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關(guān)于城市生活垃圾填埋場(chǎng)沼氣發(fā)電技術(shù)的探討

文檔作者：史春霞劉敏		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年11月07日
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關(guān)于城市生活垃圾填埋場(chǎng)沼氣發(fā)電技術(shù)的探討
一史春霞。劉敏一河南新鄭451100
摘要：隨著城市人口增多，生活垃圾的數(shù)量也逐漸增加，如何對(duì)這些垃圾進(jìn)行
處理成為人們首要面對(duì)的問(wèn)題。在我國(guó)，每日的垃圾生產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了
一個(gè)十分危險(xiǎn)的數(shù)字，大量的垃圾堆積會(huì)減少人們有限的生存空間，且
會(huì)對(duì)周圍的土地造成影響，危害生態(tài)環(huán)境。本文就生活垃圾填埋場(chǎng)沼氣
發(fā)電的可行性進(jìn)行分析，從沼氣發(fā)電的條件和技術(shù)要求開(kāi)始，考慮其所
用人力以及能夠帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。調(diào)查我國(guó)城市生活垃圾
的現(xiàn)狀，了解沼氣發(fā)電的原理與優(yōu)勢(shì)，也提醒相關(guān)從業(yè)人員要加強(qiáng)技術(shù)
研究，處理好垃圾填埋場(chǎng)沼氣發(fā)電存在的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：生活垃圾填埋沼氣發(fā)電
生活垃圾就是人們?cè)谏钪兴a(chǎn)生的廢物，包括固體或液體等多
種形態(tài)。人們自己難以進(jìn)行分解，而且若以焚燒的方法，很容易產(chǎn)生多
種有害氣體。所以，只能將其進(jìn)行填埋，形成垃圾填埋場(chǎng)，而垃圾的數(shù)
量越來(lái)越多，填埋場(chǎng)也要采取相關(guān)措施，處理過(guò)大的垃圾。沼氣發(fā)電就
是一種有效的方式，不但處理了多余的廢物，還生成了有利能源，再供
給人們生活。從目前來(lái)看，處理城市生活垃圾的主要方式是進(jìn)行填埋。
處理垃圾的數(shù)量已達(dá)85％以上，且如果不科學(xué)的治理填埋場(chǎng)釋放的沼
氣，那么人們的生活環(huán)境和身體也受到影響。
1 生活垃圾的處理
我國(guó)對(duì)城市生活垃圾的處理并不十分先進(jìn)，而且并沒(méi)有系統(tǒng)的對(duì)
生活垃圾的成分進(jìn)行研究，這種研究也特別復(fù)雜，要考慮到當(dāng)?shù)氐沫h(huán)
境、天氣、時(shí)節(jié)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等多個(gè)方面。所以，生活垃圾處理方
式的發(fā)展十分緩慢，根據(jù)不同國(guó)家和時(shí)期，現(xiàn)具體有三種處理方法比較
突出。
1．1燃燒的方法
如果使用這種方法對(duì)垃圾進(jìn)行處理，必須要先將垃圾進(jìn)行分類，將
會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的垃圾分開(kāi)，以防產(chǎn)生爆炸。但是我國(guó)并沒(méi)有采取燃
燒法，因?yàn)閷?duì)技術(shù)上的要求很高，并需要大量資金，只有一些實(shí)力雄厚
的國(guó)家會(huì)使用。
燃燒法的優(yōu)勢(shì)在于：能很好的減小垃圾的占地面積和重量、運(yùn)用燃
燒破壞垃圾中的有毒結(jié)構(gòu)，更有力與之后的處理；通過(guò)燃燒，使最終毒
氣釋放的可能性減小；還能對(duì)燃燒產(chǎn)生的熱能進(jìn)行利用；燃燒的缺點(diǎn)
有：需要大量資金；要有高技術(shù)；會(huì)產(chǎn)生污染物；燃燒生成的爐灰的污染
性也十分高。
1．2堆肥的方法
這種方式是存在最久的垃圾處理方法，主要的原因是價(jià)格便宜，并
已被大部分國(guó)家使用和推廣。堆肥處理的主要方法是將垃圾中的一部
