前言

隨著全球經濟的高速增長，能源和環(huán)保問題日益突出。一方面，化石能源日漸枯竭，世界正面臨巨大的能源壓力；生存環(huán)境日漸惡劣，世界正面臨巨大的環(huán)境壓力。另一方面，又有巨大的能源被白白地浪費；有大量的有害物質被肆無忌憚地排放。能源和環(huán)境已經成為世界最重要的事情！“節(jié)約能源，減少排放”在很多國家被列為“基本國策”。

沼氣的充分利用，是其具體措施之一。

沼氣發(fā)電在發(fā)達國家已有幾十年的歷史，目前在世界各地受到廣泛重視和積極推廣。如美國的“能源農場”、德國的《可再生能源促進法》、日本的“陽光工程”、荷蘭的“綠色能源”等。

我國也非常重視，在《農業(yè)法》、《節(jié)約能源法》和《可再生能源法》等一系列國家重要法律法規(guī)中，都對沼氣利用提出了明確規(guī)定。

沼氣利用工程是獲取綠色能源、治理環(huán)境污染的更為經濟實用的手段。從我國沼氣產量潛力、發(fā)電技術水平、市場需求和政策導向的發(fā)展趨勢來看，沼氣發(fā)電產業(yè)將有突破性進展。

發(fā)電是沼氣的最佳利用途徑，目前已在全國各地廣泛發(fā)展；而垃圾填埋場有其特殊性，發(fā)電幾乎是沼氣利用的唯一方式。

我國每年的城市生活垃圾量達到 1.7 億噸，大部分采用填埋方式處理，蘊藏著大量的沼氣資源。已有十余個填埋場的沼氣被收集起來用于發(fā)電。

沼氣發(fā)電是一個系統(tǒng)工程，它包括垃圾填埋操作管理、產氣量的估算、沼氣收集、沼氣輸送、沼氣處理、沼氣發(fā)電及電力上網以及系統(tǒng)配套設施等多項單元技術的組合，也涉及到國家對沼氣發(fā)電的扶持政策和技術法規(guī)等。剖析國內已有的沼氣發(fā)電工程，借鑒發(fā)達國家的沼氣發(fā)電技術和經驗，以及充分研究和利用國家對可再生能源的政策導向等，進行對垃圾填埋氣體發(fā)電及其配套系統(tǒng)進行優(yōu)化研究和應用，已成為業(yè)界日益關注和探討的重要課題。

1、垃圾填埋場填埋操作概述

衛(wèi)生填埋法是大型填埋場應用最普遍的處理技術。將垃圾倒入具有一定地形特征的場地中，通過采取防滲、覆土和氣體導排設施，消除了簡易填埋帶來的各種安全、衛(wèi)生和環(huán)境污染問題的一種最終處置技術。投資少，容量大，操作簡單。但是，大部分中小規(guī)模的城市生活垃圾采用直接露天堆放、自然填溝等方式處理，不但侵占了寶貴的土地資源，而且對環(huán)境造成了潛在的影響和危害，特別是滲濾液，由于沒有進行必要的收集和集中凈化處理，導致水資源和環(huán)境的嚴重污染，而且，所產生的沼氣也無法利用，浪費了大量的能源。

填埋處置方式也有明顯的弱點。一是占地面積大，場地選擇較困難。二是二次污染問題。處理不好的填埋場，其滲濾液和沼氣對周圍地區(qū)造成嚴重危害。因此在填埋操作過程中，可以通過以下措施來優(yōu)化垃圾填埋場的填埋操作管理：

﹡提高垃圾填埋場的堆放高度可以減少占用土地；

﹡分區(qū)集中作業(yè)，有利于垃圾分解產氣和收集；

﹡采用新材料、新工藝加強填埋場底部處理，并設置污水處理系統(tǒng)，以解決對水源的污染；

﹡在垃圾填埋之前鋪設垃圾滲濾液回收管道和沼氣水平或垂直管道，提高填埋場沼氣的抽取效率；

﹡壓實垃圾，創(chuàng)造厭氧環(huán)境，而且增大庫容；及時覆土，阻止空氣進入，防止好氧反應的發(fā)生；

﹡阻止沼氣散發(fā)，充分利用能源，消除安全隱患；

﹡建立防洪體系，維持厭氧反應環(huán)境；建立滲濾液處理系統(tǒng)，讓滲濾液能順利排出，并得到及時處理。

抽氣量控制是維持厭氧環(huán)境的一個重要因素，過度抽氣會使厭氧環(huán)境失去平衡，削弱厭氧反應。有的電廠氣量不夠，機組運行功率又不調整，造成過抽采，甲烷濃度低于40%，還為機組能正常運轉而沾沾自喜。但接下來的幾個月，整個填埋場厭氧環(huán)境失去平衡后導致氣量嚴重不足，只能停機，無異于“殺雞取卵”。

