填埋气综合利用的途径
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垃圾填埋气发电方案生活垃圾发电前言目前,我国城市生活垃圾年产量约为1.5亿吨,这一数字还在以每年8%~10%的速度增长。
随着我国人口不断增加和城市化快速推进,生活垃圾处理已成为困扰城市可持续发展的一大难题。
长期以来,我国主要采取填埋方式处置生活垃圾,不但占用了大量土地,还对生活垃圾填埋场地周边土壤和地下水造成不同程度的污染。
尤其是在珠江三角洲、长江三角洲等经济发达地区,已建成的垃圾填埋场使用年限显著缩短,无法满足需求;同时,由于社会与经济等因素限制,很难通过新征土地扩建或新建生活垃圾填埋场。
统计结果表明,全国有50%的城市垃圾没有得到妥善处理,直接倾倒在简陋的填埋场中,这意味着许多城市周边以及废弃物填埋场附近极易受到来自空气污染、水污染以及传染性疾病的严重威胁。
垃圾发电是把各种垃圾收集后,进行分类处理。
其中:一是对燃烧值较高的进行高温焚烧(也彻底消灭了病源性生物和腐蚀性有机要物),在高温焚烧(产生的烟雾经过处理)中产生的热能转化为高温蒸气,推动涡轮机转动,使发电机产生电能。
二是对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧处理,最后干燥脱硫,产生一种气体叫甲烷,也叫沼气。
再经燃烧,把热能转化为蒸气,推动涡轮机转动,带动发电机产生电能。
一些发达国家便着手运用焚烧垃圾产生的热量进行发电。
欧美一些国家建起了垃圾发电站,美国某垃圾发电站的发电能力高达100兆瓦,每天处理垃圾60万吨。
预计全球3年内,各种垃圾综合利用工厂将增至3000家以上。
科学家测算,垃圾中的二次能源如有机可燃物等,所含的热值高,焚烧2吨垃圾产生的热量大约相当于1吨煤。
如果我国能将垃圾充分有效地用于发电,每年将节省煤炭5000~6000万吨,其“资源效益”极为可观。
高温焚烧生活垃圾发电摘要:文章介绍了循环流化床垃圾焚烧发电技术,论述它是一项符合环保要求且节能的新技术,真正实现了垃圾处理的减容化、无害化、资源化,垃圾是一种新的可利用能源。
1概述城市生活垃圾的处理方式有填埋、堆肥、焚烧等,我国绝大多数城市的垃圾采取简单填埋方式,这种方式简便易行,处理量大,但占用了大量耕地,同时造成二次污染。
固体废物的资源化和综合利用技术分析固体废物的资源化和综合利用技术在环境保护和可持续发展方面具有重要意义。
本文将分析固体废物资源化和综合利用的相关技术。
固体废物资源化的技术主要包括生物处理技术、物理处理技术和化学处理技术。
生物处理技术是将有机废物通过微生物降解和转化为有用的产品或能源。
常见的生物处理技术包括厌氧消化技术、堆肥技术和生物转化技术。
厌氧消化技术将有机废物在无氧条件下转化为沼气,用作发电、供热或生产天然气。
堆肥技术将有机废物通过微生物降解转化为肥料,用于农业生产。
生物转化技术将有机废物转化为生物质颗粒燃料或发酵产物,用于能源生产。
物理处理技术是利用物理力学原理对固体废物进行分离和处理。
常见的物理处理技术包括分选、破碎、磁选和压缩。
分选技术将固体废物按照种类和大小进行分离,有利于回收和再利用。
破碎技术将固体废物进行粉碎,提高体积能源密度和便于处理。
磁选技术利用物质的磁性差异对固体废物进行分离,有助于回收金属材料。
压缩技术将固体废物进行压缩,减少废物体积,方便存储和运输。
