[發(fā)明專利]垃圾填埋氣脫臭提純制備壓縮天然氣工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910083847.X
• 申請(qǐng)日: 2009-05-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101544920A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙昱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 趙昱
• 主分類號(hào): C10L3/08
• 分類號(hào): C10L3/08
• 代理公司: 北京太兆天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 黃啟行

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及垃圾填埋氣化學(xué)法凈化生產(chǎn)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及利用催化劑 和脫臭液去除惡臭有害氣體成分將垃圾填埋氣轉(zhuǎn)化為清潔高效能源——壓 縮天然氣的工藝。

技術(shù)背景

填埋場(chǎng)中垃圾含有的有機(jī)物在厭氧發(fā)酵過(guò)程中降解，會(huì)產(chǎn)生大量的垃圾 填埋氣(LFG)，除了主要組分CH₄、CO₂等以外，其它已被檢測(cè)出的物質(zhì)有140 種以上。這些填埋氣無(wú)控制的遷移和聚積，會(huì)產(chǎn)生二次污染，引發(fā)燃燒爆炸 事故。此外，LFG又是一類溫室氣體，它對(duì)大氣臭氧層有破壞作用，資料表 明，CH₄產(chǎn)生的溫室效應(yīng)比當(dāng)量體積的CO₂高20倍以上。填埋氣經(jīng)過(guò)凈化， 除去惰性組分和有害污染物后，其主要成分甲烷又是一種清潔能源，全國(guó)每 年垃圾填埋氣中伴生CH₄相當(dāng)于2800萬(wàn)戶居民全年的用氣量。此外，垃圾填 埋氣無(wú)處理的排放不僅造成環(huán)境污染和巨大的能源浪費(fèi)，其中惡臭氣體也嚴(yán) 重惡化了周邊居民的基本生活條件和品質(zhì)，極大的傷害了周邊居民的身體健 康。

2006年我國(guó)城市生活垃圾的產(chǎn)生量已達(dá)到1.56億噸，并且連年增長(zhǎng)。 如何管理、處理好如此大量的垃圾，是一個(gè)棘手的問(wèn)題。因此，我國(guó)對(duì)垃圾 填埋氣的回收和利用具有雙重意義，一方面是保護(hù)環(huán)境、履行國(guó)際公約、滿 足減排溫室氣體的需要；另一方面是回收利用能源，這在能源日益緊張、大 力提倡節(jié)約型社會(huì)的今日顯得尤為重要。目前，我國(guó)80％以上的城市生活垃 圾都是采用填埋處理，并且衛(wèi)生填埋將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)作為城市生活垃圾 處理的主要方式和最終手段，因此垃圾填埋氣的回收利用具有廣闊的前景。

一、垃圾填埋氣的成分

LFG的成分復(fù)雜，并隨著垃圾的穩(wěn)定化進(jìn)程、壓實(shí)程度、垃圾的組成和 特性、填埋地區(qū)水文地質(zhì)、填埋方式等因素而變化。填埋氣的典型組成如表 1所示。

表1垃圾填埋氣的典型組成

垃圾填埋氣中的惡臭氣體成分是由于垃圾中含有大量的蛋白質(zhì)和脂肪， 在厭氧分解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多種惡臭物質(zhì)，惡臭氣體按其組成可分成5類：1、 含硫化合物，如H₂S、SO₂、硫醇、硫醚等；2、含氮化合物，如氨氣、胺類、 酰胺、吲哚等；3、鹵素及衍生物，如氯氣、鹵代烴等；4、烴類及芳香烴； 5、含氧有機(jī)物，如醇、酚、醛、酮、有機(jī)酸等。

由表1可知，L?FG中含量較高的惰性組分CO₂和N₂會(huì)降低其作為燃料 的熱值、增加集輸費(fèi)用；在燃燒過(guò)程中，L?FG中的H₂S、H₂O和鹵化物會(huì)形 成腐蝕性酸，如H₂SO₄、HCl等；硅氧烷在高溫下能轉(zhuǎn)化為氧化硅，這種白色 的粉末會(huì)堵塞或損害設(shè)備；其它有害的微量物質(zhì)，如烴類、硫醇類、和揮發(fā) 性有機(jī)物(VOCs)等，也會(huì)對(duì)LFG的燃燒特性造成不利影響。因此，利用之 前，應(yīng)進(jìn)行濃縮與凈化處理，以除去其中的惰性組分和有害氣體。

二、填埋氣的凈化工藝

目前垃圾填埋氣的凈化技術(shù)主要包括溶劑吸收、生物凈化、吸附分離和 膜分離，但這幾項(xiàng)技術(shù)都存在一定局限性：

1、溶劑吸收

(1)活化熱鉀堿法

活化熱鉀堿法是在熱碳酸鉀溶液中添加一定量的活化劑，如硼酸、二乙 醇胺、氨基乙酸等，加快碳酸鉀與CO₂的反應(yīng)速度，并降低堿液面上CO₂平衡 分壓，從而提高CO₂與H₂S的吸收速度和氣體凈化度。

近年來(lái)，為適應(yīng)填埋氣的凈化需要，國(guó)外在活化熱鉀堿法的基礎(chǔ)上，通 過(guò)對(duì)活化劑的改進(jìn)，推出了無(wú)腐蝕、低能耗的新工藝，如G-V法、Benfield 法、Catacarb法、Flexsorb法等。

(2)烷基醇胺法

烷基醇胺是堿性有機(jī)胺化合物，其分子結(jié)構(gòu)中至少有一個(gè)羥基和一個(gè)胺 基，羥基的作用是降低分壓和增大水溶性，胺基的作用是使水溶液呈堿性， 因而能夠吸收酸性氣體。自1930年烷基醇胺法脫硫脫CO₂在工業(yè)上應(yīng)用以 來(lái)，曾使用的烷基醇胺有：MEA、DEA、TEA、DIPA、MDEA等。

(3)物理-化學(xué)吸收法