorzystuje wysokie temperatury i dzięki takiemu podejściu „możemy rozłożyć maski twarzowe na gaz w ciągu kilku sekund”.

„W przypadku pirolizy otrzymanie produktu końcowego zajmuje nawet godzinę. W zaawansowanym zgazowaniu proces jest niemal natychmiastowy.”

Powiedział, że zaawansowane techniki zgazowania, takie jak zgazowanie plazmowe, są bardziej skuteczne w uzyskiwaniu lepszego stężenia wodoru (do 50%) podczas produkcji gazu syntetycznego. Ponadto zgazowanie plazmowe zmniejsza ilość smoły w gazie syntezowym, co poprawia jego jakość.

Gaz bogaty w wodór jest lepszy do ogrzewania
Według Yousefa zgazowanie plazmowe jest jedną z najlepszych metod otrzymywania gazu syntetycznego bogatego w wodór.

Różne rodzaje wodoru klasyfikuje się ze względu na sposób produkcji: „szary” pozyskiwany jest z gazu ziemnego lub metanu, „zielony” ze źródeł odnawialnych (energia wykorzystywana do elektrolizy wody) i „niebieski” z reformingu parowego.

„Może moglibyśmy nazwać nasz wodór „czarnym”, bo powstaje z odpadów?” – powiedział półżartem.

Uzysk gazu syntezowego stanowił około 95% całkowitej ilości surowca. Pozostałe produkty to sadza i smoła. Okazało się, że głównymi związkami w zebranej smole są benzen, toluen, naftalen i acenaftylen. Zdaniem naukowców może on znaleźć zastosowanie jako czyste paliwo w różnych gałęziach przemysłu charakteryzujących się niską emisją dwutlenku węgla.

Sadza powstała w ostatnim etapie zgazowania plazmowego. Jego głównym składnikiem jest sadza, którą można wykorzystać do produkcji energii, oczyszczania ścieków i rolnictwa, lub jako materiał wypełniający w kompozytach.

Naukowcy uważają, że metoda ma potencjał komercyjny. Choć wodór można wydzielić z otrzymanego gazu syntezowego, można go stosować także w połączeniu z mieszaniną gazów – jako taki ma już wyższą wartość opałową niż gaz wytwarzany z biomasy.