化学处理技术是通过化学反应将固体废物转化为有用的化学产品。
常见的化学处理技术包括焚烧、气化和溶解。
焚烧技术将固体废物通过高温氧化分解为无机物和气体,用于能源生产。
气化技术将固体废物在高温和低氧条件下转化为合成气,用于合成化学品或发电。
溶解技术将固体废物通过溶解或溶解-重结晶的方法转化为溶液或晶体产品。
固体废物的综合利用技术是将固体废物进行分类和组合利用。
常见的综合利用技术包括垃圾发电、垃圾填埋气发电和资源回收。
垃圾发电技术将固体废物中的有机物通过焚烧转化为热能,进而发电。
垃圾填埋气发电技术将废物填埋场中产生的沼气用于发电。
资源回收技术将废纸、废塑料、废金属等固体废物进行再生利用。
固体废物的资源化和综合利用技术对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
通过生物处理技术、物理处理技术和化学处理技术,可以将固体废物转化为有用的产品或能源。
填埋场气的收集与利用填埋场气(Landfill Gas)是指在垃圾填埋过程中产生的气体,主要成分包括甲烷、二氧化碳、氮气、氧气等。
填埋场气的收集与利用对于提高资源利用率、减少环境污染、降低温室效应等方面都具有重要意义。
以下是对填埋场气收集与利用的详细分析。
一、填埋场气的收集填埋场气的收集是填埋场气利用的前提。
一般来说,填埋场气的收集方式有以下几种:1.被动收集系统:被动收集系统是一种简单而有效的填埋场气收集方法。
该系统利用垃圾填埋层中的自然渗透通道,将填埋场中的气体导出,然后通过管道导入储存设备或燃气发电机。
被动收集系统的优点是成本低、操作简单,但需要较长的渗透时间和较大的场地面积。
2.主动收集系统:主动收集系统是一种更高效、更可控的填埋场气收集方法。
该系统通过在填埋场表面设置专门的收集井或导气管道,将填埋场中的气体导出,然后通过管道导入储存设备或燃气发电机。
主动收集系统的优点是收集速度快、可控性强,但需要较高的建设和运行成本。
3.综合收集系统:综合收集系统是一种将被动收集和主动收集相结合的填埋场气收集方法。
该系统在被动收集的基础上,增加主动收集设施,以提高气体收集速度和效率。
综合收集系统的优点是结合了被动收集和主动收集的优点,但需要较高的建设和运行成本。
二、填埋场气的利用填埋场气的利用可以有效地提高资源利用率,减少环境污染,降低温室效应。
填埋场气的利用方向主要有以下几个方面:1.能源利用:填埋场气的主要成分是甲烷和二氧化碳,它们都可以作为能源来使用。
甲烷是一种清洁能源,可以用于燃气发电、燃料电池等领域;二氧化碳也是一种可以利用的能源,可以用于生产甲醇等化学品。
因此,将填埋场气转化为能源进行利用,可以减少垃圾填埋场的废弃物排放,同时也可以降低对传统能源的依赖。
2.环保利用:填埋场气中的甲烷是一种温室气体,如果直接排放到大气中会对环境造成负面影响。
因此,将填埋场气进行环保利用,例如用于生产甲烷抑制剂等环保产品,可以有效地减少甲烷的排放,对环境保护起到积极的作用。
垃圾填埋采用单元填埋法,将垃圾填埋得场地划分为小单元,分别进行填埋,填埋顺序为垃圾卸料——垃圾铺平——垃圾压实——表面覆盖,日覆盖选择HDPE膜进行覆盖,每日填埋作业结束后进行覆膜作业。
采用HDPE膜可有效减少雨水渗入,减少异味得散发,并且后期加强膜厚度与硬度,减少破损得可能性。
最终覆盖选择土壤覆盖,后期进行植被修复等工作。
