|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Biogás de aterros sanitários. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa Nas últimas décadas, a quantidade de resíduos sólidos urbanos (RSU) aumentou significativamente. Aproximadamente 400 milhões de toneladas de RSU entram na biosfera todos os anos, e esse valor aumenta de 3 a 6% ao ano, o que excede a taxa de aumento da população mundial. Uma quantidade significativa de RSU é composta por resíduos de alimentos, papel, papelão, madeira. Parte das frações orgânicas dos RSU varia de 56% em países desenvolvidos a 62% em países em desenvolvimento. Na prática mundial, existem três formas principais de descartar os resíduos sólidos:
Em alguns países desenvolvidos, especialmente naqueles com alta densidade populacional (Suíça, Japão, etc.), os RSU e até o lodo de esgoto são predominantemente queimados. A incineração de RSU requer o uso de tecnologias complexas e caras para limpar produtos de combustão de metais pesados e gases nocivos. O problema da limpeza dos gases de combustão das dioxinas ainda não foi resolvido em nenhum país. Provavelmente, a compostagem não será usada por muito tempo, pois o problema de limpar o composto de sais de metais pesados, cuja migração para solo fértil é inaceitável, não foi resolvido. Atualmente, em muitos países do mundo, a disposição dos RSU em aterros especiais é considerada a forma mais econômica de descartá-los. A quantidade de resíduos sólidos que é levada para aterros ou aterros é de 45-55% na Holanda, 62-85% nos EUA, 93-96% no Canadá e 97% na Rússia. Extração e utilização de biogás de aterros de resíduos sólidos em diferentes países O biogás é formado em RSU sem acesso ao oxigênio. Sob a ação de bactérias, parte da matéria orgânica se decompõe com a formação de metano (50-70%) e dióxido de carbono (30-50%), mistura que forma biogás, além disso, contém pequenas quantidades de nitrogênio, oxigênio e hidrogênio. O biogás é combustível e tem um alto poder calorífico de mais de 18 MJ/m3. A mais justificada economicamente é a coleta e utilização do biogás em grandes aterros e aterros sanitários, onde estão localizados mais de 1 milhão de toneladas de resíduos, cuja camada supera os 10 m. É desejável que a maior parte dos resíduos tenha uma “idade” de não mais de 10 anos. O território do aterro deve ser recuperado: coberto com uma camada de solo de pelo menos 30-40 cm. O rendimento médio de biogás de tal aterro será de pelo menos 5 m3 por 1 tonelada de RSU ao longo de 20 anos. De grande importância é a proporção de matéria orgânica (resíduos de construção não geram biogás). O potencial total de biogás na UE chega a 9 bilhões de m3/ano, nos EUA - até 13 bilhões de m3/ano. Com o aproveitamento do metano de todos os aterros de RSU dos Estados Unidos, sua quantidade será de 5% do consumo total de gás natural do país. Em 1992, 481 sistemas de coleta de biogás estavam em operação em todo o mundo (175 nos países da UE, 264 na América, 4 na Ásia e na Austrália, e 2 na África). Mas deve-se notar que aproximadamente 25-50% do biogás foi usado para fins comerciais, o restante queimado em flares. O biogás é um dos principais gases de efeito estufa De acordo com o grau de dano ao meio ambiente, o metano é considerado o segundo gás nocivo depois do dióxido de carbono. A concentração de metano na atmosfera está crescendo em cerca de 0,6% ao ano e dobrou nos últimos dois séculos (a concentração de dióxido de carbono está crescendo anualmente em 0,4%). O metano tem uma "vida" mais curta na atmosfera (11 anos), enquanto o dióxido de carbono tem 120 anos. Portanto, a estabilização ou redução das emissões de metano na atmosfera levará a uma rápida mudança climática positiva. A liberação global de metano na atmosfera é um fator importante na mudança climática. Nos Estados Unidos, foi promulgada uma lei que obriga todos os aterros de resíduos sólidos, sem exceção, a serem equipados com sistemas de extração e aproveitamento de biogás. Em 1987, foi determinado que a emissão total de metano dos aterros da Terra é de 30 a 70 milhões de toneladas por ano, ou 6 a 18% de sua emissão total na atmosfera. O grupo de especialistas da Comissão Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas incluiu o metano de aterro sanitário na lista dos principais gases de efeito estufa do mundo. A propagação do biogás no meio ambiente provoca uma cadeia de fenômenos negativos. Seu acúmulo pode criar condições de risco de explosão e incêndio em casas e estruturas localizadas próximas a depósitos de lixo sólido. A acumulação de biogás num espaço fechado também é perigosa do ponto de vista toxicológico. Muitos casos de envenenamento foram registrados durante a manutenção de comunicações de engenharia profunda. O biogás também tem um efeito prejudicial na camada vegetal ("sufocando" o sistema radicular). Tudo isso indica a necessidade de combater suas emissões na atmosfera. O principal método pelo qual isso pode ser feito é a coleta e utilização do biogás. Tecnologias para a coleta/produção de biogás em aterros sanitários O sistema de coleta de biogás mais comum consiste em uma rede de poços verticais conectados por tubos horizontais. No meio de um poço vertical com diâmetro de 0,6-1,2 m, é instalado um tubo de plástico com diâmetro de 12-25 cm, perfurado com furos de 3-6 mm de diâmetro. A profundidade do poço é de pelo menos 7 m e corresponde a 50-90% da espessura da camada de RSU. O volume do poço ao redor do tubo de plástico perfurado é preenchido com cascalho