CN102562278A - 利用垃圾填埋气的发电系统及发电方法 - Google Patents

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曹玉梅
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Abstract

本发明公开了一种利用垃圾填埋气的发电系统及发电方法，包括设置在各填埋场的多根进气管，管接各进气管出口的母管，母管的出口管接有一级气液分离器，一级气液分离器的出口通过压缩机管接有二级气液分离器，二级气液分离器的出口管接有燃气发动机，燃气发动机上传动连接有发电机，所述母管的排液口、一级气液分离器的排液口和二级气液分离器的排液口与收集管管接。本发明公开了使用利用该发电系统的发电方法。本发明具有处理气量范围大，产电效率高，安全可靠，无二次污染的优点。

Description

利用垃圾填埋气的发电系统及发电方法
技术领域
本发明涉及垃圾处理系统，尤其是涉及一种利用城市垃圾填埋场收集的垃圾填埋气的发电系统及发电方法。
背景技术
城市填埋场中的有机物在厌氧过程中降解，会产生大量的垃圾填埋气(LFG)。除了主要组分CH4、CO2、N2等以外，其它已被检测出的物质有140种以上。这些填埋气无控制的迁移和聚积，会产生二次污染，引发燃烧爆炸事故；LFG又是一类温室气体，它对大气臭氧层有破坏作用，研究表明，CH4产生的温室效应比当量体积的CO2高20倍以上。因此，联合国环保组织和许多国家都把垃圾填埋气体处理作为环保治理重点。
填埋气经过净化，基本上除去惰性组分和有害污染物后，其主要成分甲烷又是一种清洁能源。填埋气净化技术方兴未艾，但仍处于收集处理阶段，很少将其作为资源进行二次利用。
发明内容
针对当前填埋气处理的低效、气体浪费等弊端，本发明目的在于提供一种具备高效、易于运行管理的填埋气处理及发电的系统和发电方法。
本发明通过以下技术措施实现的，一种利用垃圾填埋气的发电系统，包括设置在各填埋场的多根进气管，管接各进气管出口的母管，母管的出口管接有一级气液分离器，一级气液分离器的出口通过压缩机管接有二级气液分离器，二级气液分离器的出口管接有燃气发动机，燃气发动机上传动连接有发电机，所述母管的排液口、一级气液分离器的排液口和二级气液分离器的排液口与收集管管接。
压缩机优选气体压缩机。
一种优选方式，所述二级气液分离器和燃气发动机之间还设置有发电管道气体流量计和发电管道阀门。
一种优选方式，所述一级气液分离器和压缩机之间设置有旋风分离器和过滤器，旋风分离器的排液口与收集管管接。
一种优选方式，所述压缩机和二级气液分离器之间顺序设置有冷凝器和冷凝液收集管，冷凝液收集管的排液口与收集管管接。
一种优选方式，所述二级气液分离器的出口还依次管接有与燃气发动机并联的燃烧管道气体流量计、燃烧管道阀门、火焰放电管和燃烧器。
本发明还公开了利用上述发电系统的发电方法，包含以下步骤：
(1)、各填埋场的填埋气经设置在填埋场中的进气管汇聚导入母管；
(2)、步骤(1)汇入母管的气体先经过一级气液分离器初步分离气体中的水分，出气进入旋风分离器，冷凝液从收集管汇入收集池送至污水处理厂；
(3)、步骤(2)所得的气体进入旋风分离器，气体中的粉尘杂质在分离器中被分离，除尘后气体进入过滤器进一步去除气体中细微颗粒物，出气进入气体压缩机；
(4)、步骤(3)所得的气体进入气体压缩机，加压升温，出气进入冷凝器二次冷凝，进一步去除气体中水分及杂质，出气中水分含量低，冷凝液经冷凝液收集管汇入收集管至收集池后送入污水处理厂；
(5)、步骤(4)中产生的气体进入二级分离器中进行气体除湿；
(6)、步骤(5)所得的气体经发电管道气体流量计、发电管道阀门后进入燃气发动机，燃气发动机传动发电机转化为电能后供电上网。
一种处理剩余填埋气的优选方式，步骤(6)还包含有：多余的填埋气体经燃烧管道气体流量计、燃烧管道阀门，再经火焰放电管点燃后送至燃烧器，进行完全燃烧，使填埋气中易燃和有害物质完全燃烧后转化为无害物质。
本发明公开的垃圾填埋气处理系统与发电方法，采用前置气液分离、粉尘去除系统，与后置冷却系统结合优化填埋气质量。本发明方法适用于一般城市垃圾填埋场所产生的填埋气体，是填埋气处理与发电的高效资源化利用技术。本发明具有处理气量范围大，产电效率高，安全可靠，无二次污染等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