(1)填埋作业工艺填埋作业工艺就是怎么样得?填埋场作业工艺流程图填埋场覆盖层剖面图(2)二次污染得防治与处理由于垃圾填埋需要占用大量土地资源且容易造成垃圾填埋气、渗滤液等二次污染,因此这种方式目前并不就是主流得垃圾处置方式。
为解决垃圾填埋产生得二次污染,需从填埋场场底基础、填埋气得回收利用、渗滤液收集处理、封场后填埋场安全再利用等几方面考虑。
1、垃圾填埋场场底基础进行垃圾卫生填埋首先要处理好场底基础,场底必须能支撑与承受设计容量得全部垃圾得压力,不会因填埋垃圾得沉陷而使场底变形。
对于采用人造防渗层得填埋场来说,场底还应有保护防渗层得作用与有利于防渗层得施工。
例如老港生活垃圾卫生填埋场,从外往内得场底结构如下图,以此实现生活垃圾得无害化处置。
生活垃圾卫生填埋场场底结构图2、填埋气得回收利用目前国内外填埋气利用得主要途径有:在蒸气锅炉中燃烧,用于室内供热与工业供热;内燃机发电;作为运输工具得动力燃料;经脱水净化处理后作为管道燃气。
例如,上海老港生活垃圾卫生填埋场四期就将填埋气回收后用于发电。
截至2016年,场区已安装11台15兆瓦得发电机组,就是目前国内最大得垃圾填埋气发电项目。
每年填埋气处理量可达8000万立方米,发电一亿度,可满足近10万户居民得用电需求,而且还可以减排二氧化碳66万吨,大概相当于200个上海植物园得吸碳量。
3、渗滤液得处理渗滤液由于成分复杂、污染大,在排放前必须进行处理。
例如上海老港得渗滤液处理厂,其渗滤液日处理量为3200m3/d。
浓缩液得深度处理规模为100立方米/日。
垃圾填埋场综合处理方案首先,为了减少废弃物对填埋场的负担,我们可以实行分类回收制度。
通过将垃圾分成可回收物、有害物质和其他垃圾三类,可以最大限度地减少填埋场内的垃圾量。
可回收物可以重新循环利用,有害物质则需要进行专门的处理,而其他垃圾则可以继续填埋。
其次,我们可以考虑采用生物降解技术来加速垃圾分解。
通过投放生物分解剂,如腐殖酸等,可以提高垃圾分解速度,减少填埋场内的垃圾量。
此外,我们还可以培养一些可以自然降解垃圾的微生物,并将其引入填埋场中,以帮助分解垃圾。
另外,我们还应该考虑采用垃圾焚烧技术来对部分垃圾进行处理。
垃圾焚烧可以将垃圾转化为能源,如热能或电能,从而减少填埋场的压力。
然而,垃圾焚烧也会产生一定数量的废气和污染物,因此需要配备相应的污染治理设施,如烟气净化器等,以减少对环境的影响。
此外,我们还可以考虑将垃圾填埋场利用起来,实现资源回收和能源利用。
例如,填埋场内的有机废弃物可以进行厌氧发酵,产生沼气。
沼气可以用作燃料,供周边社区或企业使用。
同时,还可以利用填埋场内的土地进行农作物种植或树木种植,以提供一定的农产品或木材资源。
最后,为了提高填埋场的管理和监测水平,我们可以引入先进的技术手段。
例如,利用物联网技术和传感器等设备可以实现填埋场的自动监测和数据收集,以及对填埋场内温度、湿度、气体排放等指标进行实时监测。
这样可以帮助管理者及时发现问题并采取相应的措施,最大限度地减少垃圾处理对环境的影响。
综上所述,垃圾填埋场综合处理方案包括分类回收制度、生物降解技术、垃圾焚烧技术、资源回收利用以及先进的管理和监测手段。
通过综合运用这些措施,我们可以提高垃圾填埋场的处理效率,减少对环境的污染,推动垃圾处理向可持续发展方向迈进。
固体废物的资源化和综合利用技术分析随着工业化和城市化的不断发展,固体废物的处理和综合利用成为当前社会发展中的一个重要问题。
长期以来,大量的固体废物直接被丢弃或者简单填埋处理,造成了资源的严重浪费和环境问题。
