Меню Рубрики

Установки по получение свалочного газа

Технологическая схема экстракции и утилизации свалочного газа

Особенности технологической схемы по извлечению и утилизации свалочного газа

В целях добычи газов со свалок, как правило, применяется определенный механизм: вертикальные скважины, присоединяются к линиям газопровода, в котором вакуумное оборудование формирует разрежение, требуемое для перемещения газа до места его применения. Устройства для сбора и утилизации устанавливаются на заблаговременно подготовленной площадке за границами свалки.

В каждой скважине осуществляется дренаж определенного блока твердых отходов бытового характера, который имеет цилиндрическую форму. Скважину можно считать стабильной, если ее показатель дебита не больше количества новых СГ. Определение дебита образованной толщи отходов осуществляется в процессе проведения полевых исследований газового и геохимического характера.

Создание системы для газодренажа осуществляется на месте нахождения полигона отходов после консервации полигона, кроме того, такая система может создаваться на отдельных частях полигона в зависимости от очереди их загрузки. Территория местонахождения ТБО, на которой планируется формирование системы для сбора газов, должна быть подвержена рекультивации, то есть покрыта грунтовым слоем, толщина которого не меньше 40 см.

Рис.1. Принципиальная технологическая схема системы по сбору свалочного газа

Особенности скважин

Для получения свалочного газа в местах нахождения ТБО используются вертикальные скважины. Как правило, они размещаются равномерно на участке свалочного полигона с промежутком 50-100 м, между близлежащими скважинами. Диаметр скважин составляет от 200 до 600 мм, обычно вместе они составляют десятки метров. В целях проходки скважин применяется стандартное оборудование для бурения и спецтехника, с помощью которой можно формировать большие скважины. Выбор определенного оборудования зависит от экономических факторов.

При создании скважин в глубине отходов в условиях российской действительности целесообразно применение бурения шнекового типа. Это недорогой и доступный способ, поскольку он широко применяется в инженерных и геологических работах. При применении этого способа бурения максимально допустимый диаметр скважины равен 0,5 м. Тем не менее, их создание в России сопряжено с трудностями, которые связаны с наличием большого числа посторонних включений (частиц из металла и бетона, остатков техники и устройств). Эти посторонние частицы затрудняют бурение и нередко влекут за собой неисправности в инструментах для бурения. Практика показывает, что со сравнительной простотой можно создать скважины размером 250-300 мм, при этом их будет вполне достаточно для извлечения свалочного газа.

После окончания строительства начинают монтировать оголовок скважины, который представлен в виде цилиндра из металла, имеющего газозапорные детали для изменения дебита скважины и проверки состава газов, кроме того, цилиндр имеет патрубок, с помощью которого скважина связывается с газопроводом.

Газопроводы для передачи газов со свалки

Температура газов в глубине отходов может составлять около 50 градусов, а показатель влажности – 7 процентов. После завершения экстракции газа и его попадания в газопроводы температурный режим резко понижается, образуется конденсат, который выделяется в больших количествах. Для примера при извлечении свалочного газа в количестве 100 куб. м. за один час появляется около 1 куб. м. конденсата. Вот почему отвод этой жидкости с использованием специальной техники представляет собой важную задачу. Наличие конденсата в газопроводе приведет к сложности или невозможности процесса экстракции газов.

Газопровод формируется в траншеях, которые прокладываются на глубине, препятствующей промерзанию труб при отрицательных температурах. При создании линий этой системы для предотвращения образования конденсата следует придерживаться специальных уклонов, а также монтировать устройства для отвода конденсата, которые своевременно удаляют влагу.

Конденсатоотводчик – это резервуар из стали, в который стекает конденсат, устройство имеет механизм гидрозатвора. С помощью него обеспечиваются небольшие затраты труда для поддержания устройства в рабочем виде.