2、垃圾填埋場產氣量的估算

填埋場產生的沼氣量隨當地氣候、地理條件及填埋場的填埋量、垃圾組份、填埋方式等因素的不同而不同，所以，各垃圾填埋場在設計沼氣回收利用時應根據準確的氣體產生量為依據。實際上，產生量的測定較復雜，所用儀器的費用很高。因此，探求一種理論模型來精確地估算填埋場氣體中可回收利用的沼氣量是非常有意義的。

2.1 甲烷氣體的產生及影響因素

填埋場中的垃圾，含有豐富的有機質。微生物首先進行好氧分解，消耗填埋場中的O2，產生大量的熱，形成厭氧環(huán)境再厭氧分解。產生CH4及CO2。

影響甲烷產量的因素很多，主要有生活垃圾的組成、垃圾顆粒的大小、有機質含量、填埋年限、溫度、含水量和濕度、滲濾液的pH值、毒素含量等。

當垃圾中有機物含量增高時，甲烷的產量則升高。

在不同溫度條件下，甲烷的產生速率差異很大，一般認為在一個深的、封閉好的環(huán)境中，產生甲烷的最適溫度為40℃。此時，產生速率為30℃的3倍，為背景溫度18.7℃的7.8倍，但溫度升高到55℃時甲烷氣的產生就停止。

含水量或濕度也會影響甲烷的生成，含水量高時，各生化反應組成成分間接觸程度大，可促進細菌的新陳代謝，產氣量提高。甲烷的產量隨濕度的高低呈曲線變化，濕度為55%時，甲烷氣的產生明顯高于濕度為33%的產氣量，只有當濕度大于50%時才能滿足甲烷生成的需要。但是，濕度過高時，甲烷氣的產量會降低。

pH值的高低也會影響甲烷氣的產量，最適于垃圾發(fā)酵的pH值為6.8～7.2。

此外，甲烷產量的影響因子，如垃圾濕度、滲濾液的pH值等在不同的地區(qū)、不同的小環(huán)境、不同的發(fā)酵階段各因子對甲烷產率的影響程度也不盡相同。

2.2 甲烷氣體產生量與產率的計算方法

（1）質量平衡和理論產氣量模型

此公式由IPCC1995年推薦，主要是用于計算生活垃圾的產氣總量，其公式為：

式中，MSW為城市生活垃圾量；η為垃圾填埋率；DOC為垃圾中可降解有機碳的含量，IPCC推薦值發(fā)展中國家為15%，發(fā)達國家為22%；r為垃圾中可降解有機碳的分解百分率，IPCC推薦值為77%。運用該模型計算產氣量快捷方便，只要知道某個城市的生活垃圾總量以及填埋率就能估算出產氣量。但由于沒有直接考慮垃圾產氣的規(guī)律及其影響因素，往往計算值過于粗略，僅適用于估算較大范圍的產氣量，如一個國家、一個省或一個城市。以廣州市興豐填埋場為例，日進場垃圾6000t，年垃圾量58.4萬t，那么年產甲烷氣：

相當于19.69萬噸煤炭的能源潛力。

（2）理論動力學模型

N.Gardner和S.D.Probert提出下述公式：

式中，P為單位重量垃圾在時間t內的甲烷排放量，Cd為垃圾中可降解的有機碳的百分率(推薦值為0.15)，X為填埋場產氣中CH4分額，n為可降解組分的總數(i=1,2,3…n)，Fi為各降解組分占有機碳的含量，Ki為各降解組分的降解系數，t為填埋時間。這一模型可以表征垃圾產生甲烷氣隨時間的動態(tài)變化，有利于對各個產氣階段的分析，從而運用這一詳細資料設計收集系統(tǒng)。