ou seixos. A parte superior do poço (aproximadamente 0,5 m da borda superior) é compactada com concreto ou argila para eliminar o lançamento de biogás na atmosfera. O alcance de um poço é em média de 30 a 35 m, sendo que o número médio de poços é de 2,5 por 1 hectare de aterro. A construção de um sistema de drenagem de gás pode ser realizada tanto ao longo do aterro após o término de sua operação, quanto em áreas separadas à medida que ele é preenchido. A figura mostra um diagrama esquemático da produção, coleta e utilização do biogás. Tecnologias de aproveitamento/uso do biogás Existem duas formas principais de usar o biogás: usando-o para gerar calor no local de produção e gerando eletricidade e vendendo-a à rede. O uso direto do biogás em um raio de 3 km do aterro é geralmente a forma mais econômica de usá-lo. O gás pode ser usado como combustível para caldeiras na rede de aquecimento urbano, vários consumidores industriais (produção de cimento, produção de vidro, secagem de tijolos). Se os consumidores estiverem a mais de 3 km, a lucratividade cai. Estudo de viabilidade e perspectivas para o desenvolvimento de tecnologias para produção e uso de biogás na Ucrânia Só as cidades da Ucrânia geram cerca de 40 milhões de m3/ano de RSU. Mais de 90% desse montante é coletado e encaminhado para 655 aterros sanitários localizados a 10-20 km das cidades. Mais de 500 aterros sanitários na Ucrânia não possuem meios básicos de proteção contra a poluição das águas subterrâneas e do ar. Cerca de 140 aterros sanitários são aterros de RSU que podem ser considerados aptos para a extração e aproveitamento do biogás. Dos 140 aterros sanitários, 90 são muito grandes e contêm 30% de todos os resíduos sólidos da Ucrânia. São esses aterros que são os mais lucrativos para a produção de gás. A implantação de um sistema de coleta e aproveitamento do biogás nesses 90 aterros resultará na redução das emissões de dióxido de carbono em 3,26 milhões de toneladas por ano. Com tarifas bastante baixas de eletricidade no mercado doméstico da Ucrânia, é mais econômico usar o biogás para as necessidades de empresas industriais localizadas perto de aterros sanitários. Se isso não for possível, é racional gerar eletricidade na rede. Nesse caso, podem ser usadas usinas baseadas em motores de combustão interna de fabricação ucraniana com capacidade de 1 e 1,6 MW (GP Plant em homenagem a Malyshev, Kharkov) ou 0,40,8 MW (Pervomaiskdizelmash, Pervomaisk). A tabela mostra um estudo de viabilidade para o projeto de extração e uso de biogás para geração de eletricidade no aterro de Lugansk, onde estão localizadas 1,6 milhão de toneladas de resíduos sólidos. São consideradas duas variantes de equipamentos para uma miniusina de biogás de 2 MW com motores fabricados pela Pervomaiskdieselmash e motores Caterpillar fabricados nos Estados Unidos. Os cálculos usaram parâmetros como o rendimento anual de biogás de 5 m3/t de resíduos e a vida útil da planta - 20 anos.
O custo da eletricidade em ambos os casos é menor do que o custo da eletricidade no atacado na Ucrânia (US$ 0,021 por 1 kWh). Os cálculos econômicos acima não levam em conta o potencial de “venda” das emissões de carbono reduzidas por este projeto. A quantidade de emissões reduzidas de gases de efeito estufa será "comprada" a um preço de 4,5 a 9 euros por tonelada. Devido a isso, o desempenho econômico de projetos de bioenergia pode melhorar significativamente. O primeiro passo para a disseminação de tecnologias para produção e uso de biogás na Ucrânia é a implementação de pelo menos um projeto de demonstração, cujo objetivo é mostrar as capacidades técnicas, viabilidade econômica e tecnológica do uso de tais tecnologias. Conclusões: 1. Atualmente, a disposição de resíduos sólidos em aterros e aterros sanitários continua sendo o principal método de neutralização na maioria dos países do mundo. 2. A emissão de metano em aterros é estimada em 6-18% de suas emissões totais para a atmosfera. A maneira mais eficaz de reduzir as emissões de metano é capturá-lo e usá-lo. 3. O potencial energético do biogás na maioria dos países é de cerca de 1% do consumo de energia. 4. Na maioria dos países, a produção e uso de biogás está aumentando. 5. Projetos de extração e aproveitamento de biogás são bastante econômicos, principalmente se houver nas proximidades um consumidor de gás industrial. 6. A introdução de tecnologias para extração e uso de biogás é muito promissora na Ucrânia, tanto do ponto de vista ambiental quanto econômico. 7. Faz sentido financiar pelo menos um projeto de demonstração para a produção e uso de biogás na Ucrânia com o orçamento do estado ou o orçamento do Ministério da Ecologia. Autores: G. Geletukha, K. Kopeikin, Instituto de Física Térmica Técnica da Academia Nacional de Ciências da Ucrânia, Centro Científico e Técnico "Biomassa"
Couro artificial para emulação de toque
15.04.2024 Areia para gatos Petgugu Global
15.04.2024 A atratividade de homens atenciosos
14.04.2024
▪ Tablet Ingenic com Android 4.0 por US$ 120
▪ seção do site Experimentos em química. Seleção de artigos ▪ Artigo de Vintika. expressão popular ▪ artigo Onde os sapos rhobatrachus se desenvolvem e de onde eles vêm? Resposta detalhada ▪ Artigo Tamarillo. Lendas, cultivo, métodos de aplicação ▪ artigo Partida complicada. Segredo do Foco
Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site
www.diagrama.com.ua |
Veja outros artigos seção 
Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:
Todos os idiomas desta página