Для регулирования функционирования газопровода применяются запорные детали в виде специальных кранов и заслонок. С помощью запорной арматуры обеспечивается надежность, быстрота и безопасность при использовании системы с небольшими гидравлическими затратами. При использовании трубопроводов газы поступают на предназначенный для этого пункт сбора.

Пункт для сбора газов

Газосборный участок используется для удаления свалочного газа из толщи свалки. В этих целях с применением электрического вентилятора в механизме газопровода обеспечивается разряжение (показатель примерно 100 мбар).

Особенности устранения свалочного газа

Ниже приведены определенные методы для утилизационных работ:

  1. сжигание факельного типа, которое устраняет специфические запахи и уменьшает показатель пожароопасности на территории нахождения твердых отходов, в этом случае энергетические возможности газов не применяются в хозяйственной сфере;
  2. непосредственное прямое сжигание для создания теплоэнергии;
  3. применение газов в качестве топливного ресурса для двигателей с целью образование электрической энергии и источника тепла;
  4. применение ресурса в качестве топливного источника для газовой турбины для получения тепло- и электроэнергии;
  5. доведение концентрации метана в газе до 95 процентов с дальнейшим использованием ресурса в газовой сети.
Читайте также:  Установка пластикового канализационного колодца

Необходимость использования того или иного метода зависит от определенных показателей хозяйственной деятельности на отходном полигоне, определяется количеством платежеспособных потребителей носителей энергии, которые были получены в результаты работы с СГ. В большинстве развитых государств такая деятельность стимулируется органами власти с помощью законодательства. Например, в Америке действуют нормативные акты, которые обязывают граждан приобретать альтернативную энергию. Кроме того, на законодательном уровне зафиксирована стоимость данной разновидности энергии, в большинстве случаев она в несколько раз выше цены на энергию, которая создана на базе традиционных носителей энергии (например, нефтепродуктов).

В РФ нет таких нормативных актов. Как следствие – большие сложности при реализации энергии, которая была получена от газов со свалки. Это положение дел тормозит повсеместное распространение метода в российских условиях. В данной ситуации применение СГ для удовлетворения потребностей полигонов с отходами или конкретных потребителей представляется более целесообразным.

Масштабы экстракции свалочного газа в мире

В существенных объемах такой газ создается и устраняется в определенных странах Запада, например, в Америке, Великобритании, Франции, Дании. Объемы добычи газа за год свидетельствуют о том, что глобальные работы по утилизации дают результаты около 1,2 млрд. куб. м в течение одного года или 429 тыс. т. металла или 1 процент его глобального производства. Можно сделать вывод, что объем извлекаемых веществ ничтожно мал по сравнению с количеством их образования. Это дает широкие перспективы для развития биологического газа как отдельной отрасли.

Таблица 1. Объемы годовой газодобычи

Объем добычи СГ,
млн. куб.м/год

США 500 Германия 400 Великобритания 200 Нидерланды 50 Франция 40 Италия 35 Дания 5 Итого: 1230

Перспективы изыскания и устранения свалочного газа в российских условиях

Для определения возможностей распространения технологии в РФ проводились технические и экономические подсчеты потенциальных стандартных объектов в этой сфере. В качестве первоначальной информации применяли итоги пилотных проектов, которые были реализованы организацией «Геополис» в Московской области. Период длительности стандартного проекта равнялся в таких расчетах одному десятилетию. Стоит отметить, что при определении прибыли от добычи газа и электрической энергии применялись цены ниже действующих на данный момент в сфере энергетических ресурсов (180 рублей за кубометр СГ и 250 рублей за 1 кВт в час электрической энергии).

Эти данные были получены в результате опроса потенциальных пользователей электроэнергии из газов. Рассматривалось два вида схем для устранения СГ. Первая предполагала создание электроэнергии, вторая включала в себя передачу сырого газа пользователям. Результаты этих исследований позволяют сделать выводы: объекты по созданию электрической энергии нуждаются в крупных денежных вложениях и являются максимально прибыльными в соответствии с абсолютными показателями. С увеличением массы тел свалочного типа в прямой пропорции возрастают технические и экономические показатели. Все рассмотренные способы отличаются экономической эффективностью. Важно добавить, что эти расчеты имеют и ограничения. Здесь не учитывается обложение налогами и инфляционный процесс. Их появление в расчетной схеме негативно повлияет на показатели прибыли.

