填埋气体制作车用燃料工程实践.docVIP

填埋气体制作车用燃料工程实践 　　摘要:填埋气体的主要成分是甲烷和二氧化碳,同时还含有部分恶臭物质和其他挥发性有机物,不仅会造成填埋场周围大气环境的污染和成为引发爆燃的隐患,也对温室效应具有重要贡献。同时填埋气体也是一种清洁可再生能源和资源,回收和利用垃圾填埋气可实现环境、安全、能源、资源、经济多重效益.。本项目把填埋气体经过净化处理后制作压缩天然气(CNG)作为汽车燃料,变废为宝,开发了一种新的资源,很好体现了循环经济的“无害化、减量化、资源化”原则。 　　关键词:填埋气体 汽车燃料 甲烷 压缩天然气 变压吸附 　　 　　引言 　　城市生活垃圾在填埋过程中由于有机物被微生物分解而产生的填埋气体(也称沼气,主要成分为甲烷、二氧化碳、氮气、氧气、硫化氢等,简称LFG),将填埋场产生的填埋气体收集与利用目的是减少大气污染,防止火灾和爆炸事故的发生,使填埋场达到安全、卫生和环保的要求,同时合理地利用填埋气体也是垃圾处理“资源化”的需要。 　　填埋气体的利用已经相当广泛,并尝试了很多填埋气体的利用方式,根据不同的周边条件和填埋场情况,填埋气体利用方式的选择也不相同。现在常见的填埋气体利用方式主要有三种:作为民用燃料;集中燃烧、发电或供暖;作为汽车清洁燃料。就地利用填埋气体燃烧供热是应用最广的方法,主要原因是利用方便,对填埋气体净化要求低等缘故。美国就150 多个填埋气体发电厂,在我国也有一些填埋场应用了填埋气体发电技术,取得了良好的效益。填埋气体作为民用燃料对净化的要求很高(CH4浓度98%),成本也高,因此应用比较少。但在香港有应用的例子。填埋气体净化后作为汽车清洁燃料利用是一个比较新的方向。比之汽油发动机,清洁燃料发动机的污染要明显偏低。利用填埋气体(LFG)制取压缩天然气汽车燃料(CNG)是兼具环保及能源二重性的可再生新能源开发项目,已经受到世界各国的高度重视,成为当今环境和能源领域的一个热点问题。 　　 　　1. 填埋气体制作车用燃料项目所依托的填埋场简介 　　深圳下坪固体废弃物填埋场是目前深圳市的标准化卫生填埋场,于1997年投入使用,设计运行寿命25年。已填埋垃圾超过1000万吨,最大填埋深度已达60多米。目前该填埋场日处理生活垃圾约3,600t。填埋气体产生量已经很大,一般来说,填埋深度达10米以上,填埋气体就有收集和利用价值,因此对下坪固体废弃物填埋场而言,填埋气体的收集和利用已非常迫切。为了减少环境污染,有效利用能源,下坪固体废弃物填埋场引进社会资金建设填埋气(LFG)发电及填埋气体制作车用燃料(CNG)利用项目,其中CNG由深圳市利赛实业发展有限公司出资建设,现已投产运行。 　　 　　2. 填埋气体制作车用燃料项目 　　2.1 工程规模: 　　填埋气体的典型组分和热值 　　组 分 CH4 CO2 N2 O2 CO H2S等 　　V% 40～55 30 ～40 10 ～20 1 3 微量 　　低位发热值 14740 ～19700 kJ/m3 　　 　　本项目规模为500 M3/小时,能生产成品气250M3/小时。 　　2.2工艺方案 　　本项目包括从填埋气体净化直到最终应用到燃气汽车上,主要包括变压吸附净化系统、加气站系统和垃圾车改造三部分。 　　2.2.1 变压吸附工艺制取车用压缩天然气。 　　本系统的运行规模是500 Nm3/h,其核心是变压吸附设备和之前的原料气净化系统。由填埋场抽出的填埋气体先进入一个储气罐缓冲,然后经过压缩机、过滤器和脱硫塔去除原料气中的水份、杂质颗粒、少量酸性气体和油脂。 　　原料气先经过气液分离器分离掉游离水之后进入变压吸附部分。进入吸附系统的气体压力为0.4 MPa、温度为常温。变压吸附脱碳系统采用5-1-2 / v(5个吸附塔,1个塔同时吸附,2次均压)的工作方式。每个吸附塔在一次循环中均需经历吸附(A)、一均降(E1D)、二均降(E2D)、逆放(D)、抽真空(V)、二均升(E2R)、一均升(E1R)以及终充(FR)等8步骤。 　　经这一过程后吸附塔便完成了一个完整的“吸附-再生”循环,又为下一次吸附做好了准备。5个吸附塔在执行程序的安排上相互错开,构成一个闭路循环,以保证产品气连续不断输出。 　　吸附系统的尾气一般含有大量的CO2,可以经过进一步净化提纯作为另外一种气体产品,在不提纯CO2时,尾气直接排空。为了防止填埋场抽气系统出现泄漏而导致产品气O2含量超标,本系统设置有脱氧设备。在经过变压吸附的气体中加入H2,并在约200度的温度下催化氧化,脱除系统中的O2。脱氧后的气体进行深度干燥,达到压缩天然气的露点要求。整套系统由计算机自动调控,各处工况和操作条件可以在主控室远程操作。工作人员只需定期询查。 　　2.2.2加气站系统包