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圾填埋场中的有机废弃物会经重型设备碾压覆盖,形成厌氧环境。厌氧环境下会发生无氧参与的生物降解反应,使有机物质逐步分解。HOFFMAN & LAMSON 鼓风机负责抽取厌氧消化过程中产生的副产物气体。具体流程为:通过一套穿孔管路系统施加负压,实现对填埋气的可控抽取。

该填埋气的主要成分为50%–70%的甲烷(CH₄)与25%–50%的二氧化碳(CO₂),兼具危险性与潜在利用价值。若填埋气长期滞留于填埋场内,可能引发爆炸事故;若直接泄漏至大气中,其中含有的挥发性有机化合物(VOC)等有害气体,会加剧雾霾污染。

美国的垃圾填埋场需对向大气排放的非甲烷有机化合物总量进行核算。当此类物质年排放量超过50吨时,填埋场必须对填埋气进行收集与净化处理,脱除其中的非甲烷有机化合物。在多数情况下,收集到的甲烷气体会被焚烧或火炬燃烧处理,该过程需借助真空发生装置与压缩机,将填埋气从地下抽取出来并输送至火炬燃烧系统。

HOFFMAN & LAMSON 鼓风机及真空设备是填埋气抽采的理想解决方案,其设计可满足填埋气火炬燃烧系统所需的典型压力与流量要求。

若具备经济可行性,可将填埋气提纯至管道输送标准,即成为可再生天然气生物甲烷气。提纯后的气体可接入天然气管网实现混合输送,也可用于水或空气加热,或是为部分工业生产流程提供热源。经压缩处理后,生物甲烷气还可作为内燃机车辆或燃料电池车辆的动力燃料。

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HOFFMAN & LAMSON 为填埋气应用场景提供耐用且经济的鼓风机/抽风机产品。这类填埋气处理解决方案兼具可靠性与安全性,且维护需求低,具体优势如下:

  • 重型铸铁结构
  • 酚醛树脂烘烤涂层,确保设备在严苛环境下长期稳定运行转子组件经动平衡处理
  • 依托超115年的工程技术积淀
  • 可选配不锈钢材质,防止硫化氢腐蚀
  • MAX轴封:升级机械轴封,实现近乎零泄漏

Hoffman & Lamson为北美某污水处理厂设计沼气增压系统Hoffman & Lamson团队面临一项技术攻关任务——设计一套气体净化与转化系统,为热电联产(CHP)装置提供合格气源。

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下载案例研究

HOFFMAN & LAMSON 填埋气专用鼓风机/抽风机具备灵活的运行特性,无论是否配备变频驱动(VFD),均可实现变流量调节功能,这对于维持气体燃烧所需的稳定流量至关重要。不仅如此,凭借定制化的结构设计,该系列鼓风机/抽风机运行效率优异,能够帮助用户实现能耗与成本的双重节约。

此外,由于设备未设置易损部件,HOFFMAN & LAMSON 鼓风机/抽风机近乎可实现免维护运行;不过仍建议用户开展定期预防性维护工作,相关维护可在现场完成,且仅需占用极短的设备停机时间。

 

填埋气应用场景中鼓风机/抽风机的常用性能参数

进口流量:100–10,000 CFM(170–16,900 m³/h)

总压差:0.5–26 psig(0.03–1.8 bar g)

真空度范围:1–19 inHg(35–640 mbar)

设备材质:铸铁机身,配碳钢主轴及铝合金叶轮

 

填埋气处理工艺及应用

填埋气的生成始于有机废弃物的降解过程,其常见应用包括填埋气收集后火炬燃烧处理,以及填埋气资源化能源利用。

 

降解过程

垃圾填埋场中的有机废弃物经重型设备碾压覆盖后,会启动降解反应。整个降解过程分为四个阶段:

