Видобування газу зі сміттєвих звалищ
Використання газу зі сміттєвих звалищ в значній мірі стимулюється жорсткими приписами природоохоронних відомств, бажанням зменшення викидів парникових газів, зацікавленістю муніципальних властей до розвитку даного напрямку у зв’язку з тим, що звалища є розплідниками гризунів, мають неприємний запах,
часто горять і різко погіршують якість повітря.
Основним компонентом газу сміттєвих звалищ є метан,
концентрація якого в газі досягає 55 %. Суміш газів є вибухонебезпечною; при недостатньому контролі може негативно впливати як на поверхневі, так і на підземні води. На звалищах з 1 кг
З w
сміття утворюється приблизно 0,26 м газу, який характеризується як середньокалорійний із теплотою згоряння 810-1160 кДж/кг. Температура полум’я в процесі спалювання газу невисока, так що викиди NOx приблизно на 70 % нижчі, ніж при спалюванні
природного газу, але й не настільки низькі, щоб збільшити викиди неспалених вуглеводнів або CO.
Використання газу зі сміттєвих звалищ найбільш розвинуте в США. Звалища в США є найкрупнішим джерелом антропогенних викидів метану, на частку яких припадає до 40 % загального об’єму метану, що потрапляє в атмосферу. Згідно з розрахунками, використання газу сміттєвих звалищ для енергетичних цілей може бути реалізованим на 750 звалищах, при цьому установки мають високий рівень рентабельності протягом не менше 10-30 років. В теперішній час у США для таких цілей використовується газ зі 150 звалищ.
Як приклад, на рисунку 3.3.5 наведено спосіб видобування, перероблення і використання газу сміттєзвалища на підприємстві Cont Mills (штат Північна Кароліна).
Газ зі сміттєзвалища збирається за допомогою системи вертикальних свердловин, розподілених по території звалища і з’єднаних трубопроводами. Кожна свердловина глибиною 9-Им має трубу діаметром 150 мм із полівінілхлориду, ущільнену скеллям (щебінкою), бетонітом і землею. Свердловини сполучені між собою колектором.
Газ проходить через конденсатовловлювач і сепаратор вологи, де більша частина її видаляється. Газодувка, що встановлена на звалищі і заміняє компресор, може щодобово подавати на ТЕС по трубопроводу довжиною 4,8 км понад 56,6 тис. м газу при тиску 0,18 МПа. По трасі трубопроводу встановлені додаткові конденсатовловлювачі.
Підземний трубопровід виготовлений із поліетилену високої щільності. Конденсатовловлювачі розміщені в низьких точках траси для зменшення акумулювання вологи в трубопроводі.
Пальники котлів ТЕЦ розраховані на спалювання різних видів палива разом із підігрітим до 170 °С повітрям. У разі збільшення навантаження в більшості випадків додатково спалюється природний газ при концентрації з газом звалищ 1:8. При такій концентрації об’єм газоподібних продуктів згоряння при однаковому тепловиділенні більший, ніж для природного газу.
Перевага таких технологій полягає в тому, що вони дозволяють вирішити відразу дві задачі: утилізувати побутові відходи й отримати цінний побічний продукт.
|
Додаткове уловлювання вологи Воло гоул о в л юв ач |
|
Усунення f |
|
ТЕС Лінія електропередачі |
|
ВІЛЬНОЇ вологи |
|
Трубопровід * ТЕС Фільтрація |
|
Свердловина для збирання газу На оброблення й усунення конденсату |
|
Трубопровід ГМС Сміттєзвалище |
Рисунок 3.3.5 — Схема використання газу сміттєвого звалища
Калорійність синтез-газу залежить від виду сировини і коливається в межах 1670-4500 ккал/1000 м. Для групи 1 (природні
палива низької якості: буре вугілля, лігніт, торф, горючі сланці,
^ з
сапропелеві мули) калорійність становить 4500 ккал/1000 м, для
групи 2 (поновлювальний природний ресурс: солома, сіно, очерет та
^ • з
інша водна й наземна рослинність) - 3200 ккал/1000 м, групи З
(відходи антропогенної діяльності людства: промислові відходи
целюлозно-паперової промисловості, побутові відходи, сухі
каналізаційні відходи міст, відходи вуглезбагачувальних фабрик,
шлакові відходи нафтопереробних заводів, відходи тваринництва
тощо) - 1670 ккал/1000 м3.
Енергетичний потенціал сировини для виробництва синтез-газу в
Україні наведено в таблиці 3.3.3 [3].
|
Таблиця 3.3.3 - Енергетичний потенціал сировини
|
З
Собівартість газу, еквівалентного 1000 м природного газу, та
електроенергії, що виробляється із деревини, торфу, лігніту, бурого
з
вугілля, змінюється відповідно в межах 24-34 дол. США/1000 м і 0,008-0,012 дол. СШАУ(кВт-год).
Синтез-газ використовується на опалювальні цілі, для двигунів внутрішнього згорання, в газоелектрогенераторах для отримання електричної енергії, в побутових цілях, а також для синтезу рідких вуглеводнів паливного класу.
Природні води будь-яких гідрогеологічних структур у тій або іншій кількості містять розчинені гази. Особливо велика кількість розчинених, переважно вуглеводневих, газів міститься в термальних водах, у пластових водах нафтогазових басейнів.
Для геотермальних вод України характерні гази хімічного і, в основному, метаморфічного походження при дії високих температур і тиску. До таких газів належать: вуглеводневі гази, в основному метан (СН4), вуглекислий газ (С02), азот (N2), сірководень (H2S), водень (Н2) , аміак (NH3), а також в невеликій кількості CO, S02, Cl, S.
На цей період у Криму виділяються шість водоносних комплексів, які доступні для використання термальних вод. Гази в більшості випадків представлені вуглеводнями, серед яких на частку метану припадає більше 90 %.
Для Гадячинської газової копалини один із продуктивних
З з
водоносних горизонтів має газонасиченість 5,1 м на кожний 1 м води. Водорозчинні гази вуглеводневі з високим вмістом метану (83— 89 %), з наявністю пропану (4-7 %), азоту (2-5 %), вуглекислого газу (2-3 %). Для основної Гадячинської копалини площа водоносного комплексу становить 302500 км, при цьому ресурси розчиненого
З і г
газу дорівнюють 42,3 млн м. При роботі свердловини з дебітом 1500 м /добу термін добування розчиненого газу становитиме 16 років.
На сьогодні добування водорозчинного метану ведеться в Японії, Італії, США на узбережжі Мексиканської затоки. Досвід цих країн показує, що найбільш перспективним є комплексне використання газонасичених термальних вод - для вироблення теплоти й електроенергії, для отримання газу та добування цінних компонентів.
Майстерня своєї справи