نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس/پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی

2 کارشناس

3 هیئت علمی-پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی

4 پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، کدپستی ۱۴۳۹۵-۸۳۶، تهران- ایران

5 پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی

10.24200/nst.2023.1237.1805

چکیده

تکنولوژی زباله‌سوز پلاسمایی یکی از روش‌های قطعی امحاء کم خطر می‌باشد. در این مقاله طراحی و ساخت سامانه زباله سوز پلاسمایی با استفاده از فرآیند گازی‌سازی توسط مشعل پلاسما دنبال‌شده‌است. به منظور امحاء زباله‌‌های جامد شهری پیاده‌سازی شعله قوس پلاسمایDC انجام‌گردید. طراحی و ساخت الکترودهای مشعل و نحوه قرارگیری آن بگونه‌ای است که وقتی زباله بر روی شعله پلاسما از طریق دهانه بالایی وارد می‌شود، در معرض دائمی آن قرار می‌گیرد. به این ترتیب علاوه بر اختلاط بهتر واکنش‌دهنده‌ها با پلاسما، عملکرد پایدار و کنترل بهتر، فرسایش کمتر است. در این سیستم به دلیل دمای پردازش بسیار بالا، حذف پسماندهای سمی و آلوده امکانپذیر می‌باشد. به منظور مشخصه‌یابی، تحلیل و شناسایی گونه‌ها و رادیکال‌های پلاسمای مشعل و همچنین تعیین دمای برانگیختگی الکترون از طیف‌سنج نشرنوری استفاده گردید. در طیف نشری، گونه‌های اتمی و رادیکالی مانندO، N2،N ، NO و رادیکالOH تشخیص-داده‌شد. با استفاده از شرایط تعادل ترمودینامیکی و روش بولتزمن دما نیز برابر 38/5 الکترون ولت تخمین‌زده‌شد. ترکیبات گاز متصاعدشده خروجی توسط روش کروماتوگرافی گازی شامل گازهای O2، N2 ، CO2، CO و N2O گزارش گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Design and construction of a laboratory plasma gasification system for municipal solid waste

نویسندگان [English]

  • Ghahhar Khaleghian 1
  • Narges Beigmohammadi 2
  • Nader Morshedian 3
  • Mojtaba Nohekhan 4
  • Behzad Rezaeefard 5

1 expert

2 Expert

3 Plasma and Nuclear Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute

4 Plasma and Nuclear Fusion Research Institute, Nuclear Science and Technology Research Institute (NSTRI), P.O.BOX: 14395-836, Tehran, Iran.

5 Plasma and Nuclear Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute

چکیده [English]

Plasma gasification system technology is one of the definitive methods of low-risk disposal. In this article, design and construction of plasma gasification system using the gasification process by a plasma torch is followed. In order to disposal of municipal solid waste, DC plasma arc flame was implemented. Design and construction of the torch electrodes and its placement form is such that when the waste enters the plasma flame through the upper opening, it is permanently exposed to it. In this way, in addition to better mixing of reactants with plasma, stable performance, better control and erosion is less. In this system, due to very high processing temperature, it is possible to remove toxic and contaminated waste. In order to characterize, analyze and identify the species and radicals of torch plasma, as well as to determine the electron excitation temperature, an optical emission spectrometer was used. Atomic and radical species such as O, N2, N, NO and OH radical were detected in the emission spectrum. Using the conditions of thermodynamic equilibrium and Boltzmann method, temperature was estimated as 5.38 eV. The compositionof the emitted gas was reported with gas chromatography method including O2, N2, CO2, CO and N2O gases.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gasification,,
  • ,،Plasma torch electrodes,,
  • ,،Chromatography,,
  • ,،Plasma gasification,,
  • ,،Optical emision spectrometer