垃圾填埋气(LFG)用作车辆燃料资源化现状及发展前景

图2嫁接改装后的汽化器图
b.利用CNG内燃机
CNG内燃机是改装过的汽油机，原则上讲，可直接使用LFG。但由于LFG的热值较CNG的要低，为减少汽缸压力降，需要调整CNG机汽化器的尺寸。使得LFG的输出功率至少要达到CNG的2/3。这种改装后的汽化器称膜式汽化器(图3)。
此外，由于甲烷的着火点高，上述两种改装机添加高温点火系统是必不可少的。
1.3.2双燃料柴油机的改装
所需改装主要为空气—填埋气供气系统和柴油供给系统。为实现空气—填埋气混合，仍采用图3所示膜式汽化器。在空气进气管添加双通阀门，以增大进气量，这样柴油点燃比较容易。供油系统保留原柴油机的喷油器。不过在双燃料柴油机上，柴油不仅起引燃作用，而且当填埋气供应不足时，柴油替代填埋气工作。在实际运用中，人们发现，这种改装机存在一定的问题。填埋气—空气的火焰传播速度慢，着火延迟期长，部分燃烧往往超过冲程死点，造成功率下降，内燃机过热。 

图3膜式汽化器示意图
1.3.3纯LFG柴油机的改装
当使用纯LFG为燃料时，需要对柴油机做如下改装：(1)去掉原机喷油器；(2)添加火花塞；(3)添加汽化器；(4)降低燃烧室的压缩比。显然，这种改装比较麻烦。但三种改装机的性能测试结果表明(见表2)，纯LFG柴油机运行稳定、效率高。
表2三种改装内燃机特性对比表 

1.3.4附加改装
(1)由于LFG特殊的燃烧特性及贮存特点，还要进行一些配套工作。LFG没有润滑性，以纯LFG为燃料时，要强化阀门及阀门座；(2)内燃机部件最好不要使用铜制品，以防LFG残留H2S腐蚀；(3)空气—填埋气燃烧产生气体需及时排放，要安装排气系统；(4)高压管，用来将钢瓶里的LFG输入内燃机；(5)三级减压阀；(6)安全防护设施。
2LFG用作车辆燃料在我国的发展前景
2.1基础研究已经起步
我国的LFG利用工作始于80年代[10]，经过近20年的发展，已经取得了长足的进步[11]。目前，已有十多个大中城市和几十所高校、科研机构进行LFG收集利用的研究工作。80年代末期，杭州市政府与加拿大环境技术公司合作，研究用杭州天子岭垃圾填埋场的气体发电，1996年获得成功。1993年，苏州城建环保学院开始研究利用七子山填埋场的气体作民用燃料。1997年，在全球环境基金的资助下，鞍山、马鞍山、南京三个城市利用LFG的项目全部启动。已有的研究和试验积累了宝贵的经验，推动LFG利用向纵深发展。近几年，北京师范大学环境科学研究所正着手于LFG用作车辆燃料的净化研究工作。
2.2国家宏观政策的支持
1984年，建设部根据我国国情，提出了“近期以卫生填埋和堆肥为主，有条件的地方可发展焚烧技术”的垃圾处理原则。1986年，国家环委提出“中国城市垃圾应以无害化、减量化、资源化为最终治理目标”。到了90年代，我国制订了“跨世纪绿色工程规划”，该规划第一阶段为1996—2000年，计划投资69个城市生活垃圾处置项目。1996年，在我国“九五计划和2000年远景目标实施纲要”中，明确今后大气污染的治理目标为确保2000年大气污染物维持在1995年的水平。削减车辆尾气排放无疑对实现这一目标具有重要的意义。同年，农业部又发出“九五”期间要加强能源—环境工程发展的通知。农业部环保能源司正在组织和推动该项工作[12]。能源和环保政策为LFG车的研究发展提供有利的支持。
2.3有国外和相关领域成熟技术可资参照
国外LFG车研究早，积累了一定的经验，技术日渐成熟。通过国际技术交流与合作，可为我所用。此外，我国有CNG汽车应用的实例[13，14]，可借鉴其车辆改装技术，或者开展横向联合，避免重复工作。
2.4市场前景广阔
今后，城市能源结构将从煤向以煤气、天然气为主转变，城市垃圾无机成分比重下降，有机成分上升[15]。我国经济形式和垃圾特点决定了在很长一段时期内，城市垃圾将以集中填埋为主。以80%的比例计算，若年产垃圾1亿t，则实际产甲烷3.4亿m3，回收30%，即1.0亿m3，折合汽油1.2亿m3，市场前景广阔。就经济性而言，国外对比资料表明，LFG车成本低廉，具有市场竞争力。LFG用作车辆燃料具有热值较高，抗爆性好等优点，其资源化不失为解决环境污染，缓解能源危机的一种途径，在我国具有广阔的发展前景。
参考文献：略