حرق بالبلازما ، تغذية البكتيريا ، صنع الوقود الحيوي: كيفية التخلص من النفايات بطريقة غير عادية

بمساعدة شعلة البلازما ستحرق القمامة

يتدفق تيار كهربائي داخل البلازماترون عندما

يحدث - يتم تكوين البلازما، ويمكن استخدامها لمعالجة المواد أو كمصدر للضوء والحرارة. حرفيًا، شعلة البلازما هي مولد أو منتج للبلازما.

ظهرت أولى هذه الأجهزة في منتصف القرن العشرين، عندما ظهرت مواد مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة، وزاد إنتاج المعادن المقاومة للحرارة.

بمساعدة شعلة البلازما ، يمكن الحصول على درجات حرارة عالية جدًا تصل إلى 150.000 درجة مئوية. في المتوسط ​​، يحصلون على 10.000 - 30.000 درجة مئوية ، وهي غير قابلة للتحقيق عند حرق الوقود الكيميائي.

ما هي أنواع البلازماترونات

• مشاعل البلازما القوسية

تحتوي شعلة البلازما الخاصة بالبلازما القوسية على أنود واحد على الأقل وكاثود واحد ، يتم توصيل مصدر طاقة تيار مستمر به. للتبريد ، يتم استخدام القنوات ، وعادة ما يتم غسلها بالماء.

• البلازماترونات عالية التردد

هذه البلازماترونات عديمة الإلكترود:يستخدمون اقترانًا حثيًا أو سعويًا بمصدر الطاقة. نظرًا لأنه لكي تمر الطاقة عالية التردد عبر جدران غرفة التفريغ، يجب أن تكون هذه الأخيرة مصنوعة من مواد غير موصلة، وعادةً ما يتم استخدام زجاج الكوارتز أو السيراميك في هذه الحالة.

منذ للحفاظ على التفريغ الكهربائينظرًا لعدم الحاجة إلى اتصال كهربائي بين البلازما والأقطاب الكهربائية، عادةً ما يتم استخدام العزل الديناميكي للغاز للجدران من طائرة البلازما. بهذه الطريقة يمكنك تجنب التسخين المفرط وتبريد الهيكل بالهواء فقط. 

• البلازماترونات الميكروويف

تصنع البلازماترونات من هذا النوع على أساس تفريغ الميكروويف ، عادة في مرنان يتم من خلاله نفخ الغاز المكون للبلازما.

كيف تعمل التقنية الجديدة لحرق النفايات بشعلة البلازما؟

سيتم اختبار تقنية حرق النفايات في روسياالبلازما: هذه هي الطريقة التي سيحاولون بها التخلص من النفايات الخطرة بشكل خاص. أعلن ذلك فلاديمير كوشلاكوف ، المدير العام لمركز أبحاث كيلديش ، وهو جزء من روسكوزموس.

لقد طور المركز البلازماترونات ويعمل الآن على إنشاء منشأة خاصة من شأنها تحييد والتخلص من النفايات المنزلية العدوانية ذات الخطورة المتزايدة.

تسمح لك Plasmatrons بالحصول على الغازات ودرجة الحرارةوالتي تتراوح من أربعة إلى خمسة آلاف درجة مئوية. وهي تستخدم عادةً في صناعة الصواريخ، ولكن يمكن استخدامها أيضًا في حرق النفايات.

بالإضافة إلى غازات الاحتراقيُقترح استخدام البلازماترونات لتدوير التوربينات. عادةً ما يتم استخدام البلازما في صناعة الفضاء لمحاكاة تشغيل محركات الصواريخ أو دخول المركبات الفضائية إلى الغلاف الجوي العلوي.

ما هي الطرق الأخرى غير العادية التي يمكنك التخلص منها من القمامة؟

• البكتيريا التي تعيد تدوير نفايات الورق أو البلاستيك

فريق البحث بقيادة الهندسة الحيويةقام مختبر أوك ريدج (ORNL) بتنمية بكتيريا تقوم بفعالية بتحويل نفايات الورق إلى حمض إيتاكونيك. استخدم العلماء اللجنين ، وهو منتج نفايات من المصافي الحيوية ومصانع الورق ، لتنمية بكتيريا Pseudomonas putida ، التي ستنتج حمض إيتاكونيك الرخيص. يمكن تحويل هذه المادة إلى مادة كيميائية تحترق بشكل أفضل من البنزين.