Таблица 2. Технико-экономические показатели типовых объектов по производству электроэнергии из СГ

Масса свалочного тела
(млн. т)
Мощность объекта
(MW)
Инвестиции + экспл. затраты
(млн. руб.)
Накопленная прибыль*
(млн. руб.)
>=2,5 >=2,6 >=12 300 >=25 000
2,5 — 1,0 2,60 — 1,04 12 300 — 10 350 25 000 — 10 000
1,0 — 0,5 1,04 — 0,52 10 350 — 5 200 10 000 — 5 000
Технико-экономические показатели типовых объектов по добыче СГ

Масса свалочного тела
(млн. т)
Мощность объекта
(куб. м/ч)
Инвестиции + экспл. затраты
(млн. руб.)
Накопленная прибыль*
(млн. руб.)
>=2,5 >=2 000 >=8 400 >=12 000
2,5 — 1,0 2 000 — 800 8 400 — 4 000 12 000 — 6 000
1,0 — 0,5 800 — 400 4 000 — 2 000 6 000 — 3 000
=2,5 >=20
2,5 — 1,0 90
1,05 — 0,5 400
>=0,5 800

Разновидности российских свалок

Проект, посвященный санитарному захоронению с высвобождением энергии в Московской области, начался в 1994-м году и длился два с половиной года. Предназначение этого проекта – выявление в РФ возможностей биогазовой методики – одной из составляющих захоронения отходов по санитарным правилам.

Биогаз представляет собой окончательную продукцию разложения на микробиологическом уровне фракций отходов, которые находятся на полигоне. Речь идет об остатках растительного типа и животного происхождения, бумажных и древесных фракциях. Скорость, к которой такие материалы проходят биологическую инверсию, не одинакова и зависит не только от разновидности отходов, но и от физических, химических параметров в теле свалочного типа (показателей влажности, температурного режима и так далее).

Биогаз представляет собой горючий материал, который включает в себя около 60 процентов метана и примерно 50 процентов двуокиси углерода, его уровень теплотворной способности в два раза меньше, нежели аналогичный показатель у природного газа, он варьируется от 4500 до 5000 Ккал на кубометр. Количество биологического газа, которое можно набрать и устранить на отходном полигоне находится в прямой пропорции с весом газа свалочного типа.

Рис.2. Объём образования и добычи биогаза

источник

Проект Заряд

Автономное энергоснабжение. Свободная и альтернативная энергия будущего. Бестопливные генераторы и «вечные двигатели» в каждый дом!

Свалочный газ – технология получения и перспективы использования

Под термином «свалочный газ» подразумевают смесь газов, образующихся в результате гниения органического мусора. Потенциально он является неплохим альтернативным источником энергии, однако промышленное получение свалочного газа на сегодняшний день не слишком рентабельно.

Установки для получения свалочного газа

Выработка свалочного газа происходит на специально построенных полигонах – это упрощает сбор газа и уменьшает негативное воздействие на окружающую среду. Установка для сбора газа представляет собой котлован с изолированным дном, внутри которого слоями укладывается органический мусор и земля. Все они плотно утрамбовываются при помощи бульдозеров, а между слоями располагаются газоотводные трубы и прочие инженерные сооружения для откачки жидких отходов.

Сверху полигон закрыт герметичной крышкой – она не дает газу улетучиваться в атмосферу и уменьшает распространение зловония, исходящего от гниющего мусора. Также на полигоне расположен скруббер – установка для очистки газа от вредных примесей. В зависимости от типа полигона, полученный газ может заправляться в баллоны либо сжигаться на месте. В последнем случае получаемая тепловая энергия используется для выработки электроэнергии. Полигоны для сбора свалочного газа всегда располагаются вдали от населенных пунктов и сельскохозяйственных площадей.

