Gas de vertedero
Cada año, el mundo produce una gran cantidad de desechos orgánicos, principalmente de origen doméstico, comercial, industrial y agrícola, lo que representa una mezcla altamente inestable e incontrolada de papel, cartón, desechos de alimentos, plástico, caucho, vidrio, escombros, metales y otros. 400-450 millones de toneladas de residuos sólidos municipales (RSU) se forman solo en ciudades, un residente tiene un promedio de 250-700 kg / año. La cantidad de RSU aumenta anualmente en un 3-6%, que es significativamente mayor que la tasa de crecimiento de la población mundial.
La clasificación mecánica de MSW es técnicamente difícil y aún no ha encontrado una amplia aplicación. El procesamiento directo o la combustión de grandes cantidades de desechos es técnicamente bastante problemático, ecológicamente peligroso y económicamente ineficiente. El método dominante de procesamiento de residuos ha sido y sigue siendo la eliminación de RSU en vertederos y sitios especiales. Estos sitios se encuentran cerca de las ciudades y aceptan residuos municipales. En tales condiciones, los desechos están expuestos a una biodegradación intensiva, que se acompaña de la liberación de gas de vertedero.
El metano (CH4) y el dióxido de carbono (CO2) son componentes macro del gas de vertedero, su proporción puede variar de 40-70% a 30-60% en consecuencia. Nitrógeno (N2), oxígeno (O2), hidrógeno (H2) y diversos compuestos orgánicos están presentes como componentes acompañantes. La composición del gas del vertedero condiciona varias de sus propiedades específicas. La composición del gas de vertedero provoca una serie de sus propiedades específicas. En primer lugar, el gas del vertedero es inflamable ya que su valor calórico es de aproximadamente 5500 Kcal por m3. Es tóxico en ciertas concentraciones. Los índices de toxicidad específicos se determinan por la presencia de varios contaminantes traza, como el sulfuro de hidrógeno (H2S). Por lo general, el gas de vertedero tiene un olor fuerte.
La generación promedio de gas en el vertedero se agota en 10-50 años, con un rendimiento de gas específico de 120-200 m3 por 1 tonelada de RSU. Por lo general, el proceso más intenso de bioconversión de desechos tiene lugar dentro de los primeros 5 años, durante los cuales se produce aproximadamente el 50% de la reserva total de gas. Al mismo tiempo, el gas del vertedero es realmente peligroso debido al riesgo de incendio o explosión, así como al impacto negativo en la salud humana.
La forma más efectiva de reducir las emisiones de metano de los vertederos es su recolección y eliminación. A principios de los años 80, en muchos países, la gente comenzó a extraer gas de vertedero para evitar problemas ambientales, incendios y explosiones. La producción posterior de electricidad a partir del gas de vertedero se hizo muy común. La implementación de proyectos para la recuperación de energía del gas de vertedero ayuda a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y los contaminantes del aire, lo que afecta positivamente la calidad del aire y reduce el riesgo potencial para la salud humana. Dichos proyectos también reducen la dependencia energética, crean empleos y ayudan a desarrollar las economías locales. A nivel internacional, existen considerables posibilidades de expansión del uso de energía de gas de vertedero.
La preparación del sitio moderno de RSU incluye el empaquetamiento del fondo y la impermeabilización, el sistema de drenaje para la extracción de lixiviados, el tendido de tuberías para la recolección de gas de vertedero.
Se forman capas de RSU en el sitio durante la entrega del transporte. Formado durante la bioconversión de componentes orgánicos del gas de vertedero de RSU se suministra a través de los agujeros verticales al colector. Luego, el gas se mueve a la fuerza a la estación de acondicionamiento de gas para su separación del condensado de gas. El gas preparado se envía al gasómetro o se traslada directamente al módulo de la estación de cogeneración. La energía eléctrica y térmica producida por los generadores se suministra a la red.
Índices cuantitativos:
El gas producido a partir de 1 millón. toneladas de MSW proporcionan al motor una capacidad eléctrica de 800-1000 kW durante 15-20 años. Es posible obtener 150-250 m3 de gas de vertedero con 60-80% de contenido de metano de 1 tonelada de RSU.
En la práctica mundial existen los siguientes métodos de utilización de gas de vertedero:
quemado, que proporciona la eliminación del olor y la reducción del riesgo de incendio en el vertedero del sitio, al mismo tiempo que el potencial energético del gas del vertedero no se utiliza con fines económicos;
combustión directa de gas de vertedero para producción de energía térmica;
el uso de gas de vertedero como combustible para motores de gas para producir electricidad y calor;
el uso de gas de vertedero como combustible para turbinas de gas para producir electricidad y calor;
actualización del gas de relleno sanitario (enriquecimiento) al 94-95% del contenido de metano, seguido de su uso en redes de gas para uso general.
La rapidez de aplicación de uno u otro método de utilización del gas de relleno sanitario depende de las condiciones específicas de la actividad económica en el sitio de RSU y se define por la presencia de un consumidor solvente de energía derivada del gas de relleno sanitario. En la mayoría de los países desarrollados, esta actividad cuenta con el apoyo del gobierno mediante leyes especiales. Los índices económicos de los proyectos de extracción de gas de vertedero podrían ser bastante rentables, especialmente en caso de que haya un consumidor industrial de gas de vertedero cerca del sitio.
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