（3）生物降解理論最大產氣量模型

該方法依據垃圾成分和元素分析，并通過生化反應計算產氣量，計算公式如下：

式中，C為單位質量垃圾中產生的甲烷量［L（CH4）／kg(濕垃圾)］；K為經驗常數，單位質量的揮發(fā)性固體物質標準狀態(tài)下產生的甲烷量，其值為 526.5L(CH4)／kg；Pi為某有機組分占單位質量垃圾的濕重百分比(%)；Mi為某有機組分的含水率(%)；Vi為某有機組分的揮發(fā)性固體含量 (干重%)；Ei為某有機組分中揮發(fā)性固體的可降解物的含量(%)。該方法的特點是利用了有機物的可生物降解特性，更切合實際，并能較準確地反映出垃圾中產生甲烷氣的主要成分，但最終計算值偏高。

以上三種產氣量模型在實際使用中各有特點，但單一的方法往往難以準確的估算填埋場的產氣量，要較準確的估算垃圾填埋場的產氣量，我們需要先對填埋垃圾的特點進行分析，然后利用上述模型從不同側面進行估值，最后還得根據工程經驗對評估值做出一定的修正，這樣做出的估算相對較準確；對后續(xù)處理既能充分利用資源又能減少投資的盲目性。事實上，比較早期的幾個項目，由于考慮因素不夠，其產氣量估算值嚴重偏大，造成了設備閑置，給投資者造成了一定的經濟損失。當然，抽氣試驗是最可靠的。產氣量是決定裝機容量的最重要的依據。

3、沼氣收集與輸送系統(tǒng)

3.1 沼氣收集站、閥門井

沼氣收集站使操作人員可以較為方便地監(jiān)控每座沼氣井的流量及濃度。每2～3公頃的面積須配置一座沼氣抽氣收集站。沼氣收集站的位置選擇須考慮到填埋面沉降及輸送管線架設的便利性。每座沼氣站面積約需2平方米，沼氣站的抽氣裝置高度約1.5米左右。

3.2 沼氣收集系統(tǒng)的技術要求和優(yōu)化措施

在填埋較低位置時，較多采用預留垂直導氣石籠，邊填埋邊提升。在填埋高位時一般采用水平集氣管的方式進行。然而在實際填埋過程中常遇到如下幾種情況直接影響到沼氣的回收。

﹡垃圾進場量不穩(wěn)定，在進場量較大時，來不及保護預留的導氣石籠，致使預留導氣石籠被掩埋。

﹡推進方向單一，導氣石籠容易傾斜或移位。

﹡導氣石籠周圍未及時設置導氣盲溝，導致氣體收集效果差。

﹡覆蓋層不規(guī)范、不及時，導致雨水滲漏入填埋層和沼氣遷移外泄嚴重。

通過抽氣實驗掌握氣體成分、出氣靜壓、溫度、氣量、收集范圍等，結合現場情況在管道布置設計中充分考慮其收集效果。由好氧——厭氧有一個過程，產氣量隨時間而變化，因此在設計中應充分考慮在高峰時的氣量進行管徑設計如果母管的負壓太大，造成水封的液位上升高度增加，給系統(tǒng)帶來安全隱患。同時在操作過程中要嚴格工藝要求進行，從安全角度出發(fā)，在導氣石籠出口要求是微正壓狀態(tài)（一般在5-8mm水柱）。這樣可保證沼氣收集質量，不因為負壓使空氣進入系統(tǒng)，這一點非常重要，在操作過程中要定期檢查、記錄和調節(jié)。在導氣石籠并入系統(tǒng)時要逐個進行，在每個導氣石籠出口合格后方可并入集氣單元，并確保出口壓力，這里可利用出口閥節(jié)流調節(jié)。

在氣體收集系統(tǒng)中科學布管，通常采用集氣單元進行氣體的收集，在集氣單元設置時采用如下兩只方式：（1）將幾個6-8個導氣石籠匯入一個氣體收集站，再由氣體收集站進入母管。（2）將常6-8個導氣石籠匯入次母管，再進入母管。采用這兩種方式都可行。但筆者認為采用第二種方式更為直接、科學和節(jié)約。由于沼氣從導氣石籠出來時其水分含量較高，在氣體輸送過程中產生冷凝液，若采用第一種方式就必須考慮每個導氣石籠——集氣站的管道放坡并單獨排放冷凝液，這樣在今后的提升工作帶來諸多不便，且投入較高。采用第二種方式只要布管時考慮布管坡度即可。在母管的低位設置排水水封并可以將冷凝液排掉。安裝方便，便于控制和今后的提升。

