DE3109120C2 - Verfahren und Anlage zur Gewinnung von methanhaltigem Brenngas aus einer Mülldeponie - Google Patents

Verfahren und Anlage zur Gewinnung von methanhaltigem Brenngas aus einer Mülldeponie

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Description

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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Gewinnung von methanhaltigem Brenngas aus einer Mülldeponie, wobei in dem Müllkörper der Mülldeponie eine Gärung erfolgt und aufrechterhalten sowie das dabei entstehende Gas aus dem Müllkörper als Brenngas abgesaugt wird. Die E:1. .ndung bezieht sich fernerhin auf eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens. Es versteht sich, daß zum Zwecke der Absaugung des durch die Gärung entstehenden Gases der Müllkörper im allgemeinen zumindest teilabdichtend abgedeckt wird. Das Methangas bildet sich in der anaeroben Phase der Gärung, d. h. erst dann, wenn sämtlicher Sauerstoff in dem Müllkörper verbraucht ist und fakultativ anaerobe Bakterien eine Zwischenstufe des Abbaues geschaffen haben. Für die Methangärung ist ferner ein gewisser Feuchtigkeitsgehalt erforderlich und die Temperaturen dürfen keine zu großen Schwankungen erfahren. Das Methan bildet sich aus CO2 und freiwerdendem Wasserstoff bei biologischen Spaltprozessen.
Im Rahmen der (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Maßnahmen stört, daß das abgesaugte Brenngas nach einiger Zeit in erheblichem Maße, nämlich bis zu mehr als 50% Stickstoff mitführt, wodurch der Heizwert in störendem Maße herabgesetzt wird. Das ist nach Erkenntnissen, die der Erfindung zugrunde liegen, darauf zurückzuführen, daß beim Absaugen des Brenngases zugleich auch Luft mit Sauerstoff und Stickstoff angesaugt wird. Eine wirtschaftliche Nutzung des Brenngases ist bisher allenfalls im Rahmen von Versuchsanlagen erfolgt, obwohl der Melhangasanteil beispielsweise für den I lausmüll reialiv hoch lsi. nämlich etwa Ih(I bis 200 m1 Methan pro Tonne Hausmüll ausmacht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gaitungsgcmiiOe Verfahren so zu führen, daß ein Bn'uigas gewonnen werden kann, welches in storcn-
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60 dem Maße eine Beimischung an Stickstoff nicht mehr aufweist. Der Erfindung liegt fernerhin die Aufgabe zugrunde, eine Anlage anzugeben, mit der das erfindungsgemäße Verfahren auf einfache Weise durchgeführt werden kann.
Zur Losung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung zunächst in verfahrensmäßiger Hinsicht, daß das abgesaugte Brenngas von mitgefühnem COi befreit und das gewonnene CO2 in den Müllkörper eingeführt wird. Das kanr auf verschiedene Weise erfolgen. Eine bevorzugte Ausfünrungsform ist dadurch gekewnzeichnet, daß das abgesaugte Brenngas mit Wasser einer COrWäsche unterworfen und das mit CO2 beladene Waschwasser in den oberen Bereich des Müllkörpers in möglichst gleichmäßiger, abdeckender Verteilung eingeführt wird. Abdeckende Verteilung meint, daß die Einführung so geschieht, daß möglichst umfassend die oberflächennahen Bereiche des Müllkörpers benetzt werden. Im allgemeinen wird man das CO2 beladene Waschwasser unterhalb der Abdeckung im Be. eich der Oberfläche des Müllkörpers in diesen eindosen. Eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens ist in üblicher Weise mit einer Einrichtung zur Absaugung des im Müllkörper gebildeten Brenngases ausgerüstet, aber zusätzlich gekennzeichnet durch einen Waschturm für das abgesaugte Brenngas, der für eine CO2-Wäsche mit Wasser eingerichtet ist, und durch eine Einrichtung zur Verteilung des mit CO2 beladenen Waschwassers im oberen Bereich des ,Müllkörpers mittels eingegrabener perforierter Rohrleitungen.
Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei Verwirklichung der erfindungsgemäßen Maßnahmen ein Brenngas abgesaugt werden kann, welches in störendem Maße eine Beimischung von Stickstoff nicht aufweist und folglich einen hohen Heizwert aufweist. Das wird anhand eines Beispiels erläutert:
Auf einer Hausmülldeponie mit ca. 12,0 m Müllhöhe wurde Brenngas abgesaugt. Die Zusammensetzung dieses Brenngases war bei Beginn des Absaugens: 48% CH4. 40% CO2 und 12% Restgas, vornehmlich N2. Im Verlaufe des Absaugens des Br.nngases stieg die absolute Menge des Methans an bei gleichzeitigem Sinken des prozentualen Anteiles von Methan im Brenngas. Nach einer über eine längere Zeit durchgeführten verstärkten Absaugung betrug der CH.t-Gehalt nur noch 18%. der CO2-Gchalt 30%, und der Gehalt an Restgasen, vornehmlich N2. war auf 52% gestiegen. Die Erhöhung des Anteiles der Restgase war auf die Luftzufuhr zurückzuführen, die zum Ausgleich der abgesaugten Brenngasmenge erforderlich war. Der Sauerstoff der Luit wurde biologisch verbraucht, während der N2-Gehalt der Luft das Brenngas verarmte.
