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直到 2035 年，位于 Schoteroog 的舊垃圾填埋場(chǎng)為綠色天然氣廠都能夠提供足夠的垃圾填埋氣，每小時(shí)可以接收 280 立方米氣體，并相應(yīng)地生成 190 立方米的天然氣。這可以滿足 500 戶家庭所需的天然氣量

1 引言

荷蘭Gas treatment Services（GtS）工程公司主營(yíng)業(yè)務(wù)是設(shè)計(jì)和實(shí)施沼氣氣體處理系統(tǒng)以及沼氣的輸送。由GtS研發(fā)的Gastreatment Power Package?可以用于將垃圾填埋場(chǎng)、廢水處理廠或農(nóng)場(chǎng)的沼氣轉(zhuǎn)換為天然氣氣質(zhì)的燃料。沼氣可以用來(lái)為機(jī)器或汽車供電，或作為環(huán)保的家用型能源。2012年12月1日，GtS在荷蘭位于近哈勒姆的Schoteroog前垃圾填埋場(chǎng)的第一臺(tái)“綠色”天然氣設(shè)備投入運(yùn)營(yíng)。

“我們已經(jīng)在全球建造了四臺(tái)這樣的設(shè)備，但位于近哈勒姆的Schoteroog垃圾填埋場(chǎng)舊址上的，并與Hoogheemraadschap Rijnland水務(wù)局的廢水處理廠鄰近的這臺(tái)設(shè)備是荷蘭境內(nèi)第一個(gè)采用綠色天熱氣處理系統(tǒng)的設(shè)備。”Gas treatment Services公司共同創(chuàng)始人兼項(xiàng)目經(jīng)理Mathieu de Bas說(shuō)道。設(shè)備采用了一個(gè)復(fù)雜的工藝，將退役的垃圾填埋場(chǎng)排放的沼氣轉(zhuǎn)換為天然氣氣質(zhì)的燃?xì)?，同時(shí)產(chǎn)生液態(tài)二氧化碳作為副產(chǎn)品。

2 將垃圾填埋氣轉(zhuǎn)換為天然氣氣質(zhì)的燃?xì)?/h2>

在20世紀(jì)70年代中期和80年代，Schoteroog有一個(gè)22,000平米的垃圾堆。1992年，當(dāng)人們都發(fā)現(xiàn)垃圾填埋場(chǎng)開(kāi)始污染地下水時(shí)，政府根據(jù)最新的標(biāo)準(zhǔn)封掉了這個(gè)垃圾堆。在當(dāng)時(shí)很正常的做法是，垃圾生物降解所產(chǎn)生的甲烷和其它氣體與廢水處理廠排放的沼氣聚集在一起并焚燒掉，造成的污染讓北荷蘭省和哈萊姆自治市的居民不堪其擾。當(dāng)?shù)毓賳T決定推行可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃，使用這些氣體生成能源。

2009 年，GtS和能源供應(yīng)公司Essent一起啟動(dòng)了這項(xiàng)計(jì)劃，并與北荷蘭省和哈萊姆自治市、污水管理公司Afvalzorg以及Hoogheemraadschap Rijnland水務(wù)局聯(lián)合研發(fā)了這樣一套設(shè)備：它能夠清潔和提純舊垃圾填埋場(chǎng)和廢水廠排放出的沼氣，以生成天然氣氣質(zhì)的沼氣。凈化后的氣體可以用于烹飪、供暖以及用作燃?xì)?。這一工藝的另外一個(gè)好處就是，溫室氣體不再會(huì)排放到大氣中。

“位于 Schoteroog 的舊垃圾填埋場(chǎng)將提供足夠的垃圾填埋氣直到2035年。一開(kāi)始，每年約為800,000平米，預(yù)計(jì)到2025年可以減少到600,000平米?！盡athieu de Bas解釋道。系統(tǒng)每小時(shí)最多可以接收280標(biāo)準(zhǔn)立方米的氣體，對(duì)應(yīng)生成190立方米的天然氣，可以滿足500戶家庭所需的天然氣消耗量。“我們將這些天然氣輸送給能源供應(yīng)商Essent，他們將這些天然氣賣給哈萊姆自治市?！盡athieu de Bas如此說(shuō)道。