3.3 垃圾衛(wèi)生填埋場集氣站、總管布置及流程：

（1）可將填埋場集氣井編號，根據現場情況將其中數個集氣井作為周圍集氣井的集氣站。每個集氣站單獨進總管，并設置閥門。

（2）沼氣經各組集氣井匯集于各組集氣站，經集氣站出口管進入填埋場外管，再并入填埋場總管，設計中根據需要在相關位置考慮閥門。

（3）根據現場情況，集氣站出口管安裝時，設計時應向集氣站放坡，以便將冷凝水排入填埋場內，經滲漏排出。

（4）由于集氣井管線較長，為防止因局部沉降造成集氣站出口總管形成"U"型而淤水進而造成堵管，在施工時要求總管位置盡量壓實，或在填埋時將該總管采用開放式連接，只要填埋與安裝配合好，便可避免堵管現象。

（5）在填埋場外設置閥組，分別控制各集氣站，集氣站控制每個集氣單元即集氣井。

（6）監(jiān)控系統(tǒng)采用：總管流量計、在線多種氣體監(jiān)測儀、現場分析取樣、現場壓力、溫度指示。設計中也要適當周邊氣體監(jiān)測。

（7）為盡可能減少沼氣對大氣釋放，在填埋時要有序填埋，即盡可能集中某一個集氣站所轄集氣井范圍進行填埋，逐個進行，以避免因交叉作業(yè)而給項目帶的來負面影響。

（8）設計中應考慮在總管上設計冷凝液氣水排放閥。

3.4 沼氣收集及濃縮分離系統(tǒng)：

一定數量的沼氣井匯集設立成沼氣收集站，每口抽氣井均有控制閥可調控流量，并在適當地點匯集數口抽氣井形成一個局部網絡。濃縮分離裝置可將沼氣含水量降低并去除部份有機揮發(fā)性物質，同時在地形較低處亦可匯集冷凝水排至填埋場地下。各收集站均設有采樣口便于采樣分析。

3.5 氣體輸送管線

沼氣輸送管線上設有安全閥﹑壓力計﹑遠傳系統(tǒng)﹑膨脹節(jié)等裝置，以確保沼氣輸送的穩(wěn)定及安全性。

3.6 沼氣抽取系統(tǒng)的操作

當沼氣抽取系統(tǒng)各部份并聯試運轉成功后，即進入正式運轉階段。并執(zhí)行監(jiān)控管理，針對每口井的沼氣產生量，調整其抽氣壓力，以獲得最大且穩(wěn)定的沼氣量，同時兼顧地表的空氣回流對操作安全性的影響。通過對監(jiān)控計資料的進行分析，就可以獲得每口井的甲烷濃度、產氣量、二氧化碳及氧氣濃度等數值

3.9 HDPE沼氣抽取管線

3.7 冷凝水集排設施

沼氣本身含有一定比例的水分，在輸送過程會匯集在輸送管線的低洼處阻塞管線。我們在集氣站底部配置冷凝水集排設施。冷凝水集排設施設置于地面下，可將冷凝水回注進填埋場內，以避免造成二次環(huán)境污染。

4、氣體預處理系統(tǒng)

4.1 系統(tǒng)功能：

填埋氣的主要成份是甲烷和二氧化碳。它們都是無色無味的。帶氣味的物質來自于微量成份，如揮發(fā)性芳烴化合物和硫基物。不同填埋場的氣體確切組成有很大不同。但是，總的來說，管理良好的填埋場，甲烷含量一般為50～60%，二氧化碳為40～50%，微量成份為1%。

填埋氣體發(fā)電廠是以填埋氣體為燃料。填埋氣體產生于垃圾填埋過程，是垃圾中可以降解的有機物在降解過程的一種副產品。垃圾填埋氣（LFG）經垃圾填埋場氣體收集系統(tǒng)管道收集至電站。從氣井經母管收集的氣體含有大量的有害成分和水分，嚴重的影響燃氣發(fā)動機的運行。填埋氣預處理系統(tǒng)被安裝在燃氣發(fā)電機組進氣管路前端。它是垃圾填埋場填埋氣體發(fā)電工程的非常重要的設備。

