Выработка электричества из свалочного газа

Выработка электричества из свалочного газа

Переработка мусора — одна из самый известных проблем современности. Существует интересный способ утилизации газа, образующегося на полигонах твердых бытовых отходов. Такой газ состоит на 45-60% из углекислого газа и на 40-60% из метана. Соответственно, можно как-то собрать этот газ и использовать в двигателях для производства электроэнергии.

Рассмотрим подробнее, как образуется такой газ.

На свалки ТБО (твердых бытовых отходов) попадает огромное количество органики, которая практически сразу начинает разлагаться. И побочным продуктом разложения и является свалочный газ. Повторимся, что он на 45-60% состоит из метана — остальное это углекислый газ и другие газы, которые в массе своей являются токсичными.



Но до того, как получится конечный газ, проходит несколько стадий «созревания»

На первой стадии, происходит гидролиз, в котором органические отходы начинают разрушаться аэробными бактериями — им для жизни нужен свет и кислород. Они расщепляют длинные цепочки углеводов, белков и прочих органических соединений в отходах и их жизнедеятельность приводит к образованию большого количества углекислого газа. Это может продолжаться до тех пор, пока в мусоре остается достаточно кислорода для поддержания жизни бактериям — от нескольких дней до нескольких месяцев.

На второй стадии, когда истощается кислород, подключаются анаэробные бактерии. Им для жизни уже не требуется свет или кислород. Они превращают продукты жизнедеятельности аэробных бактерий в кислоты — уксусную, муравьиную и молочную кислоту, а также в этиловый и метиловый спирты. Этот процесс ускоряет разложение мусора — делает доступным для бактерий питательные азот и фосфор. Бактерии начинают интенсивно вырабатывают углекислый газ и водород. На данной стадии в толщу свалки нельзя вмешиваться. Так как если внутрь попадет кислород, то погибнет большинство анаэробных бактерий, и все вернется на первую стадию.

На третьей стадии, некоторые виды анаэробных бактерий уже начинают образовывать метан. Бактерии-метаногены и бактерии, вырабатывающие кислоты, формируют взаимовыгодные отношения: «кислотные» бактерии вырабатывают вещества, которые потребляют метаногены, — углекислый газ и ацетаты, которые в больших количествах вредны для самих кислотопродуцирующих бактерий.

На четвертой стадии, начинается стабильная выработка газов. Данная фаза может продолжать очень долго — до 20 лет. Но на некоторых свалках, фиксировали выработку газа и после 50 лет.

Схема работы сбора газа

Теперь можно начинать собирать газ для переработки

Газ собирают двумя способами — активным и пассивным. Оба способа требуют бурение скважин в толще свалки.

Активный способ — это когда пробуривают скважины, затем, в них создают вакуум. Газ начинает поступать в скважины. Затем извлеченный газ очищается с помощью скруббера газа для удаления диоксида углерода и получения свалочного газа.

Пассивный способ — работает по принципу сважин подземных вод. В них газ поступает в скважину из-за разного давления между полигоном и атмосферой. 

Очищенный газ поступает на генераторы. Для производства электричества в основном используются двигатели внутреннего сгорания. Примерно 75% выработанного на свалочном газе электричества, выработано с помощью ДВС. Обычно вырабатывается от 800 кВт до 3 мегаватт (МВт). Несколько двигателей внутреннего сгорания могут использоваться вместе для проектов мощностью более 3 МВт.
Второй способ — это использовать газовые турбины. Но для работы турбины нужно много газа, поэтому они используются на больших проектах. При этом и мощность выработки гораздо больше — примерно около 5 МВт и более.
На небольших проектах до 1МВт, вместо ДВС, могут использовать микротурбины. Каждая такая турбина может вырабатывать от 50 до 250 кВт энергии.

Помимо сжигания газа в генераторах, его можно использовать и иначе. Так как по сути, это метан, то его можно использовать для различных производств.

Сбор свалочного газа, и использование его на электростанциях и в промышленности — хороший способ утилизировать отходы. Так может приносить пользу мусор, выброшенный на свалку не один десяток лет назад.

Выработка электричества из свалочного газа
Share on facebook
Share on vk
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
Share on print

Свежие материалы

Читайте еще