Pengolahan limbah gasifikasi busur plasma

Plasma arc gasification (PAG), teknologi pengolahan limbah yang menggunakan kombinasi listrik dan suhu tinggi untuk mengubah limbah kota (sampah atau sampah) menjadi produk sampingan yang dapat digunakan tanpa pembakaran (pembakaran). Meskipun teknologi ini kadang-kadang bingung dengan pembakaran atau pembakaran sampah, gasifikasi plasma tidak membakar limbah seperti yang dilakukan insinerator. Sebaliknya, ia mengubah limbah organik menjadi gas yang masih mengandung semua bahan kimia dan energi panas dan mengubah limbah anorganik menjadi gelas vitrifikasi inert yang disebut terak. Proses ini dapat mengurangi volume sampah yang dikirim ke tempat pembuangan sampah dan menghasilkan listrik.

Proses

Dalam proses PAG, gasifier busur listrik melewati arus listrik tegangan sangat tinggi melalui dua elektroda, menciptakan busur di antara mereka. Gas inert, yang berada di bawah tekanan tinggi, kemudian melewati busur listrik ke wadah tertutup (disebut konverter plasma) dari bahan limbah. Temperatur di kolom busur dapat mencapai lebih dari 14.000 ° C (25.000 ° F), yang lebih panas daripada permukaan Matahari. Terkena suhu seperti itu, sebagian besar limbah ditransformasikan menjadi gas yang terdiri dari unsur-unsur dasar, sementara molekul kompleks dipecah menjadi atom individu.

Produk sampingan dari gasifikasi busur plasma terdiri dari:

• Syngas, yang merupakan campuran hidrogen dan karbon monoksida. Bahan limbah, termasuk plastik, mengandung hidrogen dan karbon monoksida dalam jumlah tinggi, dan tingkat konversi bahan-bahan tersebut menjadi syngas dapat melebihi 99 persen. Sebelum syngas dapat digunakan untuk daya, itu harus dibersihkan dari bahan berbahaya seperti hidrogen klorida. Setelah dibersihkan, syngas dapat dibakar seperti gas alam, dengan sebagian akan memberi daya pada pembangkit gasifikasi plasma dan sisanya dijual ke perusahaan utilitas, yang juga menggunakannya terutama untuk menghasilkan listrik.

• Terak, yang merupakan residu padat menyerupai obsidian, dapat dibersihkan dari kontaminan, termasuk logam berat seperti merkuri dan kadmium, dan diolah menjadi batu bata dan kerikil sintetis.

• Sisa panas, yang berasal dari proses dan dapat digunakan untuk menghasilkan uap untuk pembangkit listrik.

Komposisi aliran limbah dapat memengaruhi efektivitas prosedur gasifikasi. Sampah yang kaya akan bahan anorganik, seperti logam dan limbah konstruksi, akan menghasilkan lebih sedikit syngas, yang merupakan produk sampingan yang paling berharga, dan lebih banyak terak. Karena alasan itu, mungkin bermanfaat dalam pengaturan tertentu untuk mengawali aliran limbah. Jika limbah dapat dihancurkan sebelum memasuki ruang gasifikasi, efisiensi PAG ditingkatkan.

Biaya dan manfaat ekonomis

PAG tampaknya menawarkan potensi signifikan untuk mengurangi limbah TPA dan mengubah sampah menjadi produk yang bermanfaat. Namun, biaya dan dampak lingkungannya yang pasti memiliki upaya yang rumit untuk membangun fasilitas PAG. Mengubur sampah di tempat pembuangan akhir relatif masih murah dibandingkan dengan menggunakan PAG untuk mengurangi limbah padat yang ada di sana. (Studi 2007 tentang tempat pembuangan sampah di Hamilton, Ontario, Kanada, mencatat bahwa biaya untuk kota adalah $ 35 per ton untuk penguburan limbah, dibandingkan dengan $ 170 per ton untuk pemrosesan PAG.)

Fasilitas kecil beroperasi di beberapa negara untuk membuang bahan berbahaya seperti senjata kimia dan abu insinerator. Di antara fasilitas eksperimental yang paling terkenal adalah pabrik di Universitas Nasional Cheng Kung Taiwan di Kota Tainan, yang memproses 3–5 metrik ton (3,3–5,5 ton pendek) per hari, dan Utashinai, Jepang, yang memproses 150 metrik ton (165 ton pendek) per hari. Beberapa fasilitas skala besar telah diusulkan di Amerika Serikat dan negara-negara lain; namun, pengembangan fasilitas tingkat kota yang lebih besar belum berkembang melewati tahap uji coba. Bahkan jika fasilitas berskala besar tidak dibangun, para advokat mengatakan teknologi tersebut dapat sangat hemat biaya untuk menangani limbah medis dan kilang dan bahan konstruksi, karena mereka menuntut biaya pembuangan yang tinggi bagi operator dan menghasilkan tingkat panas yang tinggi yang dapat digunakan untuk menghasilkan listrik.