Газосборные скважины и другие компоненты системы сбора.

Содержание
Цели сбора/контроля биогаза
Элементы системы сбора биогаза
Сжигание/утилизация биогаза

Цели
Сбор и утилизация биогаза
Уменьшения воздействия на окружающую среду
Контроль за «миграцией » биогаза за пределами полигона
Контроль запахов
Соблюдение экологических норм и стандартов

Элементы системы сбора биогаза
Сеть соединенных между собой труб
Пункты сбора биогаза
Вертикальные скважины
Горизонтальные коллекторы/траншеи
Подключение к существующим коммуникациям, скважинам и т.д.

Элементы системы сбора биогаза (продолжение)
Система сбора конденсата
Контроль расхода/потока газа
Газодувка/компрессор/устройство сжигания (факел, двигатель, и т.д.)

Системы сбора и контроля биогаза
Газосборные скважины и газодувка - извлекают газ из тела полигона
Факел – более чем на 95% разрушает биогаз
Оборудование для мониторинга – используется для балансировки скважин и улучшения работы системы

Вертикальные скважины
Наиболее часто используемый подход для сбора биогаза
Устанавливаются на сформированных или еще действующих территориях захоронения отходов
Желательная глубина свалки > 10 метров

Вертикальные скважины
Устанавливается примерно 2.5 скважины на гектар (~ 1 скважина на 0.4 гектара)
Могут быть малоэффективными или даже не работать на полигонах с высоким уровнем фильтрата

Системы сбора и контроля биогаза
Газосборные скважины и трубы.

Скважины мониторинга газа
Скважины размещаются по периметру полигона для мониторинга миграции биогаза за пределы полигона.
Размещаются в толще отходов.
Тестирование на месте размещения скважин.
Более надежные результаты.
Контроль проводят периодически.
Обеспечивает эффективную работу системы сбора биогаза.

Скважины мониторинга газа

Определение качества и давления биогаза
Проводят на месте размещения каждой скважины
Оборудование - газоанализатор, датчик давления и расхода.
Прямые результаты дают возможность максимально сбалансировать систему.

Газоанализатор

Вертикальные скважины.
Особенности конструкции
Глубина – 75% толщины слоя отходов
Глубина скважин в почве изменяется в зависимости от:
Уровня подземных вод
Глубины слоя отходов
Глубины «миграции» биогаза

Вертикальные скважины.
Особенности конструкции (продолжение)
Диаметр ствола скважины обычно от 60 до 90 см
Трубы обычно из ПВХ или Полиэтилена высокой плотности
Перфорация начиная с 6 метров ниже уровня поверхности полигона
Расположение зависит от «радиуса действия» (обычно расстояния между скважинами 60 - 122 метров)

Типичная вертикальная газосборная скважина
Бентонитовое уплотнение предотвращает проникновение воздуха
Оголовок скважины состоит из:
Вентиля контроля расхода
Порта измерения давления
Устройства измерения расхода (необязательно)
Термометра (необязательно)

Вертикальные газосборные скважины - Примеры
Оклэнд, Новая Зеландия
Лос-Анджелес, Калифорния

Вертикальные газосборные скважины - Примеры
Полигон Лос-Колорадо возле Сантьяго, Чили
Полигон Basural, Перу

Теоретический радиус воздействияя скважины
Радиус воздействия в 2 - 2.5 раз больше глубины скважины
Увеличение степени разряжения (интенсивности отбора) ведет к увеличению радиуса воздействия
Изменение степени разряжение – единственный инструмент контроля оператора

Реальный радиус воздействия скважины
Радиус воздействия скважины почти никогда не является идеальным:
Различия в характеристике отходов
Промежуточная засыпка, различные формы участков полигона
Наличие фильтрата

Горизонтальные коллекторы
Альтернативный подход для сбора биогаза
Устанавливаются на неглубоких полигонах
Устанавливаются на сформированных или действующих участках захоронения отходов

Горизонтальные коллекторы (продолжение)
Расстояние между коллекторами от 30 до 100 метров
Могут использоваться на полигонах с высоким уровнем фильтрата

Горизонтальные коллекторы. Особенности конструкции
Устанавливаются в специальных траншеях и засыпаются гравием и отходами

Горизонтальные коллекторы.
Особенности конструкции (продолжение)
Изготавливаются из ПВХ или Полиэтиленовых перфорированных труб, диаметром приблизительно 100 мм
Также могут изготовляется из вложенных одна в другую труб, диаметром 100 и 150 мм соответственно