Durch Auswaschen des CO2-Gehaltes aus dem leicht komprimierten Brenngas wurde zweierlei erreicht: erstens änderte sich die Zusammensetzung durch den Entzug des CO2. so daß jetzt eine Konzentration von 24% CH4, 74% N2 und 2% CO2 geinessen wurde, allerdings in der um das ausgewachsene CO2 verringerten Gasmenge. Zweitens sank durch eine Zuführung des kohlensäuregesättigten Waschwassers mittels eingegrabener, perforierter Kunststoffrohre in den oberen Bereich des Miillkörpers die Menge der angesaugten Luft um den Anteil des Waschwassers und der daraus freigcwordenen Kohlensaure.
Durch die Zugabe von Kohlensaure und Wasser schien gleichzeitig der biologische Abbau des Mülls beschleunigt zu sein, denn sowohl der absolute als auch
der prozentuale Anteil an Methan im Brenngas stieg im Verlauf der Zeit während des Absaugens wieder an, so daß sich eine in etwa stabile Zusammensetzung von 28% CH4,54% COiund 18% Njergab. Dieses Brenngas konnte durch Auswaschen der Kohlensäure auf einen Gehalt von 59% CH4,39% N3 und andere Restgase und 2% COi konzentriert werden.
Die immer noch bei diesem Vorgang angesaugte Luft brachte gleichzeitig nocb Sauerstoff mit in den Deponiekörper herein, so dab auch im aeruben Bereich noch die Aktivierung der Abbauprozesse gegeben war.
Im folgenden wird die Erfindung anhand des Schemas einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführlicher erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen Vertikalschnitt durch eine Mülldeponie, deren Müllkörper in eine Grube eingebettet ist.
In der einzigen Figur erkennt man zunächst die Grube 1, die den Müllkörper 2 aufgenommen hat, — wobei einerseits die Grubenwandung an andererseits der Müllkörper oberflächenseitig entsprechend abgedichtet sind. Im Bereich der Oberfläche 3 des Müllkörpers 2 ist die abdichtende Abdeckung 4 glockenförmig gestaltet.
Im Müllkörper 2 erfolgt die Absaugung durch Saugrohre 5, die oberhalb des Müllkörpers mit Hilfe einer Sammelleitung 6 zusammengefaßt und an einer Absaugleitfng 7 angeschlossen sind. Die Absaugleitung 7 führt zu einer Pumpe 8 und von der Pumpe 8 führt die Absaugleilung 7 weiter zu einem Waschturm 9 für das abgesaugte Brenngas. Das abgesaugte Brenngas tritt in den Waschturm 9 unten ein, während von oben über entsprechende Düsen 10, die beispielsweise als Dralldü-
in sen ausgeführt sind, Waschwasser eingeführt wird. Die thermodynamischen Parameter sind so gewählt, daß eine wirksame COi-Auswaschung stattfindet und folglich unten aus dem Waschturm 9 CO2 beladenes Waschwasser abgezogen werden kann. Dieses wird über die Leitung 11 mit Pumpe 12 in den Müllkörper 2 wieder eingeführt, in dem im oberen Bereich eine entsprechende Verteilerleitung 13, die beispielsweise aus perforierten Kunststoffrohren besteht, eingebettet ist. Im Ergebnis wird das abgesaugte Brenngas mit Wasser einer COj-Wäsche unterworfen und das mit CO2 beladere Waschwasser wird in den oberen Bereich des Müllkörpers 2 in möglichst g' :chmäßiger und abdeckender Verteilung eingeführt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Gewinnung von methanhaltigem Brenngas aus einer Mülldeponie, wobei in dem Müllkörper der Mülldeponie eine Gärung erfolgt und aufrechterhalten sowie das dabei entstehende Gas aus dem Müllkörper als Brenngas abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das abgesaugte Brenngas von mitgeführtem COi befreit und das gewonnene CO2 in den Müllkörper eingeführt wird.
2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abgesaugte Brenngas mit Wasser einer CO2-Wäsche unterworfen und das mit CO2 beladene Waschwasser in den oberen Bereich des Müllkörpers in möglichst gleichmäßiger, abdeckender Verteilung eingeführt wird.
3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit Einrichtung zur Absaugung des im Müllkörper gebildeten Brenngases, gekennzeichnet durch einen Waschturm (9) für das abgesaajte Brenngas, der für eine CO2-Wäsche mit Wasser eingerichtet ist. und durch eine Einrichtung (11, 12, 13) zur Verteilung des mit CO3 beladenen Waschwassers im oberen Bereich des Müllkörpers (2) mittels eingegrabener perforierter Rohrleitungen (13).
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