《QC-03》預處理系統(tǒng)是根據垃圾填埋氣體的特性，參考國外氣體處理系統(tǒng)的設計數據，結合我國的實際工程經驗，自主開發(fā)的一種適應我國各垃圾填埋氣體發(fā)電工程的氣體預處理設備。該系統(tǒng)有處理300Nm3/h～3000Nm3/h氣體的多種規(guī)格配置。該系統(tǒng)具有安全可靠，在線運行時間長，安裝維修方便，運行成本低等優(yōu)點。

●其過濾功能降低固體粉塵雜質含量；

● 其多級脫水功能降低氣體水分含量；

● 其冷凍功能使得氣體中的有害氣體冷凝析出；

● 其氣體溫度調節(jié)功能使氣體輸出溫度適應燃氣發(fā)動機的需要；

● 系統(tǒng)所配氣體在線檢測可及時檢測氣體的成分；

● 系統(tǒng)采用先進的控制方法，氣體出口的壓力、溫度穩(wěn)定；

● 氣體的流量根據發(fā)電機組的要求自動跟蹤；

● 具有超壓、超溫報警和保護功能，保證系統(tǒng)安全可靠長期運行。

● 匹配的氣體預處理裝置可以對發(fā)電機組進行定熱值運行控制，提高機組的穩(wěn)定性和保護氣體收集系統(tǒng)。

4.2 本氣體預處理系統(tǒng)的特點：

● 系統(tǒng)可根據用戶要求設計為撬裝式和分體式，本方案為1600Nm3/h處理量的撬裝式設計，但單臺風機容量1200Nm3/h，共兩臺采用冗余運行方式，由兩套變頻器聯合控制，增強系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和靈活性；

● 系統(tǒng)全自動控制，無需人值守；

● 系統(tǒng)設置自動/手動切換，其自動方式可由發(fā)電機組控制及運行和用氣量；

● 采用防腐設計，確保設備長期運行.

4.3 預處理系統(tǒng)工藝圖和工作原理：

系統(tǒng)要求電源：380V三相交流電， 電壓波動值±5%，頻率波動值±5%。

氣體預處理系統(tǒng)工作原理：

每套完整的裝置由一套前置氣液分離、粉塵去除系統(tǒng)，經過分離后氣體中的大量冷凝液和粉塵被分離出來，保證了系統(tǒng)后續(xù)設備的正常運行。

加壓風機按所配系統(tǒng)110%額定發(fā)電工況設計，采用變頻調節(jié)隨時保持最佳工況。

后置冷卻采用雙通道逆流冷卻方式，可最大效率的熱傳導，使得壓縮氣體的溫度盡快地降下來。

經過初步冷卻的氣體再經過電制冷機和熱交換器將氣體迅速下降，氣體中的水分和水合物被冷凝分離，填埋氣進一步的干躁，氣體中的酸性氣體和硅化和物被基本分離。

經過冷凍分離后的氣體再進入一細過濾器，將氣體中的固態(tài)粉塵進行過濾，過濾后氣體中粉塵粒徑小于3微米。

在后端系統(tǒng)設計了氣體調溫裝置，經過上述處理的氣體溫度比較低，為了使氣體適應燃氣發(fā)動機的需要，必須將氣體溫度調整到適宜溫度。系統(tǒng)將處理過的氣體自動調整到機組需要的溫度。

4.4 《QC-03》氣體預處理系統(tǒng)處理后的氣體主要指標：

附——典型燃氣發(fā)動機對填埋氣體的壓力、溫度和雜質要求：

4.5 系統(tǒng)的控制和安全設計 ：

系統(tǒng)采用可編程控制器 — PLC控制，具有數據采集、在線檢測、報警和停機功能。提供標準的數據通訊端口。系統(tǒng)實行無人值守、全自動運行功能。

（1） 系統(tǒng)控制點：

下表給出了系統(tǒng)再線監(jiān)測點：

（2） 安全保護功能：

系統(tǒng)設有氧氣濃度高于設定值報警信號或停機；

系統(tǒng)設有甲烷濃度低于設定值報警信號或停機；

系統(tǒng)設有出口氣壓超壓報警，并自動啟動火炬旁路系統(tǒng)；

系統(tǒng)設有阻火器；

系統(tǒng)電機、電源開關等均采用防爆器件。

（3）系統(tǒng)控制

預處理裝置會采集并傳輸下列信號給電站集中控制室：

氣體入口壓力、溫度、氧氣濃度

氣體出口壓力、溫度、流量

遠程集中控制室可以通過遠程指令啟動或者停止系統(tǒng)