一种利用垃圾填埋气的发电系统，包括设置在各填埋场的多根进气管4，管接各进气管4出口的母管5，母管5的出口管接有一级气液分离器6，一级气液分离器6的出口依次管接有旋风分离器3和过滤器2，过滤器2的出口与通过气体压缩机1顺序管接有冷凝器11和冷凝液收集管8，冷凝液收集管8管接二级气液分离器9，二级气液分离器9的出口通过发电管道气体流量计10和发电管道阀门管16接在燃气发动机17上，燃气发动机17传动连接有发电机组18，二级气液分离器9的出口还依次管接有与燃气发动机17并联的燃烧管道气体流量计12、燃烧管道阀门13、火焰放电管14和燃烧器15；母管5的排液口、一级气液分离器6的排液口、旋风分离器3的排液口、冷凝液收集管8的排液口和二级气液分离器9的排液口与收集管7管接并汇入收集池。
本发明还公开了利用上述发电系统的发电方法，包含以下步骤：
(1)、各填埋场的填埋气经设置在填埋场中的进气管4汇聚导入母管5；
(2)、步骤(1)汇入母管5的气体先经过一级气液分离器6初步分离气体中的水分，出气进入旋风分离器3，冷凝液从收集管7汇入收集池送至污水处理厂；
(3)、步骤(2)所得的气体进入旋风分离器3，气体中粉尘杂质在分离器3中被分离，除尘后气体进入过滤器2进一步去除气体中细微颗粒物，出气进入气体压缩机1；
(4)、步骤(3)所得的气体进入气体压缩机1，加压升温，出气进入冷凝器11二次冷凝，进一步去除气体中水分及杂质，出气中水分含量低，冷凝液经冷凝液收集管8汇入收集管7至收集池后送入污水处理厂；
(5)、步骤(4)中产生的气体进入二级分离器9中进行气体除湿；
(6)、步骤(5)所得的气体经发电管道气体流量计10、发电管道阀门6后进入燃气发动机17，燃气发动机17传动发电机组18转化为电能后供电上网，多余的填埋气体经燃烧管道气体流量计12、燃烧管道阀门13，再经火焰放电管14点燃后送至燃烧器15，进行燃烧，使填埋气中易燃和有害物质完全燃烧后转化为无害物质。
以上是对本发明利用垃圾填埋气的发电系统及发电方法进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用垃圾填埋气的发电系统，其特征在于：包括设置在各填埋场的多根进气管，管接各进气管出口的母管，母管的出口管接有一级气液分离器，一级气液分离器的出口通过压缩机管接有二级气液分离器，二级气液分离器的出口管接有燃气发动机，燃气发动机上传动连接有发电机，所述母管的排液口、一级气液分离器的排液口和二级气液分离器的排液口与收集管管接。
2.根据权利要求1所述的利用垃圾填埋气的发电系统，其特征在于：所述压缩机为气体压缩机。
3.根据权利要求1所述的利用垃圾填埋气的发电系统，其特征在于：所述二级气液分离器和燃气发动机之间还设置有发电管道气体流量计和发电管道阀门。
4.根据权利要求1所述的利用垃圾填埋气的发电系统，其特征在于：所述一级气液分离器和压缩机之间设置有旋风分离器和过滤器，旋风分离器的排液口与收集管管接。
5.根据权利要求1所述的利用垃圾填埋气的发电系统，其特征在于：所述压缩机和二级气液分离器之间顺序设置有冷凝器和冷凝液收集管，冷凝液收集管的排液口与收集管管接。
6.根据权利要求1至5所述的任一利用垃圾填埋气的发电系统，其特征在于：所述二级气液分离器的出口还依次管接有与燃气发动机并联的燃烧管道气体流量计、燃烧管道阀门、火焰放电管和燃烧器。
7.根据权利要求1所述利用垃圾填埋气的发电系统的发电方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)、各填埋场的填埋气经设置在填埋场中的进气管汇聚导入母管；
(2)、步骤(1)汇入母管的气体先经过一级气液分离器初步分离气体中的水分，出气进入旋风分离器，冷凝液从收集管汇入收集池送至污水处理厂；
(3)、步骤(2)所得的气体进入旋风分离器，气体中的粉尘杂质在分离器中被分离，除尘后气体进入过滤器进一步去除气体中细微颗粒物，出气进入气体压缩机；
(4)、步骤(3)所得的气体进入气体压缩机，加压升温，出气进入冷凝器二次冷凝，进一步去除气体中水分及杂质，出气中水分含量低，冷凝液经冷凝液收集管汇入收集管至收集池后送入污水处理厂；
(5)、步骤(4)中产生的气体进入二级分离器中进行气体除湿；
(6)、步骤(5)所得的气体经发电管道气体流量计、发电管道阀门后进入燃气发动机，燃气发动机传动发电机转化为电能后供电上网。
8.根据权利要求7所述的发电方法，其特征在于步骤(6)还包含有：多余的填埋气体经燃烧管道气体流量计、燃烧管道阀门，再经火焰放电管点燃后送至燃烧器，进行完全燃烧，使填埋气中易燃和有害物质完全燃烧后转化为无害物质。
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