Устройство типичного горизонтального коллектора

Примеры
Бангкок, Таиланд
Лос-Анджелес, Калифорния

Трубные отводы и пункты сбора газа
Магистраль биогаза от скважин до газодувок
Могут располагаться как над, так и под землей
Обычно используют полиэтилен высокой плотности – иногда ПВХ, если расположены над землей
Размер выбирают в зависимости от расхода и перепада давлений

Трубные отводы и пункты сбора газа (продолжение)
Трубопроводы часто закольцованы (трубы замкнуты в контур) с целью обеспечения альтернативных путей доставки газа
Трубы устанавливаются под наклоном для облегчения отвода конденсата
Могут наблюдаться значительные падения давления в связи с тем, что конденсат вызывает блокирующий эффект

Система сбора конденсата
Объем конденсата зависит от температуры и расхода биогаза
Биогаз насыщен на 100% парами воды
Температура биогаза обычно составляет 32° - 54° C

Удаление конденсата.
Особенности конструкции
Биогаз охлаждается в системе сбора газа, при этом влага конденсируется
Трубы сконструированы таким образом, чтобы обеспечить отвод конденсата
Отвод происходит гравитационным путем
Конденсат собирается в конденсатосборниках

Газодувка/Станция сжигания
Сжигает газ – метан
Открытый или закрытый факел

Сжигание биогаза
Сжигание
Открытый факел (свеча)
Закрытый факел
(наземный)

Газодувка/Станция сжигания (продолжение)
Может использоваться совместно с коммерческими системами утилизации
В случае утилизации необходимо использование системы пуска и выключения

Газодувка/Станция сжигания.
Особенности конструкции
Должна располагаться в центре системы сбора, близко к потенциальному потребителю и вдалеке от деревьев
Должна проектироваться с учетом возможности управления различными потоками газа в будущем

Газодувка/Станция сжигания.
Основные элементы
Влагоотделитель
Вентилятор (газодувка/компрессор)
Факел (открытый или закрытый)
Система труб и система блокировки пламени
Расходомер
Система подачи альтернативного топлива
Панель управления (для контроля газодувки и пламени)
Клапан автоматического выключения

Факелы

Компрессоры

Газодувки

Закрытый факел
Пламя имеет правильную форму от 9 tдо 12 метров в высоту
Газ сжигается близко от поверхности земли
Пламя невидимое
Забор воздуха происходит у основания конструкции

Закрытый факел (продолжение)
Обычно рабочая температура составляет: 760 - 870 °C
Степень деструкции метана не менее 98 - 99 процентов (или больше)
Более дорогая технология по сравнению с открытым факелом

Открытый факел.
Компоненты
Вертикальная труба - основание
Горелка в верхней части трубы – пламя можно увидеть
Меньшие габариты, чем у закрытого факела

Преимущества использования биогаза
Метан полноценный источник энергии.
Может использоваться для производства электроэнергии в двигателях внутреннего сгорания или турбинах.
Может использоваться как топливо для котельной или обжиговых печей и литейных машин.
Может использоваться как топливо в инфракрасных нагревателях.

Преимущества использования биогаза
Двойное преимущество ? уничтожение метана и других органических компонентов биогаза.
Использования вместо ископаемых (уголь, нефть, природный газ) возобновляемого источника энергии, уменьшает эмиссию
SO2, NOX, PM, CO2
Биогаз вырабатывается 24 часа в сутки, семь дней в неделю.
Биогаз – дешевый газ, снижающий энергетическую зависимость от ископаемых топлив.

Биогаз
Производство электроэнергии
Двигатели
внутреннего сгорания
(диапазон от 100 кВт до 3 МВт)
Газовые турбины
(диапазон от 800 кВт до 10.5 МВт)
Микротурбины
(диапазон от 30 кВт до 250 кВт)

Разнообразие проектов
Прямое использование Биогаза
Количество Проектов прямого использования биогаза растет!
Использование в котельной – замещение природного газа, угля, нефти
Выработка тепла и электроэнергии одновременно (когенерация)
Прямое производство тепла (обжиговые печи, литейные машины)
Подача в трубопроводы с природным газом
Средней и высокой концентрации
Теплицы
Испарение фильтрата
Биотопливо
Художественные студии
Гидропонная культура
Водное хозяйство (рыбоводство)

Преимущества углеродных кредитов
Рынок углеродных кредитов
Механизмы МЧР/СО Киотского протокола
Сокращение выбросов, выраженное в тоннах CO2 , может продаваться на ринке углеродных кредитов