系統(tǒng)自動負荷卸載，如果發(fā)動機減負荷，系統(tǒng)按預定的程序進行變頻降負荷。當發(fā)電機發(fā)生故障，則斷開供氣管路，自動停機；

5、發(fā)電系統(tǒng)

垃圾填埋氣在經過氣體預處理系統(tǒng)處理后達到機組對氣體的要求，可以直接進入機組進行發(fā)電。

目前，在垃圾填埋氣發(fā)電項目中，以進口品牌為主，顏巴赫、卡特比勒、高斯科爾、道依茨等。國產機組雖然性能方面存在一定差距，但價格低廉。

（1）根據沼氣產量選擇合適的裝機容量，避免設備閑置或沼氣浪費；

（2）1000KW左右的機組市場占有率最高，性價比也是最高的，維護、維修、保養(yǎng)費用比較低；

（3）多臺機組時，宜選用1000KW左右的同一規(guī)格，以降低運行費用和備件儲存。在臺數較少時，選擇一臺功率較小的。比如一臺1000KW加一臺500KW，便于在氣量變化較大時調節(jié)輸出功率，保證機組在70%以上的功率下輸出；

（4）發(fā)電效率高意味著在消耗相同的燃氣時能發(fā)出更多的電；

（5）在線率高意味著停機時間少，浪費的沼氣少，發(fā)電量多；

（6）氣體純凈時，或者氣體處理得當時，機組一個大修期可達50000—60000小時，一般可達30000—40000小時。但有些機組只達10000—20000小時；

（7）沼氣中含有微量的腐蝕性成分，對機油造成污染，其消耗量比使用天然氣時要大，機油是一種主要的消耗品，在運行成本中占有一定份額。而不同品牌機組的機油耗量差異較大；

（8）零配件價格有數倍之差，特別注意耗材，比如火花塞價格。直接關系到運行費用；

（9）齊全的零配件儲備可大大縮短停機時間，增加發(fā)電量；

（10）維修隊伍能否短時間到達現場，對保證運行時間至關重要；

（11）機組是一種大型貴重設備，應著重于長遠的綜合評估。綜合性價比比價格更重要。

6、靜音系統(tǒng)

在發(fā)電機運行期間，還需要裝配靜音系統(tǒng)，以降低噪音污染。

靜音系統(tǒng)一般分為機房消音工程和集裝箱兩種。

電站壽命較長，或者外部環(huán)境較惡劣的，一般采用室內靜音箱。這種靜音箱有利于發(fā)電機組的運行、維護、保養(yǎng)及維修。寬敞的空間能給機組提供更好的工作環(huán)境，運行費用也較低。對于壽命較短的填埋場，我們推薦使用集裝箱式靜音箱，它的特點主要是便于移動，減少不動產損失。

靜音箱沒有太高的技術含量，主要成本在于材料和人工。隨機配備的進口靜音箱價格十分昂貴。康達公司已有6年制造靜音箱的經驗，依據進口機組靜音箱的設計標準，采用國內優(yōu)質材料，以標準的40英尺集裝箱為基礎，最低的成本達到國際水準。

7、沼氣提純

有些地方發(fā)電但不便售電，或者天然氣缺乏或昂貴，或者沼氣的量特別大，這時把沼氣中的CO2分離出來，沼氣中的CH4濃度達到天然氣的水準，應用范圍就大大拓寬了，其附加值也大大提升。

7.1 沼氣提純的意義

（1）將氣體中的甲烷濃度提高到能滿足民用、車用、化工及其它用途的水平，提高沼氣的附加值和使用范圍。

（2）分離出沼氣中對設備及動、植物有害的組分，如水、硫化氫、硅氧烷、酸、氧化物等。

（3）分離出二氧化碳，可進一步提純制成液體二氧化碳或干冰——一種用途廣泛的副產品。

7.2 沼氣提純：化學吸附法

與變壓吸附法相比，投資更省、運行費用低。

沼氣通過初步分離后,進入兩級脫硫系統(tǒng)。根據原料氣的特點,提供合理的反應條件，將硫化氫脫除至3ppm以下。除塵后加壓進入吸收塔，在特定的吸收劑和反應條件下，調整氣體中甲烷濃度到90-97%，同時全部或部分除去氨、氮氧化物、硅氧烷等多種雜質。經冷卻、脫水送入天然氣管網；溶液經自凈系統(tǒng)將雜質分離出來，并在再生系統(tǒng)解吸出純度≥95%的二氧化碳氣體，該氣體可考慮做相關產品的原料。