固体废物的资源化和综合利用技术成为了当前环保产业中的热点话题。
本文将对固体废物的资源化和综合利用技术进行分析,探讨当前技术的发展状况和未来的发展趋势。
一、固体废物的资源化利用固体废物的资源化利用是指利用固体废物中的可再生资源进行回收再利用的过程。
目前,固体废物的资源化利用主要包括废纸、废塑料、废玻璃、废金属等可回收物的回收再利用,以及有机废物的厌氧消化和堆肥等技术。
废纸、废塑料、废玻璃、废金属等可回收物的回收再利用是固体废物资源化利用的重点和难点。
在废纸的回收再利用方面,目前主要采用的是废纸回收站、再生纸厂等方式进行回收处理。
而废塑料的回收再利用则相对比较复杂,需要采用物理、化学或生物等方式进行处理,如热解、裂解等技术。
废玻璃的回收再利用主要采用废玻璃熔融再生技术,将废玻璃熔融后再生产成再生玻璃制品。
废金属的回收再利用则主要采用废旧金属回收站、废旧金属回收破碎机等设备进行处理。
在有机废物的资源化利用方面,主要采用的技术包括厌氧消化和堆肥。
厌氧消化是指将有机废物进行发酵处理,产生沼气和有机肥料的过程。
而堆肥则是将有机废物进行堆肥处理,产生有机肥料的过程。
固体废物的综合利用技术是指利用固体废物中的各种资源进行综合利用的过程。
目前,固体废物的综合利用技术主要包括垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、垃圾分类处理等技术。
垃圾焚烧发电是指将固体废物进行焚烧处理,产生热能然后驱动发电设备发电的过程。
垃圾填埋气发电则是指利用填埋气进行发电的过程。
垃圾分类处理则是指将固体废物进行分类处理,然后采用不同的处理方式进行处理的过程。
固体废物资源化和综合利用技术的发展趋势主要包括技术的创新、政策的支持和市场的需求。
在技术的创新方面,固体废物资源化和综合利用技术将更加注重环保和节能,采用更加先进的处理设备和工艺。
垃圾填埋采用单元填埋法,将垃圾填埋的场地划分为小单元,分别进行填埋,填埋顺序为垃圾卸料——垃圾铺平——垃圾压实——表面覆盖,日覆盖选择 HDPE 膜进行覆盖,每日填埋作业结束后进行覆膜作业。
采用 HDPE 膜可有效减少雨水渗入,减少异味的散发,并且后期加强膜厚度和硬度,减少破损的可能性。
最终覆盖选择土壤覆盖,后期进行植被修复等工作。
(1)填埋作业工艺填埋作业工艺是怎么样的?填埋场作业工艺流程图填埋场覆盖层剖面图(2)二次污染的防治与处理由于垃圾填埋需要占用大量土地资源且容易造成垃圾填埋气、渗滤液等二次污染,因此这种方式目前并不是主流的垃圾处置方式。
为解决垃圾填埋产生的二次污染,需从填埋场场底基础、填埋气的回收利用、渗滤液收集处理、封场后填埋场安全再利用等几方面考虑。
1、垃圾填埋场场底基础进行垃圾卫生填埋首先要处理好场底基础,场底必须能支撑和承受设计容量的全部垃圾的压力,不会因填埋垃圾的沉陷而使场底变形。
对于采用人造防渗层的填埋场来说,场底还应有保护防渗层的作用和有利于防渗层的施工。
例如老港生活垃圾卫生填埋场,从外往内的场底结构如下图,以此实现生活垃圾的无害化处置。
生活垃圾卫生填埋场场底结构图2、填埋气的回收利用目前国内外填埋气利用的主要途径有:在蒸气锅炉中燃烧,用于室内供热和工业供热;内燃机发电;作为运输工具的动力燃料;经脱水净化处理后作为管道燃气。
例如,上海老港生活垃圾卫生填埋场四期就将填埋气回收后用于发电。
