DE3527519A1 - Verfahren und einrichtung zum foerdern von gasen mit geringem unterdruck durch setzungsgefaehrdete gasleitungssysteme, insbesondere in muelldeponien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrich­ tung zum Fördern von Gasen mit geringem Unterdruck durch setzungsgefährdete Gasleitungssysteme, insbe­ sondere in Mülldeponien, mittels von Gasentnahmeson­ den zu einem gemeinsamen Unterdruckaggregat ge­ führter einzelner Förderstränge oder -leitungen.

Die Förderung von in Mülldeponien entstehendem Deponiegas (in der Regel CH₄ und CO₂) gewinnt im Rahmen der heutigen Umweltvorschriften und Energie­ knappheit zunehmend an Bedeutung. Zur Förderung solcher Deponiegase werden in Deponien Dränage­ und/Sondensysteme eingebracht, durch die mittels Un­ terdruck das Gas aus dem Deponiekörper abgesaugt wird. Die über solche Dränage- und Sondeneinrichtun­ gen entnommenen Gase werden über einzelne Förder­ stränge in der Regel einer gemeinsamen Sammelleitung zugefüht. Ein wesentliches Problem solcher Leitungssy­ steme besteht darin, daß es in Deponiekörpern zum Setzen des Materials kommt, wodurch die einzelnen Förderstränge Verformungskräften ausgesetzt sind. Die daraus resultierenden Verformungen einzelner För­ derstränge führen leicht und häufig zu einer sogenann­ ten Wassersackbildung, d. h. es bilden sich an den För­ dersträngen Knicke oder Verbiegungen aus, in denen sich Kondens- oder Oberflächenwasser, das in dem sehr feuchten, abgesaugten Gas vorhanden ist, sammelt. Be­ kanntlich kann die Absaugung von Deponiegasen nur mit relativ geringen Unterdrücken bewerkstelligt wer­ den, weil bei zu hohen Drücken die Gefahr des Ansau­ gens von Luft durch die Sonden bzw. durch den Depo­ niekörper bestünde. Infolge dieser relativ geringen Un­ terdrücke, die üblicherweise in der Größenordnung von 5-50 mbar liegen, kann das sich dann an solchen Lei­ tungsverformungsstellen sammelnde Wasser nicht ab­ gesaugt bzw. abgefördert werden. Es führt zum Ver­ schluß solcher verformter Förderstränge. Der Ver­ schluß einzelner Förderstränge führt wiederum zu einer Erhöhung des Unterdruckes in den noch freien Förder­ strängen. Dies hat zur Folge, das in diesen Fördersträn­ gen der Volumenstrom steigt und damit die Gefahr wächst, daß Luft angesaugt wird und damit eine Gasver­ dünnung eintritt. Man erhält also nicht mehr das ge­ wünschte Ergebnis eines Gases bestimmter Qualität.