Насколько эффективен свалочный газ как источник энергии?

Свалочный газ примерно на 50% состоит из метана – остальное составляют CO 2 и примеси. Большая их часть, как и жидкие отходы процесса гниения мусора, очень токсичны. Чтобы не допустить их попадания в окружающую среду, используется дорогостоящая процедура очистки и утилизации. При нарушении технологического процесса газ может повредить купол установки и вызвать ее разрушение, что приравнивается к экологической катастрофе регионального масштаба.

Всего в мире на мусорных полигонах добывается 1,2 млрд. м³ свалочного газа в год, что составляет примерно 1% от его глобальной выработки на планете за тоже время. Данного объема недостаточно, чтобы использовать свалочный газ как топливо в промышленных масштабах. Однако исходное сырье для его производства бесплатно, а количество мусора на планете растет по экспоненциальной шкале. Если все органические отходы в мире будут поступать на полигоны по выработке свалочного газа, в перспективе он может стать весомым альтернативным источником энергии.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

источник

Первая в России электростанция, работающая на свалочном газе

Газа, вырабатываемого из содержимого одной городской мусорной свалки, хватит для обеспечения электроэнергией более двухсот тысяч квартир. Мировые компании добывают и перерабатывают свалочный газ уже несколько десятилетий. В России первый проект по утилизации свалочного газа и производства из него «зелёной» электрической энергии запустился в 2015 году в Ленинградской области.

Используя многолетний европейский опыт, компания Vireo Energy запустила первый в России проект ВИЭ, работающий на свалочном газе полигона твердых бытовых отходов «Новый Свет-Эко». Эта электростанция мощностью около 2,4 МВт (первая очередь) будет первым в Ленинградской области энергетическим объектом, функционирующим на основе использования возобновляемого источника энергии.

Полигон, на котором располагается объект ВИЭ находится в Гатчинском районе Ленинградской области и существует порядка 15 лет. На дне котлована полигона лежит геомембрана, которая предотвращает проникновение продуктов гниения в почву и грунтовые воды. Сверху часть полигона, где выделяется свалочный газ, засыпана глиной, чтобы перекрыть доступ кислорода. Мусор при гниении выделяет свалочный газ, 50% которого составляет метан – горючий газ. На основании анализа, проведенного экспертами после расположения скважин, на этой свалке содержание метана в свалочном газе является достаточным для генерации электроэнергии. Для извлечения метана используется расположенная в теле полигона газосборная система.

На отдельной площадке располагаются в модульном варианте 4 газопоршневые установки совмещенные с генераторами общей мощностью около 5 МВт. Свалочный газ сжигается в газопоршневых двигателях, генераторы вырабатывают электроэнергию, которая через специально созданную мобильную высоковольтную линию подаётся в сеть Ленэнерго. Свободное распространение свалочного газа приводит к загрязнению атмосферы токсичными и дурно пахнущими соединениями, кроме того, в определенных концентрациях свалочный газ может представлять опасность для человека.

Новые технологии не только позволят получать электроэнергию из свалочного газа, но и существенно улучшат экологическую обстановку в районе, значительно снизят неприятный запах от свалки. Ожидаемое сокращение выбросов парникового газа в атмосферу составит не менее 100 000 тонн в год. Сегодня это первый и единственный полигон в России, где располагается подобный объект ВИЭ. В ближайшее время планируется создать аналогичные проекты и в других регионах России.

источник

Свалочный газ.

Не секрет, что со временем люди научились получать их отходов не только топливо и материалы вторичной переработки, но также энергию. В России такая практика стала применяться совсем недавно, из-за этого о данном способе получения энергию известно не всем.
Поэтому в сегодняшней статье, мы с Вами более подробно разберем данную тему, выясним что такое свалочный газ и для чего он применяется.

