RU2521508C1 - Method of thermal deactivation of biogas of solid domestic waste landfills - Google Patents
Method of thermal deactivation of biogas of solid domestic waste landfills Download PDFInfo
- Publication number
- RU2521508C1 RU2521508C1 RU2012154792/13A RU2012154792A RU2521508C1 RU 2521508 C1 RU2521508 C1 RU 2521508C1 RU 2012154792/13 A RU2012154792/13 A RU 2012154792/13A RU 2012154792 A RU2012154792 A RU 2012154792A RU 2521508 C1 RU2521508 C1 RU 2521508C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biogas
- flue gases
- constants
- equation
- point
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии термического обезвреживания биогаза и предназначено для снижения их негативного влияния на окружающую среду и повышения эффективности очистки выбросов установок обезвреживания биогаза.The invention relates to a technology for thermal neutralization of biogas and is intended to reduce their negative impact on the environment and increase the efficiency of cleaning emissions from biogas neutralization plants.
Известны методы сбора биогаза, образуемого из органических отходов на полигонах (GB 2466554 А, опублик. 30.06.2010), согласно которому в процессе сжигания биогаза образуются дымовые газы, которые выводятся из зоны горения и затем подаются на аппарат для производства тепловой и электрической энергии. Таким образом, при сгорании биогаза дымовые газы после очистных сооружений выбрасываются в атмосферу.Known methods for collecting biogas generated from organic waste at landfills (GB 2466554 A, published. 06/30/2010), according to which in the process of burning biogas flue gases are formed, which are removed from the combustion zone and then fed to the apparatus for the production of thermal and electric energy. Thus, during biogas combustion, flue gases after treatment plants are emitted into the atmosphere.
Традиционная схема утилизации биогаза по данному изобретению имеет и традиционный недостаток: после сжигания биогаза дымовые газы имеют значительные колебания концентраций загрязняющих веществ, что затрудняет экологически безопасное обезвреживание биогаза и стабильность достижения нормативных концентраций загрязняющих веществ на выходе из системы очистки дымовых газов.The traditional biogas utilization scheme according to this invention also has a traditional drawback: after biogas is burned, flue gases have significant fluctuations in the concentration of pollutants, which makes it difficult for the biogas to be environmentally friendly to neutralize and the stability of reaching standard concentrations of pollutants at the outlet of the flue gas cleaning system.
Прототипом предложенного изобретения является способ экологически безопасной утилизации свалочного биогаза (RU 2362636 С2, опублик. 27.07.2009) с помощью биотермофотоэлектрокаталитической когенерационной установки, в котором в процессе сжигания биогаза образуются дымовые газы, выбрасываемые в атмосферу.The prototype of the proposed invention is a method of environmentally friendly disposal of landfill biogas (RU 2362636 C2, published. 07/27/2009) using a biothermal photoelectrocatalytic cogeneration unit, in which flue gases are released into the atmosphere during biogas burning.
Недостатком изобретения является отсутствие обеспечения предварительной очистки полигонного биогаза от высокодисперсной пыли, что не позволяет добиться нормативных концентраций загрязняющих веществ в полигонном биогазе при значительных колебаниях его химического состава.The disadvantage of the invention is the lack of preliminary cleaning of the landfill biogas from fine dust, which does not allow to achieve standard concentrations of pollutants in the landfill biogas with significant fluctuations in its chemical composition.
В изобретения достигается технический результат, заключающийся в стабильности работы системы газоочистки и снижении затрат на газоочистку за счет снижения расхода реагентов для очистки отходящих газов.In the invention, a technical result is achieved, consisting in the stability of the gas cleaning system and reducing the cost of gas cleaning by reducing the consumption of reagents for the purification of exhaust gases.
Указанный технический результат в предложенном изобретении достигается следующим образом.The specified technical result in the proposed invention is achieved as follows.
