علوم و فنون جدید

 نظرسنجي شماره 1
در مورد كدام‌يك از موضوعات مطرح شده مايل به كسب اطلاعات بيشتر هستيد؟






ارائه نظر 
 مبدل‌هاي پلاسمايي - قسمت دوم
مبدل‌هاي پلاسمايي - قسمت دوم
فراوري كوره‌هاي پلاسمايي، محصولات
مطلب قبلی: مبدل‌هاي پلاسمايي - قسمت اول   مطلب بعدی: مواد فوق‌سبُک


 

 
 

 

سه فراورده‌ي اصلي نتيجه‌ي مرحله‌ي تبديل به گاز پلاسمايي است:‌ گاز مواد مركب مصنوعي (synthethic gas-Syngas)، سرباره و گرما. نگاهي به جزييات آن مي‌اندازيم.

گاز مركب، تركيبي از گازهاي متعدد است ولي عمدتاً هيدروژن و مونوكسيدكربن توليد مي‌شود. اين دو مي‌توانند به‌عنوان منبع سوختي استفاده شوند. بعضي از كارخانه‌ها هم ازآن براي گرفتن انرژي و فروش برق به شبكه برق‌رساني استفاده مي‌كنند. زباله‌ها انرژي پتانسيل زيادي دارند. فرايند گاز مركب  مهندسين را قادر مي‌سازد تا انرژي پتانسيل را به برق تبديل كنند.

 

مبدل پلاسمايي چه مقدار گاز توليد مي‌كند؟ بستگي به ماده‌اي دارد كه در كوره قرار مي‌دهيم. اگر زباله شامل مقدار زيادي ماده‌ي كربني باشد (به عبارت ديگر، پسمان‌هاي اُرگانيك)، آنگاه گاز بيشتري مي‌گيريد. پسمان‌هايي با مواد غير اُرگانيك، گاز بيشتري توليد نمي‌كنند. به‌همين دليل، برخي از امكانات پلاسمايي حاصل از پسمانها قبل از تغذيه اين سيستم به آن اضافه مي‌شوند.

فراورده‌هاي جانبي جامد حاصل از توليد گاز، سرباره ناميده مي‌شوند. وزن و حجم زباله‌هاي اصلي بسيار كاهش مي‌يابد. بنا به اظهار نظر دكتر سيركئو از دپارتمان پلاسماي دانشگاه جورجياي ايالات متحده:

 

·         وزن سرباره حدود %20 وزن زباله‌هاي اصلي است.

·         حجم سرباره حدود %5 حجم زباله‌هاي اصلي است.

سرباره مي‌تواند شكل‌هاي مختلفي بسته به ميزان سردسازي كارخانه بگيرد. 

 

اگر با هواي معمولي سرد شده باشد، سنگ شيشه‌اي خواهد شد كه شبيه ابسيدين  است(سنگ آتشفشاني كه عموماً از Sio2+MgO+Fe3O4 تشكيل شده). و از آن در بتون و آسفالت استفاده مي‌شود. سرباره‌‌ي مُذاب در چسباندن آجر يا سنگ‌فرش‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرد و سپس هواي سرد آن را آماده‌ي استفاده مي‌كند.

 

دانه‌هاي فلزي را مي‌توان از شن‌ها جدا كرد


سرباره‌هاي شني‌شكلي كه با آب سردشده‌اند

سرباره‌هاي شني‌شكلي كه با هوا سرد شده‌اند

 


 

كُرك‌هاي سنگي

 

 

اگر هواي فشرده را بصورت بخار به اين ماده مذاب بدميد، يك كُرك سنگي خواهيد داشت. كُرك سنگي، ظاهري چون نخ پشمي خاكستري دارد. سبُك است، و بنا به گفته‌‌ي دكتر سيكئو، پتانسيل اين را دارد كه در صنعت پسما‌نهاي پلاسمايي انقلابي ايجاد كند. كُرك سنگي ماده‌ي عايق بسيار مؤثري است، ولي بسيار جاذب است. به‌همين دليل، مي‌تواند براي تميز كردن، لكه‌هاي نفتي در اقيانوس‌ها مورد استفاده قرار گيرد. كشتي‌هاي خدماتي مي‌توانند اين كُرك سنگي را در آبها پخش كرده، و لكه‌هاي نفتي را جمع كنند.