Um solche Teilverschlüsse zu vermeiden, ist man bis­ her entweder dazu gezwungen, die Leitungen in statisch relativ stabilen, damit aber auch sehr aufwendigen Sy­ stemen zu verlegen, bei denen jedoch die Gefahr des Setzens nicht auszuschließen ist, oder man muß das Lei­ tungssystem von vornherein mit einem vorbestimmten Gefälle von etwa 5% versehen, hat aber selbst dann nicht die absolute Sicherheit gegen Verformungen infol­ ge Setzens, abgesehen davon, daß solche Gefälle auf­ grund der örtlichen Gegebenheiten oftmals nicht reali­ sierbar sind. Weiter kann man die Leitungen mit Ab­ zugslöchern für das Wasser versehen; dabei ist es je­ doch erforderlich, daß die Leitungen mindestens 4 bis 5 Meter unter der Oberfläche der Deponie angeordnet sind, um das Eindringen von Luft und damit eine Verän­ derung der Gasqualität sowie vor allem der Entstehung von explosiven Gemischen zu verhindern, unabhängig davon, daß bei Altdeponien ein Einbringen des Lei­ tungssystem auf diese Tiefe ohne erhebliche Schwierig­ keiten überhaupt nicht realiserbar ist.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu­ grunde, ohne das Erfordernis maßgeblicher baulicher Maßnahmen am Leitungssystem eine Möglichkeit zu schaffen, mit der eine gleichmäßige Förderleistung in solchen zum Wasserverschluß neigenden Leitungssyste­ men insbesondere in deren setzungsgefährdeten Berei­ chen aufrechterhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei dem Ver­ fahren dadurch gelöst, daß der Gasvolumenstrom in den einzelnen Fördersträngen des Gasleitungssystemes in­ dividuell konstant eingeregelt wird, und bei der Einrich­ tung dadurch, daß jedem einzelnen Förderstrang bzw. jeder Gasentnahmesonde eine Regelstation mit einem Gasvolumenmesser und einem vom Gasvolumenmesser gesteuerten Druckregler zugeordnet ist. Damit ist es in einfacher Weise möglich, daß ohne Beeinträchtigung des Gasvolumenstromes in unbeschädigten Leitungs­ strängen sich in verformten Leitungen ausbildende Wassersäcke durch eine Erhöhung des Unterdruckes bis zu einer Größe, die dem Wasserstand des Wassersackes entspricht, abgesaugt werden können. Mit anderen Worten wird bei Zusetzen eines oder mehrerer Einzel­ stränge der Unterdruck in der Hauptsammelleitung auf­ grund der Verdichtereigenschaften (vgl. übliches Ver­ dichterdiagramm) erhöht, ohne daß in den intakten Ein­ zelsträngen eine Erhöhung des Individualdruckes folgt, weil hier durch das zwischengeschaltete Gasregelorgan eine Trennung erfolgt und damit ein konstanter, vorbe­ stimmter Volumenstrom gewährleistet ist. Die Erhö­ hung des Unterdruckes in der Hauptsammelleitung führt jedoch zu einer Erhöhung des Unterdruckes in den beschädigten Strängen und damit letztendlich bei einer ausreichenden Höhe zum Absaugen des Wassers, indem bei zusammengebrochener Volumenmessung der Reg­ ler den angestauten Unterdruck voll auf den beschädig­ ten Einzelstrang einwirken läßt.

In bevorzugter Ausbildung der Einrichtung kann die Regelstation einen Volumenmesser mit einer Blende mit Druckdifferenzmessung sowie ein Regelorgan, vorzugs­ weise in Form eines Membran- gesteuerten Ventils um­ fassen, das von einer den Sollwert bestimmenden Feder beaufschlagt ist. Eine solche Ausbildung ermöglicht die Verwendung herkömmlicher Bauteile und damit einen kostengünstigen Aufbau der Gesamteinrichtung mit In­ dividualregelung der Einzelstränge. Eine solche Einrich­ tung ist sehr wartungsfreundlich und weist relativ wenig bewegte Teile auf, ergibt also eine hohe Lebensdauer.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfin­ dung gehen aus der folgenden Beschreibung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispiele hervor. Es zeigt

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsge­ mäßen Entgasungseinrichtung für eine Mülldeponie und

Fig. 2 ein Regelorgan für die Einrichtung der Fig. 1.

In einer hier nur ganz allgemein angedeuteten Müll­ deponie 1 ist eine Mehrzahl von Gasentnahmesonden 2 angeordnet, wobei sich deren Verteilung, Zahl und Ein­ bringtiefe sowie Ausführung nach den örtlichen Gege­ benheiten richtet und zum Stand der Technik gehört. Von jeder Gasentnahmesonde 2 führt ein einzelner För­ derstrang 3 zu einer Regelstation 4, wobei jeweils meh­ rere Sonden 2 mit ihren Fördersträngen 3 einer Regel­ station 4 zugeordnet sein können. Von den Regelstatio­ nen führen Verbindungsleitungen 5 zur Hauptsammel­ leitung 6, in der ein Verdichter 7 angeordnet ist. Natür­ lich können sich in dieser Hauptsammelleitung weitere, für diese Art der Entgasungstechnik notwendige Aggre­ gate wie Filter, Trockner, Kondensatabscheider etc. be­ finden.