في عمل آخر ، تمكن العلماء من تحسين إنزيم موجود بشكل طبيعي قادر على تحطيم بعض الملوثات البيئية الأكثر شيوعًا.

الإنزيم المعدل، المعينيبدأ PETase في تحليل هذا البوليمر خلال أيام قليلة. وهذا يمكن أن يؤدي إلى ثورة في إعادة تدوير النفايات البلاستيكية. تم اكتشاف هذا الإنزيم في الأصل في اليابان. وهو عبارة عن مخلفات بكتيريا Ideonella sakaiensis، التي تستهلك مادة البولي إيثيلين PET كمصدر رئيسي للطاقة.

• تفرز الشبكة العصبية البلاستيك

حتى الشبكات العصبية تشارك في تنظيف الكوكب،لذلك، قام علماء من معهد الفيزياء الحرارية (IT) التابع لفرع سيبيريا التابع لأكاديمية العلوم الروسية بإنشاء منشأة يمكنها تحديد البلاستيك لفرز النفايات الصلبة البلدية بدقة تصل إلى 95٪.

عندما يتم تدوير القمامة على طول الحزام ، يحدد روبوت قابض هوائي نوع النفايات من البيانات الواردة من الكاميرا ويضعها في الحاوية المرغوبة.

وفقا للعلماء، فإن الشبكات العصبية قادرة على ذلكتحليل توزيع شدة توهج اللهب لتحديد أوضاع احتراق الأجسام. النظام قابل للتدريب - وهذا يعني أنه يتكيف مع تركيبة مورفولوجية محددة إذا تم دفع نوع معين من الحطام من خلاله.

• تم تحويل الطعام إلى وقود حيوي

علماء من Skoltech والمعهد المشتركدرجات الحرارة المرتفعة، استخدمت الأكاديمية الروسية للعلوم طريقة فريدة جديدة للتسييل الحراري المائي، وهي ليست فقط أكثر كفاءة في استخدام الطاقة مقارنة بالطرق البديلة، ولكنها تسمح أيضًا بتحويل جميع المواد الخام إلى وقود حيوي بأقل قدر من النفايات.

تسمح هذه الطريقة أيضًا بالحصول على الوقود الحيوي مباشرةً من الكتلة الحيوية الرطبة ، مما يلغي المرحلة كثيفة الاستهلاك للطاقة لتجفيف المواد الأولية.

لدراسة إمكانية تحويل الغذاءالنفايات في الوقود الحيوي ، درس العلماء منتجات التسييل الحراري المائي للجبن (البارميزان) واللحوم (لحم الخنزير) والتفاح. تم تحليل التركيب الجزيئي للوقود الحيوي الناتج عن طريق قياس الطيف الكتلي عالي الدقة.

التركيب الجزيئي للوقود الحيوي الناتج متنوع للغاية ويبدو أنه ليس زيتًا عاديًا ، ولكن منتجات الانحلال الحراري للخشب (القطران).

• خنافس العشب تهضم البلاستيك

خنافس الدقيق - آفات منتجات الحبوب والمواد الغذائيةبالنسبة لحيوانات المزرعة - كانت قادرة على امتصاص البوليسترين ولا تعاني من السموم المضافة إليه. من الصعب للغاية إعادة تدوير البوليسترين، على الرغم من أنه يسبب ضررًا خاصًا للطبيعة بسبب الإضافة المتكررة لمادة سداسي بروم حلقي الدوديكان المقاومة للحريق، وهي سامة للإنسان والحيوان.

كان العلماء يطعمون أجزاء من البوليسترين لآل خروتشاكفي ظروف معملية خاضعة للرقابة. أظهرت المراقبة أن نواتج هضمها تفرز بنسبة 90 في المائة بعد يوم واحد من تناول الطعام وبشكل كامل - بعد يومين. خرج حوالي نصف كتلة البوليمر الممتصة في شظايا صغيرة شبه متحللة ، أما النصف الآخر فقد استوعبه الجسم.

ليقرأ بالإضافة إلى ذلك:

بحلول عام 2100 ، ستكون 95٪ من المحيطات غير صالحة للسكن

انظر إلى مقاتلات F-15 المحدثة: فهي تحمل 24 صاروخًا جو-أرض

سفينة فضاء على بعد عدة كيلومترات: كل ما هو معروف عن مشروع الصين الجديد