Способ экологически безопасного термического обезвреживания биогаза полигонов твердых бытовых отходов включает извлечение биогаза посредством дренажа и принудительного создания разрежения, снижение содержания влаги в извлекаемом биогазе за счет резкого снижения температуры, компримирование биогаза, предварительную очистку биогаза от влаги, сероводорода и пыли.A method of environmentally friendly thermal neutralization of biogas from solid waste landfills involves the extraction of biogas through drainage and forced vacuum, reducing the moisture content in the extracted biogas due to a sharp decrease in temperature, compressing biogas, preliminary cleaning of biogas from moisture, hydrogen sulfide and dust.
Затем проводят сжигание биогаза, а также охлаждение и очистку отходящих дымовых газов от кислых компонентов и галогенированных углеводородов.Then the biogas is burned, as well as the cooling and purification of the flue gases from acid components and halogenated hydrocarbons.
В потоке дымовых газов непрерывно измеряют концентрации сероводорода и кислых газообразных соединений серы и углерода.In the flue gas stream, the concentrations of hydrogen sulfide and acidic gaseous sulfur and carbon compounds are continuously measured.
С учетом измеренных значений концентраций проводят динамическую корректировку расхода сорбентов и реагента на основе полученных предварительно по экспериментальным данным аппроксимирующих регрессионных соотношений.Taking into account the measured concentration values, dynamic adjustment of the sorbent and reagent consumption is carried out on the basis of approximating regression ratios obtained previously from experimental data.
При этом очистку биогаза от пыли проводят с помощью фильтрации.At the same time, biogas is cleaned of dust by filtration.
Также аппроксимирующие регрессионные соотношения имеют следующий вид:Also approximating regression relations are as follows:
t - температура дымовых газов в любой точке газоочистного тракта;t is the temperature of the flue gases at any point in the gas cleaning tract;
c0, c1, c2, c3, c4 - константы уравнения (1);c 0 , c 1 , c 2 , c 3 , c 4 - constants of equation (1);
a0, a1, a2, a3 - константы уравнения (2);a 0 , a 1 , a 2 , a 3 - constants of equation (2);
b1, b3, b3, b4 - константы уравнения (3);b 1 , b 3 , b 3 , b 4 - constants of equation (3);
Ci - концентрация i-ого загрязняющего вещества в дымовых газах в любой точке газоочистного тракта;Ci is the concentration of the i-th pollutant in the flue gases at any point in the gas treatment path;
ΔР - разрежение дымовых газов в любой точке газоочистного тракта;ΔР - rarefaction of flue gases at any point in the gas cleaning tract;
L - расстояние от начала координат до точки определения параметра.L is the distance from the origin to the point of definition of the parameter.
Очистка полигонного биогаза до нормативных концентраций опасных компонентов возможна только при сочетании очистки дымовых газов от продуктов сжигания биогаза на выходе установки обезвреживания биогаза с предварительной очисткой его от высокодисперсной пыли, сорбирующей токсичные компоненты в теле полигона и десорбирующей их при сгорании биогаза.Cleaning the landfill biogas to the normative concentrations of hazardous components is possible only by combining the cleaning of flue gases from biogas combustion products at the outlet of the biogas neutralization unit with its preliminary purification from fine dust sorbing toxic components in the landfill and desorbing them during biogas combustion.
Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.
Вначале проводят сбор полигонного биогаза посредством вертикального газового дренажа и принудительного извлечения биогаза из свалочной толщи путем создания разрежения около 100 кПа.First, the collection of landfill biogas is carried out by means of vertical gas drainage and forced extraction of biogas from the landfill by creating a vacuum of about 100 kPa.
Затем снижают содержание влаги в извлекаемом полигонном биогазе при резком снижении температуры с 40°С-60°С, характерной для глубинных слоев полигонов твердых бытовых отходов за счет протекания реакций биохимической ферментации, до температуры окружающей среды.Then, the moisture content in the recoverable landfill biogas is reduced with a sharp drop in temperature from 40 ° C to 60 ° C, which is typical for the deep layers of solid waste landfills due to biochemical fermentation reactions, to ambient temperature.
