Ефективність використання звалкового газу. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

 Коментарі до статті

Вироблення газу з одного сміттєзвалища може забезпечити електрикою понад 200 тис. квартир та стати новим невичерпним джерелом енергії. У чому підступ у сміттєвого газу і чому сміттєві королі не поспішають добувати його з полігонів?

З історії видобутку

Побутові відходи стали використовуватися як джерело енергії відносно недавно. Перше експериментальне сміттєзвалище із застосуванням спеціальних інженерних споруд відкрилося Каліфорнії в 1937г. Дослідження та застосування звалищного газу в США активізувалося після ухвалення в 1965 р. закону про утилізацію твердих відходів. Роботи з утилізації звалищного газу прискорилися під час нафтової кризи 1970-х років. З 1980 р. уряд США почав надавати податкові пільги виробникам звалищного газу. Вже 1985 р. США працювало понад 30 установок, використовували біогаз, вироблюваний на полігонах відходів.

На даний момент США є світовим лідером із виробництва звалищного газу. З 1812 полігонів, на 427 діють проекти із вироблення газу. Більша їх кількість зосереджена на Середньому Заході та Каліфорнії. Кількість проектів із вироблення газу з американських звалищ не корелює із кількістю всіх звалищ у країні. Район півдня, лідер за кількістю звалищ, відстає серед газових проектів. Лідирує район Середнього Заходу, становий хребет важкої промисловості. Індустріальна розвиненість штатів приозер'я дозволила втілити в життя складні технічні проекти щодо вилучення газу зі звалищ та його подальшого використання. Понад 70% проектів у штатах заходу припадають на Каліфорнію. Це не дивує, адже вона посідає перше місце з виробництва сміття – 36 млн. т на рік.

Як отримують звалищний газ

Відходи на звалищах внаслідок анаеробного (за відсутності кисню) розкладання виділяють звалищний газ. Гниння сміття відбувається під впливом бактерій, що належать до двох великих сімейств: ацидогенів та метаногенів. Ацидогени виробляють первинне розкладання сміття на леткі жирні кислоти, саме з жиру виходить максимальний вихід метану. Метаногени переробляють леткі жирні кислоти на метан CH₄ та діоксид вуглецю CO₂. В результаті звалищний газ складається з приблизно 50% метану СН₄, 50% CO₂, включаючи невеликі домішки H₂S та інших органічних речовин.

Конструкція полігону

Для того, щоб отримувати газ зі сміттєзвалищ, необхідна спеціальна конструкція полігону, яка б не тільки дозволяла збирати газ для подальшого його використання, але відповідала б екологічним нормам, не забруднюючи ґрунти та ґрунтові води.

Дно виритого котловану застилається геомембраною, а потім накривається товщиною метрової глини. Геомембрана є сучасним гідроізоляційним матеріалом, який може також виконувати дрінуючі функції. Такий захист створюється для запобігання проникненню продуктів вилуговування в ґрунт та ґрунтові води. Сміття вноситься шарами, наприкінці кожного дня утрамбовується машинами-ковзанками і покривається щоденним покриттям - шаром глини товщиною 15-30 см. Це необхідно для зменшення сморід та запобігання розсіюванню сміття під дією вітру та птахів. Після заповнення котловану сміттям його накривають покрівлею та захисним покриттям. Покрівля складається з ущільненої глини, більш потужним шаром укладена поверх сміття, ніж щоденне покриття та геомембрани. Захисне покриття являє собою шар ґрунту та рослинний покрив.

Котлован оснащується інженерними спорудами для відведення рідких та газоподібних продуктів розкладання сміття. У тілі котловану закладаються свердловини, труби, встановлюється насосне встаткування. Метан, що утворюється в результаті розкладання сміття, збирається зі звалища і потрапляє в скрубер - газоочисний апарат, який використовується для очищення газоподібних середовищ від домішок у різних хіміко-технологічних процесах. Спосіб очищення газу, що надходить зі звалища, заснований на промиванні газу рідиною, зазвичай водою. Даний метод дозволяє видалити з газу частинки пилу та аерозолів.

Після очищення в скрубері газ надходить на компресор, після чого він вже може бути використаний. Безпосередньо звалищний газ використовують для отримання тепла і пари, а також як автомобільне паливо. Також отриманий газ можна використовувати як паливо для виробництва електроенергії. Для цього використовуються газотурбінні та газопоршневі установки.