 

 

اين ماده روي آب شناور شده و لكه‌ها را جذب مي‌كند. دستگاه‌هاي رشد هيدروپونيك مي‌توان از اين ماده استفاده كرد (كشاورزان مي‌توانند براي كاشت دانه‌ها به‌عنوان ماده چسبنده  از اين ماده استفاده كنند).

درحال حاضر اين ماده از معادن و با استفاده از مته‌هاي بزرگ بدست مي‌آيد. مته‌هاي چرخشي مواد مذاب را به هوا پرت مي‌كنند. امروزه، قيمت اين ماده بالاي يك دلار و پوند است. وقتي اين ماده فراورده‌ي جانبي صنعت پسمان‌هاي پلاسمايي شد، شايد با قيمت 10 سنت هم فروش برود. قيمت ماده چسبنده و فناوري حفظ انرژي افزايش مي‌يابد، و دستگاه‌هاي تبخير پلاسمايي، منبع ديگري براي تأمين شبكه برق هستند.

 

 

در فناوري پلاسمايي، صافي وجود ندارد، يعني ماده‌ي اضافي كه در سرباره حل شده قابل تجزيه و تفكيك نيست. گرما را ابزار پلاسمايي توليد مي‌كنند، و بسيار هم دما بالا مي‌رود (هزاران درجه سانتي‌گراد). گرماي مواد مذاب سرباره به ثابت نگه داشتن دماي كوره كمك مي‌كند. مقداري از اين گرما از گازهايي است كه مي‌توانند براي تبديل آب به بخار مورد استفاده قرار گيرند؛ و اين بخار توربين‌ها را به حركت وا مي‌دارد و برق توليد مي‌شود.

رفتار تبخير پسمانها منحصر‌به ‌فرد است چون فقط استفاده‌اش در توليد برق از آشغال‌ها نيست، بلكه توليد فراورده‌هايي است كه به‌خود‌ي خود قيمت بالايي دارند.

 

در ژاپن دو شركت  در سال 2004 و 2002 و روسيه و ايالات متحده، برنامه اين نوع فناوري پلاسمايي را صنعتي كردند.  

 

چالش‌هاي مُبدل‌هاي پلاسمايي
 
 
هنوز امكانات اين نوع فناوري با مسائل متعددي روبروست. اولاً اين فناوري نوين است. سال‌ها طول مي‌كشد تا پيش برود و كشف‌هايي در زمينه تجاري سازي آن انجام شود. گاهي اين جاي خالي بيشتر زمان است تا راحتي در فناوري. چون ايده‌ها كهنه مي‌شوند و ايده‌هاي جديد ظهور مي‌كنند. فناوري‌هاي نوين گران هستند؛ تقريباً هر كاربرد پلاسمايي نياز به ساختمان مخصوص به خود دارد. تا زماني‌ كه اين تسهيلات توليد شوند، بايد استاندارد شوند، چون قيمت‌هاي دستگاه‌هاي پلاسمايي هم بالاست.
 
 
  
 
غير از هزينه‌هاي بالاي ساخت دستگاه‌ها، هزينه‌هاي مهم ديگر هم هستند. قيمت زمين قبلاً كم بود، بنابراين طراحي، ساخت و نگهداري تسهيلات كارخانه آسان‌تر بود. مسائل زيست‌محيطي هم مشكلي است كه بسياري از كارخانه‌هايي كه زباله توليد مي‌كنند به آن توجهي ندارند در حالي از همان پسمانها مي‌توان براي توليدات جانبي بخصوص برق استفاده كرد. مديريت پسمانها به خودي خود اقتصاد بزرگي است. هر انقلاب بزرگي در مديريت پسمان با برخوردها و چالش‌هاي زيادي از طرف آنهايي منافعشان را در خطر مي‌بينند، روبروست. فشارهاي محيطي افزايش مي‌يابند (هم دورنماي مديريت پسمان، هم منابع انرژي‌هاي نوين)، شهر و كشورها تمايل بيشتري به گزينه‌هاي مناسب دارند.
 