截至 2016 年,场区已安装 11 台15 兆瓦的发电机组,是目前国内最大的垃圾填埋气发电项目。
每年填埋气处理量可达 8000 万立方米,发电一亿度,可满足近 10 万户居民的用电需求,而且还可以减排二氧化碳 66 万吨,大概相当于 200 个上海植物园的吸碳量。
3、渗滤液的处理渗滤液由于成分复杂、污染大,在排放前必须进行处理。
例如上海老港的渗滤液处理厂,其渗滤液日处理量为3200m3/d。
城市生活垃圾填埋场气体的导排和利用设计方案1.1填埋场气体的组成与产生原理(1)填埋场气体的组成填埋场的气体主要是填埋垃圾中的可降解生物将有机物进行降解,分解为氨气、二氧化碳、一氧化碳、氢气、硫化氢、甲烷、氮气和氧气。
此外含有少量的微量气体。
表1.1填埋场气体的成分(2)产生原理填埋场气体的的产生是个非常复杂的问题。
综合国外研究可将垃圾填埋场释放气体的产生过程划分为四个阶段。
①第一阶段一一好氧阶段一定量的空气随着垃圾进入填埋场,在微生物的作用下,将有机物进行了降解分解我二氧化碳,同时放出大量的热。
好氧分解在短时间内进行,释放出较大的能量。
②第二阶段一一过渡阶段氧气被完全耗尽时,厌氧开始进行。
复杂的有机物如多糖、蛋白质等在微生物的作用下分解和化学作用下水解、发酵,不溶性物质迅速变成可溶性的物质并产生挥发性脂肪酸、二氧化碳、少量的氢气、极少量氮气。
③第三阶段一一产酸产甲烷阶段微生物将第二阶段累积的溶于水的产物转化为1~5个碳原子的酸和醇、二氧化碳、氢气。
另外在在产酸菌的作用下,利用二氧化碳、氢气在甲烷菌的作用下转化为甲烷和二氧化碳。
④第四阶段一一稳定阶段当废物中大部分可降解有机物可转化为甲烷和二氧化碳后,填埋场气体产生的产生速率显著减少,填埋场处于稳定阶段或成熟阶段。
1.2填埋场气体收集和导排1.2.1填埋场气体导排方式在选择填埋场气体导排方式时,根据填埋场的实际情况,进行综合考虑,确定最佳方案。
填埋场必须设置有效的填埋气体导排设施,严防填埋气体自然聚集、迁移引起的火灾和爆炸。
填埋场不具备填埋气体利用条件时,应主动导出并采用火炬法集中燃烧处理。
由于本次设计为新建填埋场,初期产气量不大,而后会迅速增加。
填埋场所产生的气体主要是以甲烷和硫化氢为主,此种情况下,回收气体一方面可以作为源来进行使用,另一方面,还可以避免气体泄漏引起的意外爆炸。
填埋场气体的导排方式主要有两种,即主动导排和被动导排。
(1)主动导排主动导排主要由抽气井、气体收集管、冷凝水收集井、泵站,抽风机和气体检测设备。
填埋气综合利用的途径
摘要:随着我国城镇化建设进程的加快和人民生活水平的提高,生活垃圾填埋场数量增加,产生的填埋气总气量也在逐年增加,而目前我国垃圾填埋场的填埋气还没有得到充分利用。
讨论填埋气的典型利用途径和正在开发中的技术方法。
关键词:填埋气;节能减排;利用1填埋场的填埋气排放在生活垃圾的处理方面,由于垃圾卫生填埋技术相对简单、处置量大、费用较低,已经成为了国内外大多数城市垃圾处置的主要方式。
填埋场排放的气液形式的环境有害物质主要是填埋气和渗滤液。
生物质或有机体在填埋场厌氧发酵条件下将产生大量的填埋气,填埋气存在安全隐患,因为填埋气主要含有甲烷(40%~60%左右)、二氧化碳(30%~50%左右)以及少量氮气和其他微量气体。
CH4是一种易燃易爆的气体,当空气中浓度达到5~15%时就可能发生燃烧或爆炸。
甲烷比空气轻,在垃圾填埋场中会向上移动并可能在某处积聚因而在条件成熟时形成燃烧或爆炸,国内外有过这方面的报道。