分成分，轉(zhuǎn)化成對(duì)土地有利額物質(zhì)，進(jìn)而防止污染環(huán)境。而且堆肥的操
作簡(jiǎn)單，幾乎沒(méi)有投資和技術(shù)上的要求，使其受到了很多家庭的運(yùn)用和
好評(píng)。
缺點(diǎn)是無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模處理，處理限定較多，無(wú)法變成主要的處理
方法進(jìn)行使用。
1．3土地填埋的方法
土地填埋是被采用最多的生活垃圾處理方式，其主要原理是將收
集的垃圾直接埋人土壤中，在進(jìn)行處理。這種方式在發(fā)展中國(guó)家被廣
泛運(yùn)用，但由于其處理方式簡(jiǎn)單，運(yùn)用面廣，因此對(duì)生態(tài)環(huán)境有著巨大
傷害。所以采用沼氣發(fā)電的方式對(duì)土地填埋法的產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行處理
顯得十分重要。
2沼氣發(fā)電的能力和流程
2．1 沼氣發(fā)電技術(shù)原理
沼氣一種混合氣體，主要由甲烷和二氧化碳組成，二氧化碳占成分
的三分之一，甲烷則是他的二倍，所以甲烷是沼氣主要成分，可以進(jìn)行
燃燒，然后形成二氧化碳和誰(shuí)，并嘗試熱能。但是如在密閉條件下，甲
烷很容易產(chǎn)生爆炸，所以在對(duì)沼氣發(fā)電裝置進(jìn)行設(shè)置時(shí)，務(wù)必選擇一個(gè)
合理的位置，杜絕危險(xiǎn)的發(fā)生。
沼氣發(fā)電主要讓燃燒沼氣產(chǎn)生的熱能作用于轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備而變成機(jī)械
能，在通過(guò)發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)化成電能。通常情況下，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)下，每
m3的沼氣可產(chǎn)生23—27rIlJ的熱量，能讓1000瓦的內(nèi)燃機(jī)工作一個(gè)半
小時(shí)，發(fā)電1．25千瓦時(shí)，約等于650克汽油或830克煤的燃燒效果。
沼氣技術(shù)的進(jìn)步，可以使生活垃圾填埋場(chǎng)得到更好的處置，并日益
完善。
2．2沼氣發(fā)電的設(shè)備和能力
將沼氣用于發(fā)電機(jī)上，是最有效利用沼氣的方式。目前主要有內(nèi)
燃機(jī)和汽輪機(jī)兩種設(shè)備，也有很多科研機(jī)構(gòu)，為了提高電能的轉(zhuǎn)化率，
對(duì)這兩種設(shè)備進(jìn)行了很多改進(jìn)工作。
現(xiàn)以北京某地垃圾填埋場(chǎng)為例(以下都稱之為A地)，該填埋場(chǎng)的
可以為470KM2的面積服務(wù)，用戶人數(shù)有160萬(wàn)人。這所垃圾填埋場(chǎng)占
地約為50KM2，其中辦公區(qū)域約為14KM2，填埋區(qū)域?yàn)?6KM2。
根據(jù)A地垃圾填埋場(chǎng)沼氣的產(chǎn)生量，發(fā)電廠的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為5
臺(tái)裝機(jī)容量為2000kW的“道依茨”發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為10KW。如
果按實(shí)際裝機(jī)容量滿負(fù)荷運(yùn)行，該電廠生產(chǎn)能力為每天發(fā)電24萬(wàn)千瓦
時(shí)，其中預(yù)留5％電廠自用，還有22．8萬(wàn)千瓦時(shí)電量可以并網(wǎng)。這些電
由北京市供電局以O(shè)．55千瓦時(shí)的價(jià)格收購(gòu)。但在填埋場(chǎng)的填埋前期
及后期，沼氣氣源不足，實(shí)際發(fā)電量則可能低于理論計(jì)算值。
3沼氣發(fā)電的優(yōu)勢(shì)
3．1生態(tài)環(huán)境效益
沼氣是一種無(wú)色、無(wú)味且易燃的氣體，將其收集、凈化并燃燒進(jìn)行
發(fā)電，一方面減少了其擴(kuò)散對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境和居民身體健康的影響，另
