SBIR Phase II: CAS: Advanced Scalable and Sustainable Waste Disposal System

SBIR 第二阶段:CAS:先进的可扩展且可持续的废物处理系统

基本信息

  • 批准号:
    2303791
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 100万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-08-15 至 2025-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

The broader/commercial impact of this Small Business Innovation Research (SBIR) Phase II project is to complete the development of "The Phoenix", a zero-fuel furnace that converts trash to ash and energy with 30% less greenhouse gas emissions per ton than landfills or conventional incineration. This technology enables municipal solid waste to be managed in a decentralized manner, avoiding the expense and negative environmental impacts of long-distance transportation. The zero-fuel Phoenix is very cost effective as the only inputs are water, filtration media, and labor to operate the machine. Amortizing the cost of the machine over 4 years, waste disposal cost is estimated at $20/ton which is half the cost of the cheapest landfill tipping fees in the US. Heat from the water scrubber can be utilized to generate 106.7 KWe of electricity, with a potential 5 to 10-fold increase if utilizing direct heat from the furnace. The ash byproduct has beneficial reuse as a construction material or soil amendment. Glass and metal are not destroyed by the process and can be retrieved from the ash chamber for recycling, reducing the costly process of separation. These circular economy benefits help increase the economic competitiveness of the U.S. recycling and waste management industry. This Small Business Innovation Research Phase II Project focuses on the commercial application of low temperature plasma to enhance thermal degradation of municipal solid waste in a clean and highly cost-effective manner. The technology would complete the development of a patent-pending mobile waste disposal, low-temperature plasma furnace with electricity cogeneration while avoiding the generation of numerous toxic compounds, including dioxins and furans traditionally associated with conventional incinerators. An ion generator utilizes proprietary technology to break down the oxygen molecule into two oxygen atoms and thereby limiting the generation of complex pollutants. However, this process may still form carbon monoxide. The Phoenix system uses a catalytic process to convert carbon monoxide, CO, to carbon dioxide, CO2, at low temperature. The Phase II project will primarily continue to improve the emissions quality of multiple feedstocks with a focus on plastics. The team will also select the most efficacious and cost-effective catalyst for CO conversion and perform extended testing to evaluate long-term operations of the unit.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这个小型企业创新研究(SBIR)第二阶段项目的更广泛/商业影响是完成“凤凰”的开发,这是一种将垃圾转化为灰烬和能源的零燃料炉子,每吨温室气体排放量比垃圾填埋场或传统焚烧减少30%。这项技术使城市固体废物能够以分散的方式进行管理,避免了长途运输的费用和负面环境影响。零燃料的菲尼克斯非常划算,因为唯一的投入是水、过滤介质和操作机器的劳动力。将机器的成本在4年内摊销,垃圾处理成本估计为20美元/吨,是美国最便宜的垃圾倾倒费用的一半。水洗涤器的热量可以用来产生106.7千瓦的电力,如果利用炉子直接加热,可能会增加5到10倍。灰副产品可以作为建筑材料或土壤改良剂进行有益的再利用。玻璃和金属不会被这一过程破坏,可以从灰室中回收回收,从而减少了昂贵的分离过程。这些循环经济的好处有助于提高美国回收和废物管理行业的经济竞争力。这个小型企业创新研究第二阶段项目专注于低温等离子体的商业应用,以清洁和高成本效益的方式加强城市固体废物的热降解。该技术将完成正在申请专利的移动废物处理低温等离子熔炉的开发,该炉具有热电联产功能,同时避免产生大量有毒化合物,包括传统上与传统焚烧炉相关的二恶英和呋喃。离子发生器利用专有技术将氧分子分解成两个氧原子,从而限制复杂污染物的产生。然而,这一过程仍可能形成一氧化碳。菲尼克斯系统使用催化过程,在低温下将一氧化碳(CO)转化为二氧化碳(CO2)。第二阶段项目将主要继续改善多种原料的排放质量,重点是塑料。该团队还将选择最有效和最具成本效益的CO转化催化剂,并进行扩展测试,以评估该装置的长期运营。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

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  • 通讯作者:
    Tamara Webb

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