7.3 沼氣提純的流程

8、火炬燃燒系統(tǒng)

8.1 功能

火炬燃燒系統(tǒng)是溫室氣體減排以及垃圾填埋場安全生產和防止環(huán)境污染的必備設備。將“多余”的沼氣完全燃燒；將沼氣中易燃和有害物質盡可能完全地轉變?yōu)闊o害物質；

8.2 主要結構配置

（1）火炬燃燒頭：保證在不同排放工況下安全地燃燒掉“多余”的沼氣，穩(wěn)定燃燒、抗強風不脫火。宜選用熱性能好、抗疲勞能力強、抗高溫腐蝕并能適應溫度急劇變化的材料，常用1Cr18Ni9Ti。

（2）管道阻火器：有效防止回火事故。

（3）電子點火引燃系統(tǒng)：能迅速、安全地點燃放空沼氣。

8.3 控制原理：

（1）全自動控制

采用壓力開關對主管內氣體進行檢測，當檢測到管內沼氣壓力大于設定壓力時，給出啟動控制器信號，自動進行電子點火。然后由火焰監(jiān)測儀對引火是否燃燒進行監(jiān)測。若出現熄火，會自動重新點火，保證設備安全，生產安全。

（2）全半自動控制

當壓力開關出現故障需要緊急放空時，可采用現場或遠程半自動控制。

9、服務

沼氣的產生是連續(xù)的，而氣體的儲存非常有限，所以，當有“多余”的沼氣時，只能放空燃燒。設備的在線率非常重要，停機的代價很大。一方面選擇性能優(yōu)良的機組，減少停機次數；另一方面，考慮有良好的售后服務，及時響應，盡快修復，縮短停機時間。

售前指導

承擔售前的技術咨詢和配套指導，及時解答用戶在設計、選型階段遇到的疑問，提供相關技術支持，提供最合適的配置方案。

計算裝機容量；估算投資、運行和維護費用；機房布局與基礎圖；提供估價；

開展維護、保養(yǎng)、操作方面的培訓等。

售后服務

有快速反應的售后管理系統(tǒng)，擁有經過專業(yè)培訓、經驗豐富的工程技術人員，建立用戶檔案，定期回訪。

零配件、耗材供應

純正配件，儲備充足，價格合理，服務周詳是你連續(xù)高效運行的可靠保障。

總結：

垃圾填埋場沼氣發(fā)電系統(tǒng)工程具有多樣性、復雜性和不確定性，加強對沼氣發(fā)電系統(tǒng)工程的科學優(yōu)化配置，不斷探討和摸索先進技術和成功經驗，形成系統(tǒng)化、模塊化、標準化的優(yōu)化模式，必將帶來技術上的革命與創(chuàng)新；同時通過優(yōu)化配置，也大大提高了系統(tǒng)運行的安全、高效、穩(wěn)定和經濟性，也必將帶來巨大的經濟效益、環(huán)保效益和社會效益。

因此，我們應在系統(tǒng)配置時要選擇和確立優(yōu)化方案；

（1）氣體處理是一個需要進一步提高的技術，市場需要大量的模塊化的，能夠適應各種惡劣條件的，廉價的現場氣體凈化處理系統(tǒng)，保障發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行；

（2）如何降低小功率機組的成本，提高小功率機組的性能，以使中小規(guī)模的垃圾填埋場或其它小規(guī)模項目也能得以實施。

（3）設備的維護頻率需要降低，維修時間需要縮短。高在線率是降低成本的重要因素；

（4）要進一步提高設備的發(fā)電效率，目前國外燃氣內燃機的發(fā)電效率已經達到40％左右，國產設備一般在32％左右，差距還比較大。需要國家有計劃地投入研究經費支持企業(yè)提高技術層次，把握中國市場；

（5）設備生產或銷售企業(yè)需要完善售后服務和技術支持系統(tǒng)，讓企業(yè)減少維修和備件成本，以及減少長時間的停機損失，獲得客戶和對品牌的忠誠度。。

總之，利用垃圾填埋場沼氣發(fā)電，具有良好的社會效益和經濟效益，系統(tǒng)的優(yōu)化配置能使大型填埋場沼氣電站運行得更好，使中小型填埋場也更有條件建立沼氣電站，最大可能地利用能源，保護環(huán)境。