  • 好氧细菌在消耗氧气的同时分解有机物,该阶段的主要副产物为CO₂。
  • 氧气耗尽后,厌氧反应启动,有机物转化为有机酸,进而生成乙酸。在此阶段,产甲烷菌开始大量繁殖。
  • 厌氧细菌进一步分解第二阶段产生的有机酸并生成乙酸,产甲烷菌的活性在此阶段持续增强。
  • 当填埋气的成分与产气速率均趋于稳定时,降解反应进入第四阶段。此阶段产出的填埋气,按体积占比计算通常包含45%–60%的甲烷、40%–60%的CO₂,以及2%–9%的硫化物等其他气体。该阶段的稳定产气状态可持续约20年。
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填埋气收集与火炬燃烧处理

垃圾填埋场厌氧反应产生的甲烷气体必须进行导出排放,以防止爆炸事故发生。这类气体通常会通过火炬燃烧的方式实现安全处置。

新建填埋场的场地需经过精细处理:铺设由黏土、沙子和防渗膜构成的垫层,防止渗滤液渗入地下水。之后逐层填埋垃圾,经机械压实后,再覆盖一层土壤。

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如此反复逐层填埋垃圾、覆盖土壤,直至该填埋单元被判定为填满。随后,填埋区表面会依次覆盖低渗透性专用土壤、高密度聚乙烯(HDPE)防渗膜、普通土层及植被层。

施工人员会在填埋场内钻孔,并通过布设的管路收集具有潜在危险性的甲烷气体。排气管的布设数量需综合多种因素确定,包括废弃物降解速率、气候条件、填埋层厚度及层数等。多级离心鼓风机/抽风机通过施加负压,将主要成分为甲烷与二氧化碳的混合气体抽出填埋场,并输送至填埋气火炬燃烧装置进行处理。

该工艺可配置一台或多台多级离心鼓风机/抽风机。单台鼓风机/抽风机可连接20至50根排气管,但此类管路系统在设计时必须保证负压分布均匀。若采用多台鼓风机/抽风机并联运行,则可有效规避这一技术难点。

填埋气能源化利用

垃圾填埋场厌氧反应产生的甲烷气体必须导出排放,以防止爆炸事故发生。这类气体具备一定利用价值,因此常会被收集回收。

若具备经济可行性,可将填埋气提纯至管道输送标准,转化为可再生天然气生物甲烷气。提纯后的气体可接入天然气管网,与天然气混合输送。此外,生物甲烷气还可用于水或空气加热,或是为部分工业生产流程提供热源。经压缩处理后,生物甲烷气还能作为内燃机车辆或燃料电池车辆的动力燃料。

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填埋气鼓风机/抽风机将甲烷与二氧化碳的混合气体输送出去后,气体被导入第二台鼓风机/抽风机,随后进入硫化氢脱除装置、干燥器和洗涤塔,进行气体净化处理。此时可将食品级二氧化碳从甲烷中分离出来。同时,气体中微量的硅氧烷杂质也会被脱除——这类杂质会对燃烧过程产生不利影响。经压缩后的甲烷属于挥发性气体,可能需要通过后置冷却器进行降温处理。净化后的甲烷气体被送入储存容器,既可以直接用于生产流程,也能够接入天然气管网。

 

值得信赖的行业专家

所有设备在送达客户或终端用户之前均会完成检测,以此确保产品品质优良,避免设备运行期间出现停机故障。这一举措也巩固了 Hoffman & Lamson 的市场声誉,使其始终保持定制化工程解决方案领域的全球领先地位,同时能够高效、经济地生产高品质产品。目前,全球范围内投入运行的 HOFFMAN & LAMSON 多级离心鼓风机/抽风机已逾10万台。

 

值得信赖的行业专家

所有设备在送达客户或终端用户之前均会完成检测,以此确保产品品质优良,避免设备运行期间出现停机故障。这一举措也巩固了 Hoffman & Lamson 的市场声誉,使其始终保持定制化工程解决方案领域的全球领先地位,同时能够高效、经济地生产高品质产品。目前,全球范围内投入运行的 HOFFMAN & LAMSON 多级离心鼓风机/抽风机已逾10万台。