一方面減少了溫室氣體的排放，對(duì)北京市的可持續(xù)發(fā)展做111了重大的
貢獻(xiàn)。A地垃圾填埋場(chǎng)沼氣發(fā)電廠每臺(tái)發(fā)電機(jī)組年耗氣量為8．67×
106m3，預(yù)計(jì)5臺(tái)發(fā)電機(jī)組均正常運(yùn)行，則年耗氣量為4．38×107m3，其
中CH。的含量為55％，由此可以計(jì)算出利用填埋氣體發(fā)電后相當(dāng)于可
減少C02的排放量為3．0×10 7m3。
3．2經(jīng)濟(jì)效益
城市生活垃圾填埋場(chǎng)沼氣發(fā)電不僅可以減少溫室氣體的排放，保
護(hù)了生態(tài)環(huán)境，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益，A地垃圾填埋場(chǎng)沼氣發(fā)
電廠預(yù)計(jì)每年上網(wǎng)發(fā)電量為6480萬(wàn)kwh，按0．55：Vv／kWh計(jì)算，年
可獲效益4200萬(wàn)元，扣除相應(yīng)費(fèi)用及稅金后可實(shí)現(xiàn)凈收入為1905萬(wàn)
元。
4沼氣發(fā)電的問(wèn)題與解決方法
城市生活垃圾越來(lái)越多，垃圾填埋場(chǎng)的沼氣發(fā)電以廢物利用的方
式，不僅讓溫室氣體的排放量減小，還帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但是在
這個(gè)過(guò)程中，垃圾填埋場(chǎng)的液體較多，水位較高，沼氣釋放受到影響，發(fā)
電的效果也會(huì)變小。
垃圾的成分會(huì)影響沼氣產(chǎn)生的數(shù)量和速度，而我國(guó)并沒(méi)有對(duì)生活
垃圾的成分做出分析，并且與其他國(guó)家的垃圾成分區(qū)別加大，所以完全
模擬國(guó)外的沼氣生產(chǎn)模型可能會(huì)有一定誤差，以此，還需要相關(guān)部門能
夠盡快建立符合我國(guó)垃圾特性的沼氣生產(chǎn)量估算方法和相關(guān)數(shù)據(jù)。
在發(fā)電技術(shù)方面，希望相關(guān)部門能夠加強(qiáng)垃圾填埋場(chǎng)的沼氣產(chǎn)出
效率進(jìn)行優(yōu)化，并深入研究和開(kāi)發(fā)，加快這項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)的推廣。
5結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)城市化進(jìn)程在不斷推進(jìn)，城市人口的增加帶來(lái)的是生活垃圾
數(shù)量的不斷加大，垃圾填埋場(chǎng)發(fā)電技術(shù)的推廣，不僅使城市增加了電力
資源，還帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)效益，沼氣發(fā)電技術(shù)就顯得至關(guān)重要。同
時(shí)，這種技術(shù)也存在著不足，例如相應(yīng)條件還不夠完善，流程上照搬國(guó)
外沒(méi)有創(chuàng)新，都限制著沼氣發(fā)電技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。(下轉(zhuǎn)第223頁(yè))
·221-
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
水泵過(guò)熱保護(hù)器
■李紅華一江西省人防工程維護(hù)管理中心，江西南昌330046
摘要：介紹一種水泵運(yùn)轉(zhuǎn)抽空時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行的保護(hù)電路。
關(guān)鍵詞：水泵過(guò)熱保護(hù)
隨著城市地下空間發(fā)展，地下排水泵的使用數(shù)量13益增多，許多地
下排水泵都是自動(dòng)控制。但是在使用過(guò)程中，水泵一旦出現(xiàn)底閥漏水
或水泵漏氣故障，會(huì)抽不出水空轉(zhuǎn)，時(shí)間一長(zhǎng)，水泵蝸殼發(fā)熱，即影響水
泵使用壽命，還浪費(fèi)電力。針對(duì)這一問(wèn)題設(shè)計(jì)的加裝水泵過(guò)熱保護(hù)電