سود ده كردن دستگاه‌هاي پلاسمايي
 
 
تسهيلات اين فناوري روز‌به روز در حال پيشرفت است، و همين به تسهيل استفاده،‌كم كردن هزينه‌ها، و بالا بردن بازدهي و علاوه از اينها، فراورده‌هاي جانبي بيشتر كمك كند. كه از پسمان هم محصولي توليد شده هم بجاي هزينه سود مي‌رساند. هر 1000تُن پسمان در روز مي‌تواند برقي معادل مصرف خود كارخانه و علاوه از آن شبكه برق‌رساني توليد كند. گازهاي داغ به عنوان بخار براي مولدهاي برق قابل استفاده‌اند. سرباره به شكل‌هاي مختلف قابل فروش است. در بالا هم ديديم كه هر كدام چگونه مي‌تواند استفاده شود.
دكتر هيلستاد متخصص ژئوپلاسما، اين فناوري را يك طوفان كامل مي‌نامد. با اينهمه پسمان‌هاي در حال افزايش روي كره زمين، و مشكل زيست محيطي بسيار جدي كه همين الان با آن روبرو هستيم، بايد سريع تر به همه گير كردن و بازدهي بالاي انرژي‌هاي نوين روي بياوريم. قابليت‌هاي اين فناوري به قرار زير هستند:
 
تسهيلات فوري
 
 
دكتر سيركئو معتقد است كه بدون نياز به ساخت كامل محل دفن زباله،‌ مي‌توانيم از دستگاه‌هاي قابل حمل كوره پلاسمايي استفاده كنيم (تصوير). مطابق تصوير مخزني را در اين محل جاسازي مي‌كنيم. كوره پلاسمايي به آن اضافه مي‌كنيم. و دستگاه گاز رساني را هم متصل مي‌كنيم. زباله خودش نقش سوخت كوره را بازي مي‌كند. وقتي فرايند تبخير پلاسمايي انجام مي‌شود، هيچ احتراقي صورت نمي‌گيرد، زباله بدون خطر آتش‌سوزي تبخير مي‌شود.
 
 
 
 
هم‌مكاني با دستگاه‌هاي توليد برق
 
 
گزينه ديگر،‌ كاهش هزينه‌هاست. اين روش گاز توليدي كم‌تري به نسبت سوخت‌هاي فسيلي توليد مي‌كند و برق توليدي هم كمتر است. ولي مزيتشان به دستگاه‌هاي كوچكترشان است. مولد برقشان بسيار كوچك‌ترخواهد بود. گاز و نفت از همين فرايند استفاده مي‌كنند و برق توليد مي‌شود. با اتصال كوره تبخير پلاسمايي به كوره سوخت‌هاي فسيلي، به ابزارهاي دستگاه تبخير پلاسمايي نيازي نداريد كه خودش 50 درصد هزينه‌هاي فناوري پلاسمايي را شمامل مي‌شود. گازهاي كوره پلاسمايي با فسيلي تركيب مي‌شوند. گازهاي تقريباً سالم كوره‌هاي پلاسمايي، مي‌تواند به كاهش مقدار نياز ما به نفت و مولدهايي كه با سوخت فسيلي كار مي‌كنند،‌ كمك كند.
آلودگي زدايي مواد راديو اكتيو
 
 
گرماي شديد شعله‌هاي پلاسمايي،‌ مي‌تواند مؤلفه‌هاي خطرناك در بيمارهايي چون سل و مواد راديوكتيو را خنثي كند. مهندسين مي‌توانند از پلاسماي قابل حمل مي‌تواند حتي لاشه حيوانات را هم از منطقه‌اي كه هستند و ممكن است براي محيطي كه ما زندگي ميكنيم، مضر باشند، محو كند. خاكستر كردن مواد مضر هميشه همه موا و باقيمانده‌هاي آنها را نابود نمي‌كند. ولي مي‌تواند هر ماده مضري را تقريبا پاكسازي كند.

مطلب قبلی: مبدل‌هاي پلاسمايي - قسمت اول   مطلب بعدی: مواد فوق‌سبُک


 

1390/12/22لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف

 فعاليت هاي علمي
 تماس با ما
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  2721
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  2721