После этого проводят фильтрационную очистку биогаза от высокодисперсной пыли, освобождая таким образом биогаз от токсичных компонентов, сорбированных в теле полигона.After that, filtration purification of biogas from fine dust is carried out, thus releasing biogas from toxic components sorbed in the body of the landfill.
Затем биогаз компримируют до рабочего давления 0,2-0,5 МПа.Then biogas is compressed to a working pressure of 0.2-0.5 MPa.
После компримирования проводится очистка биогаза. Процесс разбит на два этапа: вначале производится селективное удаление из биогаза кислых компонентов, осуществляемое методом адсорбции на сорбенте, а затем - выделение галогенированных углеводородов методом адсорбции на специальном активированном угле.After compression, biogas is cleaned. The process is divided into two stages: first, the selective removal of acidic components from biogas is carried out by adsorption on a sorbent, and then the halogenated hydrocarbons are separated by adsorption on special activated carbon.
После очистки проводят дополнительное удаление из биогаза влаги методом адсорбции на сорбенте, что позволяет исключить коррозионные процессы, а также обеспечить защиту от капельных ударов и предотвратить капиллярную конденсацию на адсорбционной ступени удаления галогенированных углеводородов.After cleaning, additional moisture is removed from biogas by adsorption on a sorbent, which eliminates corrosion processes, as well as provides protection against drip shocks and prevents capillary condensation at the adsorption stage of halogenated hydrocarbon removal.
Затем проводят термическое обезвреживание биогаза путем сжигания. Для обеспечения взрывобезопасных режимов сжигания биогаза при снижении в нем концентрации метана менее 10% от нижнего концентрационного предела взрываемости на сжигание дополнительно подают природный газ в количестве, обеспечивающем безопасное горение смеси. Воздух на горение смеси подается с коэффициентом избытка 1,05-1,1 при температуре окружающей среды и с давлением до 0,36 МПа.Then carry out the thermal neutralization of biogas by burning. To ensure explosion-safe regimes of biogas combustion with a decrease in methane concentration of less than 10% of the lower explosive concentration limit, natural gas is additionally supplied for combustion in an amount that ensures safe combustion of the mixture. The combustion air of the mixture is supplied with an excess coefficient of 1.05-1.1 at ambient temperature and with a pressure of up to 0.36 MPa.
В полученном потоке отходящих после сжигания биогаза дымовых газов проводят определение их температуры и давления.In the resulting stream of flue gases exhausting after burning biogas, their temperature and pressure are determined.
Дымовые газы охлаждают в процессе теплообмена с химочищенной водой до температуры около 160°С. Номинальный расход химочищенной воды при температуре 20°С составит 15,1 м3/ч. Минимальный расход химочищенной воды при температуре 20°С составит 8,6 м3/ч. Температура химочищенной воды, подаваемой в процессе теплообмена, должна быть не менее 60°С, а выходящей 115°С.Flue gases are cooled during heat exchange with chemically purified water to a temperature of about 160 ° C. The nominal consumption of chemically purified water at a temperature of 20 ° C will be 15.1 m 3 / h. The minimum consumption of chemically purified water at a temperature of 20 ° C will be 8.6 m 3 / h. The temperature of chemically treated water supplied during the heat exchange process must be at least 60 ° C, and leaving 115 ° C.
В потоке дымовых газов проводят непрерывное измерение концентрации загрязняющих канцерогенных соединений в виде кислых компонентов и галогенированных углеводородов.In the flue gas stream, a continuous measurement of the concentration of polluting carcinogenic compounds in the form of acidic components and halogenated hydrocarbons is carried out.
Поток дымовых газов очищают от указанных загрязнений методом химической адсорбции гидроксидом кальция и активированным углем.The flue gas stream is cleaned of these contaminants by chemical adsorption with calcium hydroxide and activated carbon.