Jede Regelstation 4, die mehrere Einzelregelstationen für eine Mehrzahl einzelner Förderstränge 3 umfassen kann, weist für jeden einzelnen Förderstrang 3 einen Druckregler 41 und einen Volumenmesser 42 auf; deren Aufbau ist im größeren Detail in Fig. 2 gezeigt. Man erkennt hier in dem den Gasstrom in Richtung des Pfei­ les leitenden Förderstrang 3 ein Teil des Druckreglers 41 bildendes Ventil 411, dem ein Regelorgan 412 zuge­ ordnet ist, das eine Membran 413 und eine hinsichtlich ihres Druckes einstellbare Feder 414 umfaßt. In Strö­ mungsrichtung gesehen hinter dem Ventil befindet sich ein Volumenmesser 42 mit einer Blende 421. Die Mem­ bran des Druckreglers ist auf ihren beiden Seiten über Steuerleitungen 431, 432 mit den beiden Seiten der Blende 421 verbunden. Zwischen diesen beiden Blen­ denseiten besteht eine Druckdifferenz Δp. Diese Druck­ differenz entspricht dem Istwert des Gasstromes und führt nach dem Vergleich des durch die Feder 414 be­ stimmten Sollwertes zum Stellwert des Ventils 411, d. h. je nach Größe der Druckdifferenz wird aufgrund der Federkraft das Ventil mehr oder weniger geschlossen, und es kann ein entsprechend gleichmäßiger Volumen­ strom eingeregelt werden.

Wenn nun, wie in Fig. 1 durch das Bezugszeichen 31 angedeutet, infolge einer Verlagerung innerhalb des Deponiekörpers 1 eine Verbiegung 31 (die hier gegen­ über der natürlichen Lage um 90° in die Blattebene hineingedreht dargestellt ist) eines einzelnen Förder­ stranges 3 eintritt und sich in dieser Verbiegung 31 ein Wassersack ausbildet, der bei den niedrigen Betriebs- Unterdrücken nicht mehr abgesaugt werden könnte, er­ höht sich automatisch durch die Leistung des Verdich­ ters 7 der Unterdruck im Sammelsystem 5. Die vorste­ hend beschriebene Regeleinrichtung führt dazu, daß die Druckdifferenz in den unbeschädigten Fördersträngen 3 steigt und aufgrund der dargelegten Funktion zu ei­ nem stärkeren Schließen des Ventils führt, so daß die Fördermenge bei steigendem Unterdruck gleichbleibt. Bei den verformten Fördersträngen kann, da kein Gas­ strom fließt, auch keine Druckdifferenz gemessen wer­ den, so daß das Ventil unter der Wirkung der Feder 414 vollständig öffnet. Daher wird der erhöhte Unterdruck in dem vor dem Ventil liegenden Bereich voll wirksam und führt dazu, daß ein Wassersack im Bereich 31 abge­ saugt werden kann. Das so abgesaugte Wasser durch­ läuft das Regelorgan 41, 42 und wird in einem dahinter angedeuteten Wasserabscheider 43, der ebenfalls Be­ standteil der Regelstation 4 bilden kann, entfernt. Nach Absaugen dieses Wassersackes stellen sich in diesem verformten Förderstrang 3, 31 die gleichen Förderbe­ dingungen wie in den unbeschädigten Fördersträngen 3 ein.

Claims (3)

1. Verfahren zum Fördern von Gasen mit geringem Unterdruck durch setzungsgefährdete Gaslei­ tungssysteme, insbesondere in Mülldeponien, mit­ tels von Gasentnahmesonden zu einem gemeinsa­ men Unterdruckaggregat geführten einzelnen För­ dersträngen oder -leitungen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gasvolumenstrom in den einzel­ nen Fördersträngen des Gasleitungssystems indivi­ duell konstant eingeregelt wird.

2. Einrichtung zum Fördern von Gasen mit gerin­ gem Unterdruck durch setzungsgefährdete Gaslei­ tungssysteme, insbesondere in Mülldeponien, mit­ tels von Gasenentnahmesonden zu einem gemein­ samen Unterdruckaggregat geführten einzelnen Fördersträngen oder -leitungen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedem einzelnen Förderstrang (3, 31) bzw. jeder Gasentnahmesonde (2) eine Regelsta­ tion (4) mit einem Gasvolumenmesser (42) und ei­ nem vom Gasvolumenmesser gesteuerten Druck­ regler (41) zugeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Regelstation (4) einen Volumen­ messer (42) mit einer Blende (421) mit Druckdiffe­ renzmessung sowie ein Regelorgan (412), vorzugs­ weise in Form eines Membran (413)-gesteuerten Ventils (411) umfaßt, das von einer den Sollwert bestimmenden Feder (414) beaufschlagt ist.