另外填埋气中的甲烷所造成的温室效应是二氧化碳的21倍左右,属于强温室效应气体,对臭氧层有破坏作用。
随着我国城市化进程的加快,填埋场越来越多,所产生的渗滤液和填埋气的总量也越来越大。
我国每年填埋生活垃圾超过1.5亿吨,典型的生活垃圾每千克可产生0.065~0.44m3填埋气,全国每年的城市生活垃圾将产生至少100~600亿m3左右的填埋气。
填埋气由于含有大量的甲烷成分,其高位热值约可达15600~19500kJ/m3,比高炉煤气的热值还高,与焦炉煤气的热值相当,具有较高的能量价值。
填埋场的填埋气是一种现成的、方便的、较容易获得、可连续供应的可再生能源。
如果对垃圾填埋气进行回收利用,既可减少温室气体的无序排放,消除环境污染,又可回收能量变废为宝,起到双重效果,实现生活垃圾的资源化。
2填埋气的典型利用途径填埋气可以通过诸如燃烧发电、燃烧蒸发废液[1,2]和并入燃气管道等直接方式,以及液化储存、重整制取醇醚和提取作为CO2化工原料等间接方式加以利用。
2.1用于内燃机和燃气轮机发电垃圾填埋气中含有大量CO2,这使得填埋气的热值降低、火焰传播速度较慢、混合气点火温度提高。
因此,填埋气在通过内燃机(一般为柴油机)燃烧释能做功发电时,一般需要采取一些技术措施,比如在柴油机的基础上增加预燃室、进气增压、用火花塞点火取代压燃点火、增加缸体体积、提高压缩比,来保证填埋气在柴油机内的稳定燃烧。
内燃机发电的优点是成本低、效率较高(两缸机达33%左右)、技术较成熟,发电功率一般为160~500kW,典型应用实例有杭州天子岭、北京北神树、深圳下坪等处。
填埋气用于内燃机的缺点是对内燃机有腐蚀、内燃机排出的尾气NOx含量高、对填埋气中甲烷浓度要求较高等。
国外有康明斯等公司开展了以填埋气为燃料的柴油机的研究,发电效率可达35%。
国内有中科院工程热物理研究所等单位掌握了燃机系统进气压缩比、歧管喷注和多腔室几何约束等关键技术[3],拥有自主知识产权的填埋气发动机设计技术,设计的单机容量达500kW,发电效率达33%以上,设备费用约为2000元/kW左右;国外同类设备费用则为国内设备费用的3倍左右。
燃气轮机相比于内燃机方式的一个显著不同就是燃料的连续燃烧。
连续燃烧工作方式可以提高燃烧效率,同时也降低了因不完全燃烧所产生的有害物。
另外,它的NOx排放远远小于内燃机工作方式,燃气轮机无需三元催化,也可以避免象内燃机工作过程中可能出现的爆震。
采用内燃机的填埋气发电要求填埋气中甲烷含量达到30~35%以上。
燃气轮机工作方式在填埋气的甲烷含量低至25%时可能不能稳定工作。
采用填埋气为燃料的燃气轮机一般功率为几十到几百kW。
由于技术门槛较高,国内尚没有自主知识产权的以填埋气为燃料的燃气轮机设计技术。
填埋气发电一般填埋场自用或者供给附近的用户。
对于并网发电,目前有2个困难:①没有具体政策,上网电价无法确定;②并网点的远近影响填埋气沼气发电的经济效益。
2.2制取二甲醚
填埋气发电有上网的问题,如果能把填埋气转化成方便储存、方便运送的液态物质是另外一种出路。
二甲醚无毒无味,是性能优良的干净的民用或者汽车燃料,在常温下加压到0.5~0.6MPa左右就能液化(比液化气所需压力低),方便储存、运输和使用。
目前中科院工程热物理研究所联合北京公用事业研究所、北京环卫集团等单位,克服了填埋气净化、甲烷和二氧化碳重整、烟气温度控制和烟气热能的梯级利用、二甲醚高效分离等困难,完成了项目小试。