При очистке дымовых газов осуществляют динамическую корректировку расхода сорбентов и реагента с учетом измеряемых в потоке дымовых газов концентраций кислых компонентов и галогенированных углеводородов.When cleaning flue gases, the flow rate of sorbents and reagent is dynamically adjusted taking into account the concentrations of acid components and halogenated hydrocarbons measured in the flue gas stream.
Динамическую корректировку расхода сорбента и реагента проводят путем вычисления разницы между измеренным расходом сорбента и расчетным расходом сорбента. Расчетное значение сорбента и реагента вычисляется с помощью аппроксимирующих регрессионных соотношений, полученных на основе предварительно экспериментальных данных.Dynamic adjustment of the flow rate of the sorbent and reagent is carried out by calculating the difference between the measured flow rate of the sorbent and the estimated flow rate of the sorbent. The calculated value of the sorbent and reagent is calculated using approximating regression ratios obtained on the basis of preliminary experimental data.
Аппроксимирующие регрессионные соотношения имеют следующий вид:Approximating regression relationships are as follows:
, где where
Gic - расход сорбента (кг/ч);G ic - sorbent consumption (kg / h);
a1c, b1c, c1c - константы уравнения (4);a 1c , b 1c , c 1c - constants of equation (4);
t - температура дымовых газов в газоочистном тракте, °C; (150÷300°C);t is the temperature of the flue gases in the gas cleaning tract, ° C; (150 ÷ 300 ° C);
Р - давление дымовых газов в газоочистном тракте, МПа; (0,09÷0,11 МПа);P is the flue gas pressure in the gas cleaning tract, MPa; (0.09 ÷ 0.11 MPa);
Ci - концентрация i-ого загрязняющего вещества в дымовых газах в газоочистном тракте, мг/м3 (10÷100 мг/м3).C i is the concentration of the i-th pollutant in the flue gases in the gas treatment path, mg / m 3 (10 ÷ 100 mg / m 3 ).
, где where
Gip - расход реагента (л/мин);G ip - reagent consumption (l / min);
a1p, b1p, c1p - константы уравнения (5);a 1p , b 1p , c 1p are constants of equation (5);
t - температура дымовых газов в газоочистном тракте, °C; (150÷300°C);t is the temperature of the flue gases in the gas cleaning tract, ° C; (150 ÷ 300 ° C);
Р - давление дымовых газов в газоочистном тракте, МПа; (0,09÷0,11 МПа);P is the flue gas pressure in the gas cleaning tract, MPa; (0.09 ÷ 0.11 MPa);
Ci - концентрация i-ого загрязняющего вещества в дымовых газах в газоочистном тракте, мг/м3 (10÷200 мг/м3).C i is the concentration of the i-th pollutant in the flue gases in the gas treatment path, mg / m 3 (10 ÷ 200 mg / m 3 ).
При этом a1c, b1c, c1c константы уравнения (4) и a1p, b1p, с1р константы уравнения (5) получены в результате математической обработки экспериментальных данных и представлены в таблице 1 и таблице 2.In this case, a 1c , b 1c , c 1c are the constants of equation (4) and a 1p , b 1p , and 1p the constants of equation (5) are obtained as a result of mathematical processing of the experimental data and are presented in table 1 and table 2.
Корректировку осуществляют на основе полученных предварительно экспериментальных данных, аппроксимирующих регрессионных соотношений, описывающих изменение физико-химических параметров потока дымовых газов по тракту газоочистки.Correction is carried out on the basis of previously obtained experimental data, approximating the regression relations describing the change in the physicochemical parameters of the flue gas stream along the gas purification path.