路，經(jīng)實(shí)際使用證明效果較好。
1電路工作原理
該水泵電動(dòng)機(jī)控制電路由電源電路、溫度檢測(cè)電路、控制電路和報(bào)
警電路組成，電路圖見(jiàn)下。
電源電路由電源變壓器T、整流二極管VDl一VIM、濾波電容C1、
c2和三端穩(wěn)壓集成電路Ic組成。交流220V電壓經(jīng)變壓器T降壓后，
經(jīng)VDl一VIM橋式整流，經(jīng)濾波電容Cl濾波和Ic穩(wěn)壓后，產(chǎn)生直流
12V電壓，作為溫度檢測(cè)控制電路和報(bào)警電路的工作電壓。
溫度檢測(cè)控制電路由Rt、Rp、R1、VD5、VD6、V和繼電器K1、慰組
成。當(dāng)水泵在運(yùn)行時(shí)，水泵一旦出現(xiàn)底閥漏水或水泵漏氣故障，水泵抽
不出水，水泵蝸殼發(fā)熱，當(dāng)溫度升高超過(guò)500c時(shí)，熱敏電阻Rt阻值迅
速減少，繼電器驅(qū)動(dòng)三極管V導(dǎo)通，繼電器K1線圈得電，繼電器K1常
開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使繼電器l(2接通電源，繼電器配常開(kāi)觸點(diǎn)閉合自鎖，使
l(2持續(xù)保持接通電源，繼電器l(2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器KM線圈失
電，接觸器KM觸頭釋放，電動(dòng)機(jī)斷電停止轉(zhuǎn)動(dòng)，水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
報(bào)警電路由HA、HL組成。在報(bào)警電路中，由于繼電器l(2常開(kāi)觸
點(diǎn)閉合，I(2線圈自保，報(bào)警器電鈴HA響鈴，報(bào)警指示燈HL亮。當(dāng)水
泵故障排除后，按動(dòng)復(fù)位按鈕s后，解除報(bào)警，使水泵自動(dòng)恢復(fù)正常工
作。
2安裝調(diào)試
裝好電路后，將熱敏電阻放到50。c溫度中，調(diào)整Rp的阻值，使繼
電器動(dòng)作，調(diào)整后要作一次電壓降低50％實(shí)驗(yàn)，這時(shí)繼電器應(yīng)仍能動(dòng)
作，最后，在水泵蝸殼上用砂紙打磨表面，把蝸殼上油漆或銹跡除去，讓
熱敏電阻能充分與蝸殼外表接觸，再用萬(wàn)能膠水把熱敏電阻Rt粘在蝸
殼上。
3元器件選擇
Rt為MF52熱敏電阻器，阻值為IOKI]，Rp選用20K，選用小型合
成膜電位器；R選用I／4W碳膜電阻器；C1選用耐壓值為25V的鋁電解
電容器；C2選用耐壓值為16V的鋁電解電容器。VDI～VD6均選用
IN4007型硅整流二極管。V選用$9013型NPN晶體管。Ic選用
LM7812型三端穩(wěn)壓集成電路。K選用12V直流繼電器。T選用功率
為3～5VA的14V電源變壓器。FU2、FU3選用lA。Q、KM、SBl、SB2、
FUl、和FR根據(jù)電動(dòng)機(jī)M的額定功率合理選擇。
。-4--’—+-—+一。■一—+一。+。+。+。+一+—+．一+一+一+-+—十_一+_-+一+一+一+-+一+_—+-一+一+_葉一+-+—+．一+一．+—+一+一+一+一+一+一+一+．+．+-+．
(上接第221頁(yè))希望國(guó)家和相關(guān)部門引起重視，使城市生活垃圾變廢
為寶。
參考文獻(xiàn)
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(上接第222頁(yè))
6結(jié)束語(yǔ)
建筑物智能要求的提高勢(shì)必導(dǎo)致電氣設(shè)備系統(tǒng)逐漸完善，對(duì)其安
裝施工提出了更高更難的要求。根據(jù)建筑電氣設(shè)備工程的新特點(diǎn)，嚴(yán)
格按規(guī)范和施工工藝要求進(jìn)行安裝與維護(hù)，可以確保系統(tǒng)開(kāi)通和運(yùn)行，
充分發(fā)揮建筑電氣設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行效果，并取得相應(yīng)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效
益。
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