该所正与北京市环卫集团合作,准备进行年产数千吨的工业示范装置的研究项目。
2.3利用填埋气燃烧蒸发渗滤液
垃圾填埋还产生大量的渗滤液,主要来源是垃圾自身含水、垃圾生化过程产生的水、地下渗透水、大气降水。
渗滤液水质复杂,危害较大。
渗滤液中确认的主要有机污染物有数十种,其中已被确认致癌物不少于1种,辅助致癌物不少于4种,超过5种被列入我国环境优先污染物黑名单;其次,渗滤液中的氨氮含量高,是臭味的主要原因;同时,其CODcr和BOD5浓度高;而且垃圾渗滤液中含有多种金属离子,其中铁、锌、铅、钙的浓度较高。
因此,渗滤液不能直接排入城市污水管网,必须先采取技术措施进行处理。
以我国每年填埋生活垃圾超过1.5亿吨,且平均每吨垃圾产生0.3吨渗滤液计算,每年将产生超过4000万吨渗滤液。
埋场所产生的渗滤液水质复杂,前述因素使得渗滤液不易生化处理。
如果利用填埋场副产的填埋气燃烧释放的热量来使得渗滤液蒸发,则不需要配置专门的蒸汽锅炉,也不会有其他生化、物化处理方法投资大、运行成本高的问题,更重要的是该方法对渗滤液的成份、浓度、年龄等因素不敏感,有灵活的适应性。
填埋气燃烧蒸发渗滤液有不同的方式,例如填埋气分级燃烧、浸没式燃烧[4]等方式;为进一步节能,又开发了渗滤液分级燃烧、二级浸没燃烧等方式。
这些技术蒸发效率高、设备简单、便于控制、运行费用低,特别适用于渗滤液的浓缩液,蒸发每公斤渗滤液耗填埋气量不到0.3m3。
中科院工程热物理研究所、清华大学已经开展这方面的研究工作,并在改进燃烧蒸发技术,同时正在北京北神树、安定等填埋场进行试点。
2.4并入燃气管道
如果上述途径没有充分利用填埋气,那么填埋气还可经过净化提纯后并入管道以供给城镇居民家用或者工业炉窑、锅炉供暖供热水用。
这样的好处是所有填埋气都会被利用,特别是在天然气价格高的地区适宜使用。
填埋气产量越大成本越低。
另外,填埋气也可制成液化天然气供周围居民调压站使用。
当然,填埋气在注入管道前应该经过净化、提纯达到标准燃气的要求,必须去除填埋气中的水分、H2S、硅氧烷、硫醇等杂质。
同时,也需要增加一定的加压设备和控制设备,这样增加了部分投资。
我国香港地区的填埋气利用就是把填埋气净化提纯后注入城市燃气管道来进行利用。
2.5从填埋气分离CO2
因为填埋气的两种主要成分是CH4和CO2,如果把富集的CO2分离出来,既可作为化工原料又减排了CO2,有一举两得的效果。
可用的分离方法一般有物理化学法、吸附分离法、膜分离法等。
膜法成本太高。
甲基二乙醇胺法是溶剂吸收法中的一种,该法利用甲基二乙醇胺分子结构中的羟基降低分压和增大水溶性,利用胺基使水溶液呈碱性因而能够吸收酸性气体来分离CO2。
该法因其设备成本低、操作简便、净化效果好而引起了广泛关注。
另外,变压吸附已发展成一种新型高效的气体分离技术,首先让CO2在加压的吸附塔中被选择性吸附因而与CH4分离,随后在减压塔中解吸而再生,CO2脱除率可大于95%。
但该工艺操作程序较复杂,设备易损坏,投资费用和维护费用很高。
3总结
在上述填埋气利用途径当中,填埋气通过内燃机发电是研究得比较多的,而通过燃气轮机发电、用来制取二甲醚、用填埋气燃烧蒸发渗滤液、从填埋气中分离提纯CO2作为化工原料是当前正在研发当中的前沿方向。
当前,我国能源紧张与环境被破坏的形势使得填埋气作为一种资源正逐渐被各级部门和相关研究人员重视。
人们应该从根本上改变填埋场就是废弃物集中地的传统观念,应该视填埋气为一种很好的资源而加以利用。