Указанные аппроксимирующие регрессионные соотношения имеют следующий вид:These approximating regression relationships are as follows:
, где where
t - температура дымовых газов в любой точке газоочистного тракта;t is the temperature of the flue gases at any point in the gas cleaning tract;
c0, c1, c2, с3, c4 - константы уравнения (1);c 0 , c 1 , c 2 , c 3 , c 4 - constants of equation (1);
а0, a1, а2, а3 - константы уравнения (2);a 0 , a 1 , a 2 , and 3 are the constants of equation (2);
b1, b2, b3, b4 - константы уравнения (3);b 1 , b 2 , b 3 , b 4 - constants of equation (3);
Ci - концентрация i-ого загрязняющего вещества в дымовых газах в любой точке газоочистного тракта;C i is the concentration of the i-th pollutant in the flue gases at any point in the gas treatment path;
ΔР - разрежение дымовых газов в любой точке газоочистного тракта;ΔР - rarefaction of flue gases at any point in the gas cleaning tract;
L - расстояние от начала координат до точки определения параметра.L is the distance from the origin to the point of definition of the parameter.
При этом константы уравнения (1) получены в результате математической обработки экспериментальных данных и представлены в таблице 3.Moreover, the constants of equation (1) are obtained as a result of mathematical processing of experimental data and are presented in table 3.
Константы уравнения (2) получены в результате математической обработки экспериментальных данных и представлены в таблице 4.The constants of equation (2) are obtained as a result of mathematical processing of experimental data and are presented in table 4.
Константы уравнения (3) получены в результате математической обработки экспериментальных данных и представлены в таблице 5.The constants of equation (3) are obtained as a result of mathematical processing of experimental data and are presented in table 5.
Очищенный дымовой газ выбрасывается в рабочую зону полигона захоронения твердых бытовых отходов.The cleaned flue gas is emitted into the working area of the solid waste landfill.
Применение предложенного изобретения позволяет обеспечить экологическую безопасность и повысить экономичность при утилизации биогаза путем очистки отходящих газов при колебании его состава за счет использования предварительной очистки биогаза, а также оценки параметров горения и определения ориентировочного состава выбросов и корректировки расхода сорбентов и реагента в газоочистной системе.The application of the proposed invention allows to ensure environmental safety and increase efficiency in the utilization of biogas by purifying exhaust gases by varying its composition through the use of preliminary purification of biogas, as well as evaluating combustion parameters and determining the approximate composition of emissions and adjusting the consumption of sorbents and reagent in the gas treatment system.
Claims (3)
, где
t - температура дымовых газов в любой точке газоочистного тракта;
c0, c1, c2, c3, c4 - константы уравнения (1);
a0, a1, a2, a3 - константы уравнения (2);
b1, b2, b3, b4 - константы уравнения (3);
Ci - концентрация i-ого загрязняющего вещества в дымовых газах в любой точке газоочистного тракта;
ΔP - разрежение дымовых газов в любой точке газоочистного тракта;
L - расстояние от начала координат до точки определения параметра. 3. The method according to claim 1, in which the approximating regression relationships are as follows:
where
t is the temperature of the flue gases at any point in the gas cleaning tract;
c 0 , c 1 , c 2 , c 3 , c 4 - constants of equation (1);
a 0 , a 1 , a 2 , a 3 - constants of equation (2);
b 1 , b 2 , b 3 , b 4 - constants of equation (3);
Ci is the concentration of the i-th pollutant in the flue gases at any point in the gas treatment path;
ΔP - rarefaction of flue gases at any point in the gas cleaning tract;
L is the distance from the origin to the point of definition of the parameter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012154792/13A RU2521508C1 (en) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | Method of thermal deactivation of biogas of solid domestic waste landfills |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012154792/13A RU2521508C1 (en) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | Method of thermal deactivation of biogas of solid domestic waste landfills |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012154792A RU2012154792A (en) | 2014-06-27 |
