ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΠΟΡΡΙΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ - Ζητούνη Πετρόγιαννη, Αθηνά (Σχολή Χημικών Μηχανικών, 2018)
Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία έχει σαν αντικείμενο τη μελέτη μεθόδων διαχείρισης των αστικών απορριμμάτων (ΑΣΑ) , οι οποίες θα προσαρμόζονται στις ανάγκες του πλανήτη για καλύτερη ενεργειακή διαχείριση των υπάρχοντων πόρων. Ειδικότερα παρουσιάζονται οι μέθοδοι θερμικής επεξεργασίας αστικών απορριμμάτων με ταυτόχρονη παραγωγή ενέργειας, όπως είναι η αποτέφρωση, η πυρόλυση, η συμβατική αεριοποίηση και η αεριοποίηση με την τεχνική του πλάσματος. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας μελετάται λεπτομερώς μία μονάδα αεριοποίησης ΑΣΑ με την τεχνική του πλάσματος για παραγωγή αερίου σύνθεσης, το οποίο θα αξιοποιείται προς παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Τελικός στόχος της εργασίας είναι η αξιόπιστη ανάλυση της αεριοποίησης με πλάσμα και η σύγκρισή της με την αποτέφρωση, ως μία ώριμη τεχνολογία με πληθώρα εφαρμογών ανά τον κόσμο. Σε πρώτο στάδιο, γίνεται μία συνοπτική παρουσίαση της υφιστάμενης κατάστασης σχετικά με την διαχείριση των αστικών απορριμμάτων και των αντίστοιχων περιβαλλοντικών πολιτικών και τάσεων. Επίσης εισάγεται η έννοια της ανάκτησης ενέργειας από ΑΣΑ, μέσω των θερμικών μεθόδων επεξεργασίας. Στη συνέχεια περιγράφεται η μέθοδος της αποτέφρωσης αστικών απορριμμάτων. Εξετάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο, οι διάφορες τεχνολογίες και το περιβαλλοντικό αποτύπωμα της συγκεκριμένης διεργασίας, καθώς και οι δυνατότητές της. Αντίστοιχα εξετάζεται η διεργασία της πυρόλυσης ΑΣΑ και η μέθοδος της συμβατικής αεριοποίησης με τις αντίστοιχες τεχνολογίες και δυνατότητές τους. Όσον αφορά την αεριοποίηση ΑΣΑ με την τεχνική του πλάσματος, περιγράφεται το θεωρητικό υπόβαθρο, η διαδικασία και ο απαραίτητος εξοπλισμός για μία μονάδα αεριοποίησης με πλάσμα, συμπεριλαμβανομένου του συστήματος καθαρισμού για το παραγόμενο αέριο σύνθεσης. Επίσης, δίνεται έμφαση στις δυνατότητες ενεργειακής αξιοποίησης των προϊόντων της αεριοποίησης και ειδικότερα του αερίου σύνθεσης. Παράλληλα αναλύονται τα θερμοδυναμικά και οικονομικά δεδομένα που συλλέχθηκαν από διάφορες εγκατεστημένες μονάδες αποτέφρωσης ΑΣΑ. Για την περίπτωση της αεριοποίησης με πλάσμα, επειδή δεν υπάρχουν εμπορικές εφαρμογές, αναλύθηκαν δεδομένα από υπάρχουσες μελέτες. Στη συνέχεια, γίνεται μοντελοποίηση μία μονάδας αεριοποίησης με την τεχνική του πλάσματος για την περίπτωση της Ελλάδας. Το θερμοδυναμικό μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε αναπτύχθηκε στο λογισμικό Mathcad. Εξετάστηκαν τα θερμοδυναμικά και ενεργειακά αποτελέσματα για διαφορετικά μεταβλητές εισόδου. Με αυτόν τον τρόπο εξετάσθηκε η εξάρτηση των αποτελεσμάτων από τις βασικές παραμέτρους λειτουργίας του συστήματος. Τέλος πραγματοποιήθηκε η διαστασιολόγηση και κοστολόγηση της μονάδας, με σκοπό την οικονομική αξιολόγηση της επένδυσης. Παράλληλα μελετήθηκε η εξάρτηση των οικονομικών μεγεθών από τις βασικές παραμέτρους λειτουργίας. Η ανάλυση πραγματοποιείται προκειμένου να αξιολογηθεί συνολικά η τεχνολογία της αεριοποίησης ΑΣΑ με την τεχνική του πλάσματος και να γίνει σύγκρισή της με την τεχνολογία της αποτέφρωσης.