直到 2035 年，位于 Schoteroog 的舊垃圾填埋場(chǎng)為綠色天然氣廠(chǎng)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，并相應地生成 190 立方米的天然氣。這可以滿(mǎn)足 500 戶(hù)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)是設計和實(shí)施沼氣氣體處理系統以及沼氣的輸送。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(chǎng)或農場(chǎng)的沼氣轉換為天然氣氣質(zhì)的燃料。沼氣可以用來(lái)為機器或汽車(chē)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“綠色”天然氣設備投入運營(yíng)。

    “我們已經(jīng)在全球建造了四臺這樣的設備，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(chǎng)鄰近的這臺設備是荷蘭境內第一個(gè)采用綠色天熱氣處理系統的設備。”Gas treatment Services公司共同創(chuàng )始人兼項目經(jīng)理Mathieu de Bas說(shuō)道。設備采用了一個(gè)復雜的工藝，將退役的垃圾填埋場(chǎng)排放的沼氣轉換為天然氣氣質(zhì)的燃氣，同時(shí)產(chǎn)生液態(tài)二氧化碳作為副產(chǎn)品。

    2　將垃圾填埋氣轉換為天然氣氣質(zhì)的燃氣

    在20世紀70年代中期和80年代，Schoteroog有一個(gè)22,000平米的垃圾堆。1992年，當人們都發(fā)現垃圾填埋場(chǎng)開(kāi)始污染地下水時(shí)，政府根據最新的標準封掉了這個(gè)垃圾堆。在當時(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(chǎng)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。當地官員決定推行可持續發(fā)展計劃，使用這些氣體生成能源。

    2009 年，GtS和能源供應公司Essent一起啟動(dòng)了這項計劃，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)了這樣一套設備：它能夠清潔和提純舊垃圾填埋場(chǎng)和廢水廠(chǎng)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、供暖以及用作燃氣。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，預計到2025年可以減少到600,000平米。”Mathieu de Bas解釋道。系統每小時(shí)最多可以接收280標準立方米的氣體，對應生成190立方米的天然氣，可以滿(mǎn)足500戶(hù)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商Essent，他們將這些天然氣賣(mài)給哈萊姆自治市。”Mathieu de Bas如此說(shuō)道。

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

    沼氣廠(chǎng)的設計基于一個(gè)分離工藝，在這個(gè)工藝里，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(hù)或者在GtS處理廠(chǎng)中用作冷卻劑。垃圾填埋氣包含水蒸汽、二氧化碳、氮氣、甲烷及其它各種雜質(zhì)。設備首先在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(chǎng)。將氣體混合物壓縮并冷卻到-25℃，去除掉易揮發(fā)的有機成分（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。 

                     

    “ 綠 色 ” 天 然 氣 設備由 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 )始人兼項目經(jīng)理 Mathieu de Bas 在“綠色”天然氣設備內的一臺控制柜前

    然后將氣體冷卻到-60℃，分離出液態(tài)二氧化碳。接著(zhù)繼續冷卻到-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（壓力為20bar，溫度為-30℃）。最終生成的液態(tài)二氧化碳用途多樣，例如運輸公司可用它來(lái)進(jìn)行冷鏈運輸，或金屬加工廠(chǎng)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，然后儲存起來(lái)?；诖艘坏┫到y出現故障，GtS能夠繼續供應天然氣14天。

    3　基于 PC 的控制系統滿(mǎn)足高計算能力要求

    為了控制其“綠色”天然氣設備，GtS決定選用Beckhoff基于PC的控制平臺，它由一臺C6930 工業(yè)PC、實(shí)時(shí)TwinCAT PLC軟件和總線(xiàn)端子模塊構成。“Beckhoff工業(yè)PC的一大優(yōu)點(diǎn)就是具有滿(mǎn)足復雜控制過(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，連續測量壓力和溫度，加上控制整個(gè)工藝。”位于哈雷姆的荷蘭分銷(xiāo)合作伙伴Beckhoff Industrial Automation Link公司辦公室經(jīng)理兼銷(xiāo)售經(jīng)理Jurjen Verhoeff說(shuō)道。“此外，工業(yè)PC的計算能力足以支持用于趨勢分析和歷史數據存儲的SCADA軟件包，讓操作人員能夠更好地查看系統狀態(tài)，操作起來(lái)也更加方便。”JurjenVerhoeff補充道。

    “Beckhoff   I /O端子盒的種類(lèi)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(lèi)型通訊的定制化解決方案。”Mathieu de Bas解釋說(shuō)道。所有溫度都使用KL3314測量端子模塊測量，壓力測量則通過(guò)KM3702端子模塊實(shí)現?？偣灿?62個(gè)點(diǎn)用來(lái)記錄溫度數據，另外67個(gè)點(diǎn)用于記錄壓力和流量數據。