Негативний вплив звалищного газу

При великих можливостях використання звалищного газу та очевидних позитивних сторонах його використання цей газ також має ряд недоліків. Він містить величезну кількість токсичних та шкідливих речовин, вкрай небезпечних для здоров'я та життя людей. Біогаз, отриманий зі звалищ, згубно впливає на рослинний покрив навколо полігону і на його поверхні. За відсутності належного управління його утворенням та збором відбувається руйнування тіла полігону внаслідок скидання тиску газу всередині нього. Нарешті, звалищний газ є парниковим газом.

Питання утворення звалищного газу на полігонах ТПВ та мінімізація його впливу на навколишнє середовище є дуже актуальними. Видобуток та подальше використання газу з полігонів є найбільш прийнятними, перспективними та обґрунтованими рішеннями з екологічної та економічної точки зору. Вироблення звалищного газу вимагає цілого комплексу дорогих заходів щодо його видобутку, очищення та транспортування.

Світовий обсяг виробітку звалищного газу

Обсяги річного газовидобування представлені в табл.1, з якої випливає, що глобальна утилізація звалищного газу становить приблизно 1,2 млрд. м ³ на рік, що еквівалентно 429 тис. т метану або 1% його глобальної емісії. Обсяг видобутого газу порівняно з обсягом його утворення незначний. Наразі поки що рано говорити про звалищний газ, як про новий альтернативному паливі. Однак наявність колосальних покладів сміття та вдосконалення технологій видобутку та очищення звалищного газу дозволяє припустити, що його значення у майбутньому зростатиме.

Автор: Любов Мельникова, Географічний факультет МДУ

Джерела інформації

1. Міжнародне енергетичне агентство iea.org
2. worldenergyoutlook.org
3. Гонопольський А. М. До питання про ринкове використання біогазу, що утворюється на полігонах ТПВ

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Всеспрямована акустична система Archt One 07.11.2014 Компанія Archt Audio створила акустичну систему нового типу під назвою One, яка, як стверджується, забезпечує рівномірне всеспрямоване звучання за допомогою єдиного бездротового модуля. Секрет системи – фірмова запатентована технологія Sound Array. Вона, як відзначають творці, особливим чином змінює параметри акустичної дисперсії, за рахунок чого досягається "приголомшливе об'ємне звучання". Archt One має конусоподібну форму. Пристрій оснащений 3-дюймовим широкосмуговим гучномовцем, 4,7-дюймовим сабвуфером та 6-дюймовим пасивним випромінювачем. Крім того, в конструкцію входять двоканальний підсилювач потужністю 50 Вт та цифровий сигнальний процесор. Висота новинки складає близько 430 мм, вага – 3,64 кг. Система може отримувати аудіосигнал бездротового зв'язку Bluetooth 4.0 або Wi-Fi 802.11b/g. Крім того, є USB-порт та стандартний 3,5-міліметровий аудіороз'єм. На основі Archt One можуть формуватись багатокімнатні акустичні конфігурації. Для керування системою можна використовувати ємнісні кнопки на самому пристрої або мобільний додаток для операційної системи iOS. Програма також слугує для калібрування. В даний час розробники Archt One збирають кошти на випуск новинки за допомогою Kickstarter. Вже отримано близько $100 тис., хоча спочатку було заявлено суму $70 тис. Проект фінансуватиметься ще 40 днів. Бажаючі можуть замовити акустичну систему за ціною $350; поставки мають розпочатися у січні-лютому 2015 року.

Інші цікаві новини:

▪ Кишенькова відеокамера

▪ Пояснено несприйнятливість кажанів до переносимих вірусів.

▪ Сушарки для рук - розсадники бактерій

▪ Чинники людського нещастя

▪ Накопичувач підвищеної надійності Toshiba N300 8 ТБ

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Музиканту. Добірка статей

▪ стаття Але поразки від перемоги ти сам не повинен відрізняти. Крилатий вислів

▪ стаття Скільки музикантів та композиторів походить із родини Бахів? Детальна відповідь

▪ стаття Шпажник. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Охоронний пристрій з керуванням від iBUTTON з можливістю підключення мобільного телефону. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Норми випробувань електрообладнання та апаратів електроустановок споживачів. Найбільші допустимі значення опорів заземлювачів опор повітряних ліній електропередач. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024