填埋场气的收集与利用

Ｔ──温度，℃。
2、产气量随时间变化的计算：
Ｇａ＝Ｇｔ×（1－１０－ｋｔ）─────────（2）
式中，Ｇｔ──至ｔ年为止的产气量，m3／ton垃圾；
Ｋ──TOC衰减常数，其值在0.025～0.050之间，
ｔ──至ｔ年为止，气体产生时间，年。
3、对于特定t年之产气量的计算：
Ｇb＝Ｇｔ×（１０ｋ－1）×１０－ｋｔ────────（3）
式中，Ｇb──在第ｔ年的产气量，m3／ton垃圾；
Ｋ──TOC衰减常数，其值在0.025～0.050之间，其它符号同上。
通过以上计算公式计算出填埋场气逐年的变化量。由于各种原因，填埋场所产生的气体不能完全被收集，实际收集的气体量为理论产气量的11～39％。一般计算时可取20～25％。
四填埋场气的收集系统
（一）收集系统的作用
首先，填埋场气是填埋场的必然产物，如不有效地加以收集和控制，极易发生火灾和爆炸事故，造成损失。因而填埋场必须设置气体收集和输导等控制系统，以保证填埋场的安全。
其次，控制气体成份，提高甲烷的含量，为填埋场气的有效利用提供基础。
（二）收集系统主要设备
填埋场内的气体由于压力不平衡而产生流动，经过收集井的吸收进入收集管，并通过汇流中转器进入输气管后，集中送入收集站。填埋场气在站内进行净化和加压处理后，送入燃气发电站进行发电或进行其他利用。

图2收集井结构示意图
1、垂直式收集井：较水平式收集井施工方便，造价低，是目前通常采用的收集形式。竖井通常设计为直径在0.6～1.2m之间接，长3m；井内为多孔管，直径在150～200mm范围内，其管材采用耐腐蚀和耐久性的材料如PVC或HDPE，其顶部用盖板密封。收集井的结构见图2──收集井结构示意图。垂直式收集井的作用半径为40～50m，井间距则在80～100m，需要注意的是，收集井的定位要使其影响区域相互交迭，如果竖井建在正六边形的角上，则可以得到100%的交迭，其影响区域则可覆盖整个填埋场。
2、汇流中转器：单独有效地管理和控制该区域内的填埋场气的收集。每个汇流中转器控制５个收集井，汇流５个收集井的气体直接输送至收集站，从而使整个收集系统更易控制和调节。各汇流中转器也可以是互相连通的，以便在事故或检修时互为备用。
通常把汇流中转器设计成８个接差头，５个作为填埋场气入口，一个大的作为出口，一个与其它的汇流中转器相连，一个作为备用。
汇流中转器详见图3──汇流中转器示意图。

图3汇流中转器示意图
3、收集管和输气管：为了区别，把收集井到汇流中转器之间的管道称为收集管，把汇流中转器到收集站之间的管道称为输气管。为减少阻力和各管道之间阻力的不平衡的影响，气流速度采用低值。管径由流量和流速确定。
收集系统详见图4----填埋场气收集系统示意图。

图4填埋场气收集系统示意图
五填埋场气的利用
在初期的两年之内及填埋场封场之前的两三年内，填埋场产生的气体没有多少利用价值，只做放空处理或就地燃烧。
（一）作为城市燃料
从填埋场气的成份中我们可以知道，填埋场气是有毒性、有腐蚀和有恶味的气体；从其产生的过程中可知道，产气量和品质是随垃圾成份和填埋年份而变化波动的，这给填埋场气的收集特别是处理和利用带来困难。
由于填埋场总是距居民生活区较远从而造成管线较长，以及产气量和气体品质的不稳定，还需要进行严格的净化处理和加压，一般而言，作为城市燃料其可行性不高。但对于大型的填埋场气是否回收利用则需通过技术经济比较来决定。如其能量可在合适的成本下回收，填埋场气作为城市燃料也不失为一种利用途径。
（二）发电
根据国外的经验，燃气轮机发电普遍运用于一般的填埋场，技术成熟，应为优先考虑的利用方式。参见图5──填埋场气收集和利用原则性流程图。
以下为台湾某垃圾填埋场的利用情况。
1、 填埋场概况
该填埋场分两期建设。第一期从1993年至2002年，累计垃圾量为294.82万吨；第二期（含第一期，下同）从2002年至2017年，累计垃圾量为649.88万吨。
根据公式（1）和（3）计算得，第一期产气量的最小值和最大值分别为693和926百万立方米；第二期产气量的最小值和最大值分别为1527和2041百万立方米；折合每小时气量，第一期的最小值和最大值分别为3300m3／h和7300m3／h；第二期产气量的最小值和最大值分别为6300m3／h和11900m3／h。

图5填埋场气体和利用原则性流程图
填埋场气的收集率为10%到30%。
估计该填埋场气的热值为4500kcal/m3=5.23kWh/m3。
2、燃气轮机发电
第一期：最小值3300m3／h×0.1×5.23=1727kW；