壓縮機(jī)受到恒定的2mbar壓力，以防止垃圾填埋氣排放到大氣中。區(qū)域內(nèi)分布的16個(gè)氣井中的氣體通過(guò)閥控制并通過(guò)導(dǎo)管輸送給“綠色”天然氣設(shè)備。

“綠色”天然氣設(shè)備由 Gas treatment Services 開(kāi)發(fā)而成，安裝在荷蘭 Schoteroog 舊垃圾填埋場(chǎng)邊上，將分解處理的有機(jī)垃圾排放的氣體加工成天然氣氣質(zhì)的沼氣

Gas treatment Services 公司共同創(chuàng)始人兼項(xiàng)目經(jīng)理 Mathieu de Bas 在“綠色”天然氣設(shè)備內(nèi)的一臺(tái)控制柜前

沼氣廠的設(shè)計(jì)基于一個(gè)分離工藝，在這個(gè)工藝?yán)?，剩余的二氧化碳從氣體混合物中提取出來(lái)并以液體形式輸送給用戶或者在GtS處理廠中用作冷卻劑。垃圾填埋氣包含水蒸汽、二氧化碳、氮?dú)?、甲烷及其它各種雜質(zhì)。設(shè)備首先在30mbar的壓力下將氣體冷卻到5℃，以去除水蒸汽。水冷凝后排放到鄰近的廢水處理廠。將氣體混合物壓縮并冷卻到-25℃，去除掉易揮發(fā)的有機(jī)成分（VOC）和硅氧烷。最后，過(guò)濾氣體，除去剩余的雜質(zhì)，無(wú)需使用催化劑。

然后將氣體冷卻到-60℃，分離出液態(tài)二氧化碳。接著繼續(xù)冷卻到-80℃，生成固態(tài)二氧化碳，然后再次融合并以液體形式保存在低溫箱內(nèi)（壓力為20bar，溫度為-30℃）。最終生成的液態(tài)二氧化碳用途多樣，例如運(yùn)輸公司可用它來(lái)進(jìn)行冷鏈運(yùn)輸，或金屬加工廠可用它來(lái)進(jìn)行焊接或收縮接合處。產(chǎn)生的“綠色”天然氣可以輸送到天然氣輸配管網(wǎng)中或進(jìn)行進(jìn)一步的液化處理，然后儲(chǔ)存起來(lái)?；诖艘坏┫到y(tǒng)出現(xiàn)故障，GtS能夠繼續(xù)供應(yīng)天然氣14天。

3 基于 PC 的控制系統(tǒng)滿足高計(jì)算能力要求

為了控制其“綠色”天然氣設(shè)備，GtS決定選用Beckhoff基于PC的控制平臺(tái)，它由一臺(tái)C6930 工業(yè)PC、實(shí)時(shí)TwinCAT PLC軟件和總線端子模塊構(gòu)成?！癇eckhoff工業(yè)PC的一大優(yōu)點(diǎn)就是具有滿足復(fù)雜控制過(guò)程要求的高CPU性能，冷卻和重新加熱，提高和降低壓力，控制壓力鼓的替換，連續(xù)測(cè)量壓力和溫度，加上控制整個(gè)工藝?！蔽挥诠啄返暮商m分銷合作伙伴Beckhoff Industrial Automation Link公司辦公室經(jīng)理兼銷售經(jīng)理Jurjen Verhoeff說(shuō)道?！按送?，工業(yè)PC的計(jì)算能力足以支持用于趨勢(shì)分析和歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的SCADA軟件包，讓操作人員能夠更好地查看系統(tǒng)狀態(tài)，操作起來(lái)也更加方便?！盝urjenVerhoeff補(bǔ)充道。

“Beckhoff I/O端子盒的種類繁多，確保為我們提供一個(gè)能夠與工藝中用到的所有傳感器類型通訊的定制化解決方案?！盡athieu de Bas解釋說(shuō)道。所有溫度都使用KL3314測(cè)量端子模塊測(cè)量，壓力測(cè)量則通過(guò)KM3702端子模塊實(shí)現(xiàn)?？偣灿?62個(gè)點(diǎn)用來(lái)記錄溫度數(shù)據(jù)，另外67個(gè)點(diǎn)用于記錄壓力和流量數(shù)據(jù)。