RU2521508C1 true RU2521508C1 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=51215779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012154792/13A RU2521508C1 (en) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | Method of thermal deactivation of biogas of solid domestic waste landfills |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2521508C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD2767F1 (en) * | 2004-03-25 | 2005-05-31 | Universitatea De Stat Din Moldova | Process and device for biogas cleaning from sulphureted hydrogen |
RU2286202C1 (en) * | 2005-06-02 | 2006-10-27 | Сергей Владимирович Ланген | Chemisorptive-catalytic system for purification of the biogas |
RU2362636C2 (en) * | 2007-10-12 | 2009-07-27 | Андрей Борисович Адамович | Biothermophotoelectrocatalytic cogeneration plant for ecologically safe utilisation of dumpsite biogas |
UA43780U (en) * | 2009-04-29 | 2009-08-25 | Национальный Авиационный Университет (Нау) | method of decreasing wear and overheating as result of friction of ends of holders and gears of lubricating hydraulic pumps and restoration of operability thereof |
-
2012
- 2012-12-18 RU RU2012154792/13A patent/RU2521508C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD2767F1 (en) * | 2004-03-25 | 2005-05-31 | Universitatea De Stat Din Moldova | Process and device for biogas cleaning from sulphureted hydrogen |
RU2286202C1 (en) * | 2005-06-02 | 2006-10-27 | Сергей Владимирович Ланген | Chemisorptive-catalytic system for purification of the biogas |
RU2362636C2 (en) * | 2007-10-12 | 2009-07-27 | Андрей Борисович Адамович | Biothermophotoelectrocatalytic cogeneration plant for ecologically safe utilisation of dumpsite biogas |
UA43780U (en) * | 2009-04-29 | 2009-08-25 | Национальный Авиационный Университет (Нау) | method of decreasing wear and overheating as result of friction of ends of holders and gears of lubricating hydraulic pumps and restoration of operability thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012154792A (en) | 2014-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2700615B1 (en) | Dual Stream System and Method for Producing Carbon Dioxide | |
US7371357B2 (en) | Process for removal of pollutants | |
RU2558881C2 (en) | Method and system for separation and purification of methane from biogas | |
KR100309437B1 (en) | Stackless waste material renewal process by oxygen enriched gas | |
DE502007006314D1 (en) | Method for removing mercury from combustion exhaust gases | |
NZ511536A (en) | Method for removing oil, petroleum products and/or chemical pollutants from liquid and/or gas and/or surface | |
PL1896160T3 (en) | Method and apparatus for energy reduction in acid gas capture processes | |
CA2995643C (en) | Process for capture of carbon dioxide and desalination | |
CA2856515C (en) | Prevention of nitro-amine formation in carbon dioxide absorption processes | |
CN101053746A (en) | Method for ethylene glycol removing SOx (X=2 or 3) in flue gas | |
WO2004094042A3 (en) | Natural gas dehydrator and system | |
CA2818219C (en) | System and method for processing greenhouse gases | |
JP2020501884A (en) | Separation and simultaneous capture of CO2 and SO2 from flue gas of combustion process | |
CN205095650U (en) | Novel organic waste gas treatment facility | |
RU2521508C1 (en) | Method of thermal deactivation of biogas of solid domestic waste landfills | |
US11904273B2 (en) | Methane and carbon dioxide reduction with integrated direct air capture systems | |
CN105387473A (en) | Purifying treatment system with flue gas combustion chamber | |
CN106150615A (en) | A kind of exhaust gas processing device | |
CN212855243U (en) | Plasma garbage power plant purification treatment system | |
CN108126516A (en) | A kind of plasma combustion technology purifying calcium carbide furnace tail gas process | |
CN106268255A (en) | A kind of yellow phosphorus exhaust gas purification method Han carbon monoxide | |
RU2610601C1 (en) | Method for treatment of waste water produced in manufacture of solid propellant components | |
Sh et al. | TECHNOLOGICAL REVIEW FOR USING POLYACRYLIC MEMBRANES IN FLUE GAS UTILIZATION | |
CN109692559A (en) | A kind of electrical carbon carbonization oil-soot mixture recovery method | |
LT6798B (en) | A method of using bottom ash and slag for cleaning combustion gases |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141219 |