Свалочный газ это газ, который получают в результате гниения органических отходов на свалке при отсутствии кислорода, представляет собой смесь метана и диоксида углерода, в которых присутствует примесь сероводорода.
Задумывались ли вы, почему мусор гниет? Гниение происходит благодаря деятельности бактерий. Бактерии делятся на два больших вида:
1. Ацидогены;
2. Метаногены.
Благодаря ацидогенам, отходы разлагаются, выделяются жирные кислоты, именно благодаря этому процессу, появляется свалочный газ. Объясняется это тем, что из-за появления жирных кислот возможен высокий выход метана. Другой вид бактерий метаногены, перерабатывают летучие жирные кислоты в метан и диоксид углерода.

Какими способами получают свалочный газ?

На самой обычной свалке нет возможности собрать свалочный газ и применять его. Для получения газа предприятия используют специализированные полигоны, в котором происходит сбор свалочного газа. При этом выделение газа происходит по всем параметрами правилам, в итоге свалочный газ не вредит окружающей среде и безопасен для экосистемы.
Более подробно разберем, что должен представлять из себя полигон для выделения свалочного газа.
Полигон представляет собой вырытый котлован, дно которого покрывают геомембраной, после этого его покрывают глиной, длинной в метр. Не всем понятно, что такое геомембрана, поэтому объясним. Геомембрана это гидроизоляционный материал, который предотвращает попадание элементов гниения в почву, другими словами геомембрана предотвращает загрязнение грунтовых вод ипочвы.
Мусор так же кладут в котлован по специальной схеме. Во-первых, мусор закладывают слой за слоем, утрамбовывается, во-вторых, после этого все слои засыпаются глиной. Делается это для того, чтобы предотвратить:
1. Рассыпание мусоры;
2. Уменьшение неприятного запаха от мусора.
После того, как котлован полностью заполнен мусором, его покрывают специальным защитным покрытием (почва с растительностью) и слоем глины.

Сбор свалочного газа

Описав строение полигона для получения газа, вы возможно не смогли понять, как их такой конструкции можно получать свалочный газ. Но мы не сказали о самом главном элементе этой конструкции о специальных сооружениях, которые отводят жидкие продукты разложения мусора и собирают свалочный газ. Для сбора свалочного газа, делают скважины, устанавливают трубы, монтируют насосное оборудование.
Свалочный газ, после своего образования попадает в скруббер. Скруббер — это аппарат, очищающий газ от различных примесей, пыли. После очищения газ попадает в компрессор, после компрессора газ готов к использованию.
По описанию, может показаться, что получение свалочного газа и его сбор, это достаточно легкий процесс, но он несет в себе определенные сложности. Например, необходимо внимательно следить за выделением газа, его распределением и сбором, поскольку если газа будет большее нормы, это приведет к негативным последствиям.
Во-первых, избыточный газ, будет стараться выбраться наружу, что в итоге приведет к появлению сильного давления. Во-вторых, давление приведет к тому, что полигон начнет медленно разрушаться. В-третьих, если свалочных газ (который еще не прошел очищение), содержит вредные для здоровья человека и окружающей среды вещества.

Где применяют свалочный газ?

Свалочный газ состоит из большого количества метана, который возможно использовать как биогаз. Многие предприятия по выделению свалочного газа, используют его в качестве тепловой энергии, которая используется на производственные нужны, что значительно экономит бюджет предприятия.
Но, что самое удивительное, свалочный газ (предварительно очищенный), можно использовать в качестве топлива для машин. Так же, газ можно применять как экологически чистое топливо для получения электроэнергии. Но для этого потребуются дополнительные газотурбинные и газопоршневые установки. Именно поэтому, получение свалочного газа становится перспективным направлением не только в России, но во всем остальном мире.

Компания «Утилит Сервис» предлагает свои услуги по утилизации отходов самых различных категорий. Вместе с Вами мы сможем сделать нам мир чище и лучше!

источник

Добавить комментарий